959 resultados para Illinois Spent Nuclear Fuel and High-Level Waste Inspection and Escort Program.


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Multiple recycle of long-lived actinides has the potential to greatly reduce the required storage time for spent nuclear fuel or high level nuclear waste. This is generally thought to require fast reactors as most transuranic (TRU) isotopes have low fission probabilities in thermal reactors. Reduced-moderation LWRs are a potential alternative to fast reactors with reduced time to deployment as they are based on commercially mature LWR technology. Thorium (Th) fuel is neutronically advantageous for TRU multiple recycle in LWRs due to a large improvement in the void coefficient. If Th fuel is used in reduced-moderation LWRs, it appears neutronically feasible to achieve full actinide recycle while burning an external supply of TRU, with related potential improvements in waste management and fuel utilization. In this paper, the fuel cycle of TRU-bearing Th fuel is analysed for reduced-moderation PWRs and BWRs (RMPWRs and RBWRs). RMPWRs have the advantage of relatively rapid implementation and intrinsically low conversion ratios, which is desirable to maximize the TRU burning rate. However, it is challenging to simultaneously satisfy operational and fuel cycle constraints. An RBWR may potentially take longer to implement than an RMPWR due to more extensive changes from current BWR technology. However, the harder neutron spectrum can lead to favourable fuel cycle performance. A two-stage TRU burning cycle, where the first stage is Th-Pu MOX in a conventional PWR feeding a second stage continuous burn in RMPWR or RBWR, is technically reasonable, although it is more suitable for the RBWR implementation. In this case, the fuel cycle performance is relatively insensitive to the discharge burn-up of the first stage. © 2013 Elsevier Ltd. All rights reserved.

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A new combined Non Fertile and Uranium (CONFU) fuel assembly is proposed to limit the actinides that need long-term high-level waste storage from the pressurized water reactor (PWR) fuel cycle. In the CONFU assembly concept, ∼20% of the UO2 fuel pins are replaced with fertile free fuel hosting the transuranic elements (TRUs) generated in the previous cycle. This leads to a fuel cycle sustainable with respect to net TRU generation, and the amount and radiotoxicity of the nuclear waste can be significantly reduced in comparison with the conventional once-through UO2 fuel cycle. It is shown that under the constraints of acceptable power peaking limits, the CONFU assembly exhibits negative reactivity feedback coefficients comparable in values to those of the reference UO2 fuel. Feasibility of the PWR core operation and control with complete TRU recycle has been shown based on full-core three-dimensional neutronic simulation. However, gradual buildup of small amounts of Cm and Cf challenges fuel reprocessing and fabrication due to the high spontaneous fission rates of these nuclides and heat generation by some Pu, Am, and Cm isotopes. Feasibility of the processing steps becomes more attainable if the time between discharge and reprocessing is 20 yr or longer.

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Within Canada there are more than 2.5 million bundles of spent nuclear fuel with another approximately 2 million bundles to be generated in the future. Canada, and every country around the world that has taken a decision on management of spent nuclear fuel, has decided on long-term containment and isolation of the fuel within a deep geological repository. At depth, a deep geological repository consists of a network of placement rooms where the bundles will be located within a multi-layered system that incorporates engineered and natural barriers. The barriers will be placed in a complex thermal-hydraulic-mechanical-chemical-biological (THMCB) environment. A large database of material properties for all components in the repository are required to construct representative models. Within the repository, the sealing materials will experience elevated temperatures due to the thermal gradient produced by radioactive decay heat from the waste inside the container. Furthermore, high porewater pressure due to the depth of repository along with possibility of elevated salinity of groundwater would cause the bentonite-based materials to be under transient hydraulic conditions. Therefore it is crucial to characterize the sealing materials over a wide range of thermal-hydraulic conditions. A comprehensive experimental program has been conducted to measure properties (mainly focused on thermal properties) of all sealing materials involved in Mark II concept at plausible thermal-hydraulic conditions. The thermal response of Canada’s concept for a deep geological repository has been modelled using experimentally measured thermal properties. Plausible scenarios are defined and the effects of these scenarios are examined on the container surface temperature as well as the surrounding geosphere to assess whether they meet design criteria for the cases studied. The thermal response shows that if all the materials even being at dried condition, repository still performs acceptably as long as sealing materials remain in contact.

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Die Elemente Uran und Plutonium besitzen seit Entdeckung der Kernspaltung und der technischen Nutzung der Kernenergie eine globale Bedeutung. So trägt Pu hauptsächlich zur Radiotoxizität von abgebrannten Brennelementen bei und erfordert im Falle einer Endlagerung in einer tiefen geologischen Formation einen sicheren Verschluss für bis zu einer Million Jahre. Das Wissen über die vorliegenden chemischen Spezies ist dabei entscheidend für das Verständnis der chemisch-physikalischen Wechselwirkungen im jeweiligen geochemischen System, insbesondere mit dem Wirtsgestein (hier Ton) und den allgegenwärtigen Huminstoffen (hier Fulvinsäure). Längerfristig sind so Vorhersagen über einen Transport des hochradioaktiven Abfalls nach Auslaugung und Austritt aus einem Endlager bis in die Biosphäre möglich. Gerade der Ultraspurenbereich, im Fernfeld eines Endlagers zu erwarten, ist dabei von besonderem Interesse. Darüber hinaus machen nuklearforensische Untersuchungen – in Hinblick auf illegal benutztes Nuklearmaterial, Schmuggel oder Nuklearterrorismus – zur Bestimmung der Herkunft, des Alters oder der Radiotoxizität isotopenselektive Nachweismethoden im Ultraspurenbereich notwendig. Im Rahmen dieser Arbeit wurden hierfür die Resonanzionisationsmassenspektrometrie (RIMS) zur isotopenselektiven Spuren- und Ultraspurenanalyse von U und Pu sowie die Kapillarelektrophorese (CE) gekoppelt an die induktiv gekoppelte Plasma (ICP)-Massenspektrometrie (CE-ICP-MS) zur Speziation von Pu eingesetzt. Für den isotopenselektiven Nachweis von Ultraspurenmengen von Uran mittels RIMS wurden vorbereitende Studien durchgeführt und mehrere zweifach resonante Anregungsleitern mit nicht-resonanter Ionisation untersucht. Eine Effizienz von ca. 10^-10 bei einer Nachweisgrenze von 10^12 Atomen U-238 konnte erzielt werden. In Zusammenarbeit mit dem Institut für Radiochemie, TU München, wurde mittels RIMS die Isotopenzusammensetzung von Plutonium, abgetrennt aus einem panzerbrechenden Urangeschoss aus dem Kosovokonflikt, bestimmt und dieses als Waffenplutonium mit einem Gehalt von 15 pg Pu-239/g Uran identifiziert. Rückschlüsse über Herkunft und Alter des Plutoniums konnten daraus gewonnen werden. Für Studien zur Umweltüberwachung von Plutonium in Rheinland-Pfalz wurden Grund-, Oberflächen- und Klärwasserproben mittels RIMS untersucht. Oberhalb der Nachweisgrenze von ca. 10^7 Atomen Pu-239/500 mL konnte kein signifikanter Gehalt bestimmt werden. Zusätzlich wurden Klärschlammproben untersucht, wobei in einer Probe 5,1*10^7 Atome Pu-239/g gemessen wurde, was auf eine Anreicherung von Pu im Klärschlamm aus großen Wasservolumina hindeuten könnte. Speziationsuntersuchungen von Plutonium in Kontakt mit Fulvinsäure und dem Tonmineral Kaolinit wurden in Hinblick auf die Wechselwirkungen im Umfeld eines nuklearen Endlagers durchgeführt. Die Redoxkinetik von Pu(VI) in Kontakt mit Gorleben-Fulvinsäure zeigt eine mit steigendem pH zunehmend schnellere und vollständige Reduktion und ein vergleichbares Verhalten zur Huminsäure. Für ein Plutoniumgemisch aus allen vier umweltrelevanten Oxidationsstufen in Kontakt mit Gorleben-Fulvinsäure konnte nach ca. 1 Monat Kontaktzeit eine fasst vollständige Reduktion zum tri- und tetravalenten Pu beobachtet werden. Sorptionsuntersuchungen der stabilsten Oxidationsstufe, Pu(IV), in Kontakt mit Kaolinit bei pH = 0 bis 13 im Konzentrationsbereich 10^-7 bis 10^-9 mol/L verdeutlichen das ausgeprägte Sorptionsverhalten von Pu(IV) (ca. 60% bis 90% Sorption) im umweltrelevanten pH-Bereich bei einem Einsetzen der Sorption bei pH = 0 bis 2. Im Rahmen des "Colloid and Radionuclide Retardation" (CRR) Experiments im Felslabor Grimsel, Schweizer Alpen, wurde in Zusammenarbeit mit dem Institut für Nukleare Entsorgung, Karlsruhe, die kolloidgetragene Migration von Pu(IV) in einem Grundwasserstrom durch Scherzonen im Granitgestein unter umweltrelevanten Bedingungen untersucht. Bei Zugabe von im Grundwasser stabilen Bentonitkolloiden – Bentonit wird als ein geeignetes Verschlussmaterial für nukleare Abfälle erforscht – konnte ein erhöhter Transport des Pu(IV) beobachtet werden, der durch Sorption des Pu an die mobilen Kolloide hervorgerufen wird. Zur Speziation von Plutonium im Ultraspurenbereich wurde im Rahmen dieser Arbeit an der Entwicklung der Kopplung der CE mit der sehr sensitiven RIMS gearbeitet. Das Prinzip der offline-Kopplung basiert auf dem Sammeln der zu unterschiedlichen Zeiten am Ende der Kapillare eluierten Oxidationsstufen in einzelnen Fraktionen. Aus jeder Fraktion wird ein eigenes Filament hergestellt und mit RIMS auf seinen Plutoniumgehalt untersucht. Eine erste Validierung der Methode konnte durch Bestimmung der Oxidationsstufenzusammensetzung eines bekannten Gemischs erfolgreich für einen Gehalt von ca. 6*10^9 Atome Pu-239 durchgeführt werden. Dies stellt einen möglichen Zugang zu dem erwarteten Konzentrationsbereich im Fernfeld eines Endlagers dar.

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Fuel cycles are designed with the aim of obtaining the highest amount of energy possible. Since higher burnup values are reached, it is necessary to improve our disposal designs, traditionally based on the conservative assumption that they contain fresh fuel. The criticality calculations involved must consider burnup by making the most of the experimental and computational capabilities developed, respectively, to measure and predict the isotopic content of the spent nuclear fuel. These high burnup scenarios encourage a review of the computational tools to find out possible weaknesses in the nuclear data libraries, in the methodologies applied and their applicability range. Experimental measurements of the spent nuclear fuel provide the perfect framework to benchmark the most well-known and established codes, both in the industry and academic research activity. For the present paper, SCALE 6.0/TRITON and MONTEBURNS 2.0 have been chosen to follow the isotopic content of four samples irradiated in the Spanish Vandellós-II pressurized water reactor up to burnup values ranging from 40 GWd/MTU to 75 GWd/MTU. By comparison with the experimental data reported for these samples, we can probe the applicability of these codes to deal with high burnup problems. We have developed new computational tools within MONTENBURNS 2.0. They make possible to handle an irradiation history that includes geometrical and positional changes of the samples within the reactor core. This paper describes the irradiation scenario against which the mentioned codes and our capabilities are to be benchmarked.

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A methodology of experimental simulation of state of spent nuclear fuel that occurs on the sea floor due to some catastrophes or dumping is developed. Data on long-term (more than 2000 days) experiments on estimation of 85Kr and 137Cs release rate from spent nuclear fuel (fragments of irradiated UO2 pellets) were firstly obtained; these estimates prove correctness of a hypothesis offered by us in early 1990s concerning to earlier 85Kr release (by one order of magnitude higher than that of 137Cs) as compared to other fission fragments in case of loss of integrity of fuel containment as a result of corrosion on the sea floor. A method and technique of onboard 85Kr and 137Cs sampling and extraction (as well as sampling of tritium, product of triple 235U fission) and their radiometric analysis at coastal laboratories are developed. Priority data on 85Kr background in bottom layers of the Barents and Kara Seas and 137Cs and 3H in these seas (state of 2003) are presented. Models necessary for estimation of dilution of fission products of spent nuclear fuel and their transport on the floor in accident and dumping regions are developed. An experimental method for examination of state of spent nuclear fuel on the sea floor (one expedition each 2-3 years) by 85Kr release into environment (a leak tracer) is proposed; this release is an indicator of destruction of fuel containment and release of products of spent nuclear fuel in case of 235UO2 corrosion in sea water.

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"Public act 82-645 mandates the Department of Public Aid to administer domestic violence shelter and service programs for adults and their dependents who are victims of domestic violence."