SISTEM DE MASURA ON-LINE A CONCENTRATIEI TRITIULUI IN APA PRIN METODA BIXS - SMTBIXS

Contract de finantare nr 72-189/2008

   Proiectul isi propune ca obiectiv principal sa dezvolte un sistem de masura on-line a concentratiei tritiului in apa din instalatiile de procesare si recuperare a tritiului. Metoda propusa este o alternativa la metoda clasica de masurare a concentratiei tritiului din apa prin scintilatie in lichid. In metoda bazata pe scintilatie in lichid este necesara prelevarea de proba, pregatirea cokteilului de masura si masurarea efectiva cu ajutorul unui sistem dedicat. Dezavantajele metodei clasice sunt consumul mare de manopera si generarea de deseuri radioactive. In cazul unei instalatii complexe de procesare apa tritiata, asa cum sunt instalatiile de detritiere a apei grele de la reactoarele CANDU si in viitor la cele de detritiere de la reactoarele de fuziune - ITER, se impune dezvoltarea unor sisteme de masura on-line.
   Metoda de determinare a concentratiei tritiului din apa, bazata pe masurarea radiatiei X ce rezulta in urma decelerarii radiatiei beta emise de catre tritiu - bremstrahlung a stat la baza dezvoltarii de aparatura specifica. Sistemul de masura propus difera de cel clasic, care necesita utilizarea unui lichid scintilator in amestec cu apa de masurat, prin faptul ca in cazul metodei propuse radiatia de franare este generata in apa tritiata de masura si nu de catre scintilatorul lichid. Acest lucru face posibil sa se efectueze masuratori on-line si in timp real. Scopul proiectului este de a rezolva problemele specifice acestei metode, respectiv extragerea radiatiei X din apa de masura, prin realizarea unei proiectari adecvate a celulei de masura in vederea obtinerii unei sensibilitati cerute de catre procesele tehnologice, precum si a lantului electronic asociat.
   Elementul principal al sistemului propus este celula de masura prin care este circulata apa tritiata ce urmeaza a fi masurata. Celula de masura este prevazuta cu o fereastra de beriliu ce este transparenta la radiatia X generata prin decelerarea radiatiei beta. Masurarea activitatii tritiului din apa tritiata, prin pulsurile de radiatie X, se face cu ajutorul unui detector de tipul NaI(Tl) si a unui fotomultiplicator. Detectorul NaI(Tl) este sensibil la radiatia X si urmare a expunerii se genereaza fotoni ce sunt ulterior multiplicati in fotomultiplicatorul care genereaza pulsuri electrice ce sunt numarate.
   In prima faza a proiectului se va dezvolta tema de proiectare, se va stabili referentialul (performantele tehnice si functionale) pe baza unor studii de specialitate si referinte bibliografice privind metoda de masurare propusa. Datorita conditiilor deosebite de desfasurare a proiectului (utilizarea de apa tritiata pentru determinarile experimentale) se vor inventaria procedurile experimentale existente in cadrul consortiului si se vor elabora noi proceduri unde este cazul.
   In continuare, avand ca referinta modelul matematic al procesului de masurare ce se va elabora in cadrul proiectului, precum si tema de proiectare intocmita, se va dezvolta proiectul celulei de masura, a modulului electronic si a standului de testare. Standul de testare va fi realizat in asa fel incat sa permita atat masurarea concentratiei de tritiu cu o singura celula de masura, cat si cu doua celule de masura in coincidenta. In cadrul proiectului se vor executa doua celule de masura identice, modulul electronic in configuratie NIM continand si functia de coincidenta, precum si standul experimental aferent.
   Masuratorile cu celula/celulele de masura se vor efectua atat in regim static cat si in regim de curgere a apei tritiate la diverse temperaturi si debite. De asemenea, se va utiliza aqpa tritiata cu diverse concentratii de tritiu in vederea compararii caracteristicii de masura a celulei cu modelul matematic elaborat si a stabilirii factorilor de corectie daca este necesar. Experimentele vor fi realizate atat pentru masurarea concentratiei tritiului in apa folosind o singura celula de masura, cat si in cazul masurarii cu doua celule de masura in coincidenta. Ca si referinta pentru concentratia tritiului in apa de masura se va utiliza etalonul de tritiu detinut de partenerul 1 - IFIN.
   In final, se va elabora o specificatie tehnica a sistemului de masura a concentratiei tritiului in apa, bazat pe metoda BIXS, functie de concentratia tritiului din apa tritiata preconizata a fi generata in sistemele de detritiere de la ITER. De asemenea, se va investiga oportunitatea extinderii metodei de masura propusa si pentru masuratorile de concentratie a tritiului din faza gazoasa precum si a masurarii contaminarii de suprafata cu tritiu a probelor solide. Proiectul are definit prin planul de realizare o componenta majora privind diseminarea rezultatelor, iar prin insasi metodologia propusa, cu un continut original autentic, deschide noi directii de cercetare in domeniu. Se are in vedere introducerea unui brevet de inventie pentru sistemul de masura propus. Pentru rezultatele proiectului exista expresii de interes din partea unor institutii nationale si internationale (care sunt anexate) precum si task introdus in cadrul programului FP7 proiect EUROATOM pe o tematica complementara proiectului (care, de asemenea, se ataseaza).