Tritium in der Uhren- und Rüstungsindustrie

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1 Tritium in der Uhren- und Rüstungsindustrie Tritium-Gaslichtquellen (GTLS) in der Rüstungs- und Uhrenindustrie Ein Schweizer Technologieprodukt mit speziellen Anforderungen an den Strahlenschutz Marcus Amme Leiter Sicherheit und Strahlenschutz (HSSE) mb-microtec ag, CH-3172 Niederwangen

2 Inhalt 1. Tritium in der Industrie, Situation und Hintergrund 2. Geschichtliches 3. Der Weg des Tritiums in einem Produktionsbetrieb 4. Gemeinsamkeiten (Prinzip ALARA) und Unterschiede (AAA) 5. Operativer Strahlenschutz (HTO, Inhalation, Inkorporation, Organik) 6. Dosimetrie und Überwachung 7. Waste Management 8. Rückbau Decommissioning - Freigabe

3 Tritium in der Industrie - Situation Mb-microtec ag ist eines der weltweiten grössten (gemessen an T 2 Umgangserlaubnis) Tritium-Labore. Max. erlaubte Aktivität am Standort: 7.4 PBq (approx Ci) Jährlicher Output: TBq T 2 als Produkte Eigene akkreditierte Inkorporations-Messstelle der Schweiz (Nur 3 H / LSC) Abluftreinigung mittels Cu-katalysierter T 2 -Oxidation und -rückhaltung

4 Tritium und Strahlung 226 Ra 3 H / TRITIUM Glas 60 Co Papier Die Strahlung von Tritium besteht aus emittierten Elektronen ( = Beta-Strahlung). Die Elektronen werden durch 8 cm Luft vollständig abgeschirmt.

5 Der Effekt der Halbwertzeit Tritium zerfällt zu inaktivem Helium-3. Nach 12.3 Jahren hat sich die Hälfte des Tritiums in Helium umgewandelt.

6 Funktionsweise der GTLS Die emittierte beta-strahlung des Tritiums regt den Leuchtstoff ZnS an

7 Geschichte 3H in der Firma GTLS T Ra226 7

8 Tritium in der Industrie - Situation Leuchtstoff-beschichtete Glasröhren werden mit dem radioaktiven Gas Tritium gefüllt und verschlossen Ziel- und Visiereinrichtungen Uhrenzeiger

9 Der Weg des Tritiums im Produktionsbetrieb Tritium wird verarbeitet und hantiert als Hauptrohstoff in der Produktion von GTLS (Gaseous Tritium Light Sources). Die Hauptschritte umfassen: Lagerung neuest 2, Umfüllen, Abfüllen, Einschluss/Abschmelzen, und Entsorgung. Product sale Fresh tritium gas Distribution Filling of capillaries Laser welding Waste disposal

10 Aktivitäten in den diversen Schritten Pro Uhr: ca. 1 GBq Pro Stab: ca GBq Pro Uhrenzeiger: ca GBq

11 Aktivitäten in den diversen Schritten Beispiel einer Arbeitsstation: Prüflager R&D im Betrieb - bis ca. 10 TBq

12 Arbeitsbereiche im OQ-Labor Planerische Aufteilung aus Sicht der StSV (Umgangsmengen) aber strikt nuklid-spezifisch (hier: 3 H) Rot: A-Zone (Mehr als x Menge der Bewilligungsgrenze L A L A 3 H (als HTO): 0.3 GBq Approx. 1% HTO in T 2 -Gas Grün: C-Zone VKF-Brandschutzfachtagung (bis zu 100 x Menge der Bewilligungsgrenze 2015 L A 12

13 1st KHNP-MBM meeting on tritium supply ALARA und AAA ALARA-Prinzip ( As low as reasonably achievable ) ALARA ist ein Minimierungsprinzip zur Risikobegrenzung und gleichzeitig ein Optimierungsgebot hinsichtlich der Sicherheitstechnik. - Artikel 9 StSG Es gilt im täglichen operativen Strahlenschutz, insbesondere aber im Zusammenspiel mit Schadensszenarien wie den Brandfall. AAA-Regel (Abstand, Abschirmung, Aufenthaltsdauer) Bei Tritiumgas-Verarbeitung nicht direkt anwendbar. keine externe Bestrahlung, somit Abstand und Abschirmung in üblichen Sinne nicht vorhanden; Aufenthaltsdauer ebenso. ändert in: Verschluss und exponierte Arbeitszeit. Arbeitsweise ist vor allem auf Vermeidung von Inkorporation und Inhalation ausgerichtet.

14 Operativer Strahlenschutz im Tritiumlabor Aufnahme durch die Haut Häufigster Weg der Dosisaufnahme bei Arbeiten mit flüssigen tritiumhaltigen Verbindungen Inhalation Häufigster Weg der Dosisaufnahme bei Operationen mit T 2 - Gas

15 Operativer Strahlenschutz im Tritiumlabor HTO (Halb-überschweres Wasser; tritiiertes Wasser Entsteht bei Oxidation oder unvollständiger Verbrennung von T 2 Grösster «Feind» im Tritiumlabor, da starke Resorption und Stoffwechselaktivität Radiologische Grenzwerte deutlich tiefer als für T 2 Tritium-haltige organische Verbindungen Entstehen z.b. bei der Vermischung / Aufnahme von T 2 mit Betriebsstoffen Unangenehm, da starke Ausbreitung und allgegenwärtig sowie schwer zu dekontaminieren und als gefährlichstes Szenario: Verbrennung von T 2 -Gas an der Luft zu HTO / T 2 O (Knallgasreaktion) schlagartige Freisetzung von Aktivität in Abluft und Raumluft evtl. störfallrelevante Mengen

16 Dosimetrie und Umweltüberwachung Dosimetrie im Tritiumlabor: Keine Filmdosimeter, da keine externe Bestrahlung Ausschliesslich durch Ausscheidungsbeprobung und Liquid Scintillation Counting Abgabenüberwachung: Abgaben gemäss Grenzwerte der StSV; interne Aufmerksamkeits- und behördliche Meldeschwelle z.b. Abluft: intern 6.7 TBq/Woche; extern 21 TBq/Woche

17 Waste Management Endstücke, Rückläufer, Ausschuss, etc Abfallsammlung RA wird konditioniert und eingeschweisst (Gebinde gemäss Spezifikation) Transport ins und Lagerung im Bundeszwischenlager für MIF(Medizin, Industrie, Forschung) der Schweiz (Würenlingen) BZL

18 Rückbau, Decommissioning, Freigabe Abbruch eines 3 H -Labors erfordert Beprobungs- und Freigabeverfahren. Spezielle Probenahmeverfahren da HTO-Kontamination Bauschutt: Kenntnis der Bindungsform des 3 H wichtig Organische Materialien (Holz etc) nicht vergessen Freimessung nur per LSC möglich! Geschätzt < 1% um 90% Wand organisch (Film) um 10% Kristallwasser («alt») Porenwasser («jung»)

19 *** Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! ***