2015:18 Uranium Aerosol Characteristics at a Nuclear Fuel Manufacturing Site - Particle Size, Morphology and Chemical Composition

Vid alla kärntekniska verksamheter krävs att strålningsmiljön kontrolleras dels genom mätningar av ytors- och luftens kontamination i anläggningen och dels med persondosimetriverksamhet inkluderat helkroppsmätning. De olika metoder som används för att beräkna intecknad effektiv stråldos från kontinuerligt intag via inandning är förknippade med stora osäkerheter. Materialkarakteristiken är avgörande för hur den luftburna aktiviteten (i projektets fall uranaerosoler) fastnar i näsa, luftstrupe och sedan lungorna och löses upp i kroppens vätskor, t.ex. lungvätskan. En viss del av aerosolerna hamnar i näsans slem och följer intagsvägen via mag- och tarmkanalen och vidare ut i blodet. Små partiklar (< 2 μm AMAD) som inhaleras uppför sig annorlunda än stora partiklar. De har bl.a. större förmåga att tränga ner djupare i lungorna och nå alveolerna. Luftvägarna har i allmänhet lättare att göra sig av med större partiklar, som då snabbare kan lämna kroppen. Det är emellertid inte endast partikelstorleksfördelningen som är av betydelse, utan även hur aktiviteten fördelas mellan dessa storlekar.

Det finns ett behov av bättre kunskap om material- och aerosol karakteristik för luftburen radioaktivitet som finns i verksamheten vid kärntekniska anläggningar. Därför ska detta forskningsprojekt utreda hur uranaerosoler kan karakteriseras med avseende på bl.a. storlek, utseende och hur dessa sammanhålls i formationer med andra partiklar. Vid Bränslefabriken i Västerås tillverkas kärnbränsle och i verksamheten förekommer luftburna uranpartiklar s.k. uranaerosoler som projektet använt för forskningsstudien genom att samla in dessa med hjälp av olika filter. Linköpings universitet utförde som myndighetsstöd denna förstudie i ett forskningsprojekt. Målet är att kunna redogöra för uranaerosolers karakteristik med avseende på storleks- och aktivitetsfördelning, samt inre struktur hos uranpartiklar från olika processteg i en kärnbränslefabrik.

Resultaten visar på att uranaerosoler i studien varierar signifikant med avseende på storleksdistributionen. I förstudien observerades uranaerosoler allmänt som diskreta partiklar, men även i förekomster med andra partiklar löst fästa i varandra. Uranaerosolerna förekommer även i olika former av uranoxider. Vidare studier som projektet identifierat är bl.a. att utreda hur uranaerosolers parti- kelvolymer i förhållande till deras aerodynamiska diameter påverkar AMAD beräkningar. Vidare behövs fler antal luftprover genomföras och analyseras. Ytterligare moment att utreda är uranaerosolers kemiska form och förhållanden som t.ex. löslighet.