Published September 1991 | Version v1
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Recycling of plutonium of highly burned-up nuclear fuel into the fuel cycle (fuel fabrication)

  • 1. Siemens Brennelementwerk, Hanau (Germany)

Description

For a MOX-fuel fabrication plant under German rules and legislation radiation protection aspects are analysed for plutonium recycled from nuclear fuel of high burn-up. Starting form PuO2 powder as the original material, the individual stages of plutonium processing and the related working stations relevant to radiation protection are described in this report. Based on the given plant design and on conservative calculations (compliance with paragraph 54 radiation protection regulation is proven) eighteen plutonium mixtures of differing nuclide composition, corresponding to different plutonium recycle strategies, are examined as to their impact on the radiation exposure during processing. The radiological properties are characterized by simple parameters enabiling straightforward calculations. The calculations are based on radiologically relevant source strengths (100%) of a plutonium nuclide mixture which results from reprocessing of spent uranium fuel of about 32 GWd/tHM burn-up and seven years of ex-core time. Conservative calculations carried out for the given fuel fabrication plant design yield dose rates < 5 mSv/a for most working stations. Radioecological caclulations were carried out for both routine (paragraph 45 radiation protection regulation) and accidental activity releases (paragraph 28(3) radiation protection regulation). Supposing equal routine activity release, the considered plutonium mixtures are covered by the reference nuclide mixture. Caclulations for accidental conditions yield increased doses up to 80%. However, these dose values remain by orders of magintude below the limits as defined by the radiation protection regulation. (orig./HP)

Availability note (English)

MF available from INIS under the Report Number.

Abstract (German)

Fuer eine Brennelementfabrik, fuer die ein Standort in der Bundesrepublik Deutschland und die hier geltenden gesetzlichen Randbedingungen zugrundegelegt werden, werden die Strahlenschutzaspekte bei der Rueckfuehrung von Plutonium aus hochabgebrannten Kernbrennstoffen untersucht. Ausgehend von PuO2-Pulver werden die Verfahrensschritte sowie die zugeordneten strahlenschutzrelevanten Arbeitsplaetze bei der Verarbeitung des Plutoniums beschrieben. Basierend auf der betrachteten Anlagenauslegung und den hierfuer geltenden konservativen Berechnungen (Nachweis der Einhaltung des Para. 54 StrlSCHV) werden fuer 18 verschiedene Plutoniumnuklidgemische, die unterschiedlichen Pu-Rueckfuehrungsstrategien entsprechen, die erwarteten Auswirkungen auf die Strahlenexposition bei der Verarbeitung untersucht. Die Strahlungseigenschaften werden dafuer auf einfache Parameter zurueckgefuehrt, die die radiologische Relevanz relativ zur Rechenbasis angeben. Die Rechenbasis bezieht sich auf die radiologisch relevanten Quellstaerken (100%) eines Plutoniumnuklidgemisches, das sich bei Aufarbeitung von uranbrennelementen eines Abbrandes von ca. 32 GWd/tSM und 7 Jahren Kuehlzeit ergibt. Unter den Auslegungsrandbedingungen der Brennelementfabrik ergeben sich aus den konservativen Berechnungen fuer die ueberwiegende Zahl der Arbeitsplaetze Dosiswerte < 5 mSv/a. Radiooekologierechnungen fuer die normalbetriebliche Aktivitaetsabgabe (Para. 45 StrlSchV) sowie fuer eine unterstellte stoerfallbedingte Freisetzung von Plutonium (Para. 28 (3) StrlSchV) wurden durchgefuehrt. Bei gleicher normalbetrieblicher Aktivitaetsabgabe werden die untersuchten Plutoniumnuklidgemische durch das betrachtete Nuklidgemisch abgedeckt. Bei den Stoerfallberechnungen erhoeht sich die Dosis hingegen um maximal 80%. Die Dosiswerte bleiben allerdings um Groessenordnungen unterhalb der Grenzwerte der StrlSchV. (orig./HP)

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Original title (German)
Rueckfuehrung von Plutonium aus hochabgebrannten Kernbrennstoffen in den Brennstoffkreislauf (Mischoxid-Brennelementfertigung)

Publishing Information

Imprint Pagination
90 p.
Report number
KFK--4862