| 1. |
- Hassanzadeh, Manouchehr, et al.
(författare)
-
Reaktorinneslutningarnas respons vid höga inre tryck och reducerad förspänning
- 2018
-
Rapport (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- The concrete structure of a reactor containment is pre-stressed with tendonsplaced in ducts. In some reactor containments, these ducts are injected withcement grout after pre-stressing. The cement grout protects the tendonsagainst corrosion and has the potential to redistribute the stresses in a tendon in the case of wire failure. The disadvantage of injected ducts is that the tendons pre-stressing level cannot be directly assessed and that the cable cannot be re-stressed if necessary.In order to assess the of the pre-stressed cables, the US Regulatory Guide1.90 provides two methods (Alternative A and B) for assessing the prestressing level of cables: Alternative A) Monitoring the pre-stressing level of the reactor containment by means of instrumentation and pressure tests, Alternative B) Monitoring of the reactor containments deformation under pressure tests.This project has simulated different pressure tests by means of numericalmodelling, which included development of defects such as wire and cablefailure both before and during the pressure tests. The intention was to verifyAlternative B by determining whether a tendon failure would cause any detectable deformations in the structure or not. To carry out this, a case study was analysed based on a typical PWR (Pressurized Water Reactor) containment that physically and mechanically was similar to typical Swedish PWR containment.Two different structural models were used: 1) A global 3D model that included all the essential components of the reactor containment to study the influence of major defects such as a complete tendon failure, 2) a ring model to study the effect of local defects on the pre-stressing tendons and to determine the extent of the irreversible deformations.The simulations show that extensive damages on the wires/tendons are required in order to be possible to detect any measurable changes during the pressure tests. In order to be possible to detect any damages, very sensitive sensors are required, and they must be placed directly adjacent to the damaged wire/tendon and within a few meters from the damaged area.
|
|
| 2. |
- Mattsson, Sören, et al.
(författare)
-
Long-time variations of radionuclides and metals in the marine environment of the Swedish west-coast studied using brown algae : (Fucus serratus and Fucus vesiculosus)
- 2022
-
Rapport (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- The support from SSM has made it possible to continue collecting brown algaefrom the place on the Swedish west coast where regular collections began asearly as 1967. The support has also enabled more extensive analyses ofpreviously collected material than was possible before. This applies to bothsupplementary analyses of previously reported radionuclides and analysis ofnew ones. The project has also enabled a start of more comprehensive analysesof the overall results. This has provided better information about long-termprocesses and seasonal variations for different radionuclides in both toothedwrack (Fucus serratus) and bladderwrack (Fucus vesiculosus). What is new isthat the sample material has now also been used to analyse metals, both thosewith known toxic effects such as lead, cadmium and mercury, as well as thosethat are of interest in assessing transport routes for radionuclides generated innew radiation sources, such as gadolinium isotopes from the EuropeanSpallation Source (ESS).Regarding the long-term development of various radionuclides in the marineenvironment on the Swedish west coast, the studies show rapidly increasinglevels of iodine-129, decreasing levels of cesium-137, technetium-99 andplutonium-239+240. The carbon-14 analyses suggest a continued inflow of thisradionuclide from the North Sea. The study also shows that the brown algaecould be important for the monitoring of emissions of naturally occurringradioactive materials (NORM) from the offshore oil and gas industry bysystematically studying long-term and seasonal variations of the content ofradium-228 and in the future also radium- 226 and lead-210. Interesting andhitherto unexplained variations in the beryllium-7 content in Fucus have beenmade. The tritium content in Fucus and in seawater has been analysed in alimited number of samples from 2020. No levels beyond the expected normalambient level for tritium have been found.During the 10-year period 2011-2020, there was a doubling of the levels of leadand nickel and a 50% increase in the levels of cadmium and cobalt in Fucus. Formercury a 10-fold decrease is registered between 2011 and 2016 and then adoubling of the concentration between 2016 and 2020. The decreasing trend formercury probably indicates an effect of the gradual phasing out of mercury inSweden and other countries. However, some businesses and companies have anexemption for continued use. For gadolinium there is an increase with a factor ofaround 5 from 2011 to 2020, most likely explained by the increased use ofgadolinium-containing contrast agents in magnetic resonance imaging inhealthcare.
|
|
| 3. |
- Eriksson Stenström, Kristina, et al.
(författare)
-
Identifying radiologically important ESS-specific radionuclides and relevant detection methods
- 2020
-
Bok (refereegranskat)abstract
- The European Spallation Source (ESS) is under construction in the outskirts of Lund in southern Sweden. When ESS has entered the operational phase in a few years, an intense beam of high-energy protons will not only produce the desired spallation neutrons from a large target of tungsten, but a substantial number of different radioactive by-products will also be generated. A small part of these will be released to the environment during normal operation. During an accident scenario, a wide range of gases and aerosols may be released from the tungsten target. The palette of radionuclides generated in the ESS target will differ from that of e.g. medical cyclotrons or nuclear power plants, thus presenting new challenges e.g. in the required environmental monitoring to ensure that dose limits to the public are not exceeded. This project (SSM2018-1636), financed by the Swedish Radiation Safety Authority (SSM), aimed to strengthen competence at Lund University for measurement and analysis of ESS-specific radionuclides. First, an extensive literature review, including modelling as well as experimental analyses, of ESS-relevant radionuclides was performed. We found that radionuclide production in particle accelerators is well-known, while experience with tungsten targets is very limited. As a second part of the project, an independent simplified model of the ESS target sector for the calculations of radionuclide production in the ESS tungsten target was developed using the FLUKA code. We conclude that we have a fairly good agreement with results of other authors, except for 148Gd, and that the calculated radionuclide composition is sensitive to the nuclear interaction models used.In the third part of the project, known environmental measurement technologies for various ESS-relevant radionuclides were reviewed, focussing on pure difficult-to-measure alpha- and beta-emitters. Liquid scintillation counting (LSC) is a suitable technique e.g. for the important beta emitters 3H, 14C, 35S, 31P and 33P. Several ESS radionuclides of relevance for dose estimates have never been investigated by environmental analytical techniques, due to their absence in the normal environment. Alpha spectrometry seems promising for the analysis of alpha-emitting lanthanides, in particular for 148Gd. Among the many types of mass spectrometry techniques, ICP-MS (inductively coupled plasma mass spectrometry) and AMS (accelerator mass spectrometry) seem to be the most suitable for the analysis of long-lived ESS radionuclides in environmental samples (e.g. 243Am and possibly lanthanides for ICP-MS and 10Be, 14C, 32Si, 36Cl, 60Fe and 129I for AMS).Three experimental parts were performed during the project, related to initiation of radioactivity measurements of aerosols at Lund University, mapping of environmental tritium in the Lund area, and establishment of a method to measure tritium in urine followed by a study of tritium in persons presently living or working in Lund. Aerosols were collected at a rural background station (Hyltemossa near Perstorp, northern Skåne) using a high-volume aerosol sampler with automatic filter change (DHA-80, Digitel). Gamma spectrometry measurements of 7Be agreed rather well with results from a nearby air monitoring station (SSM/FOI). Tritium (radioactive hydrogen) is expected to dominate the source term from the ESS target station to the environment. We have performed several investigations to monitor the current situation of tritium in Lund using LSC: the matrices investigated included air humidity, precipitation, pond water, indoor air at one accelerator facility and urine from the general public as well as from persons who may be occupationally exposed to tritium. Environmental tritium was generally very low (<3.4 Bq L-1), with somewhat higher concentration in the springtime than during the rest of the year. Tritium in the vast majority of the 55 urine samples was also very low: only a few exposed workers were found to have up to 11 Bq L-1 in their urine, which still is very low compared to e.g. reactor workers. Suggestions for further actions and work related to measurement and analysis of ESS relevant radionuclides are presented.
|
|
| 4. |
- Pédehontaa-Hiaa, Guillaume, et al.
(författare)
-
Investigation of the limits of detection for specific radionuclides in soil from the European Spallation Source (ESS) using radiometric and mass spectrometric methods
- 2023
-
Rapport (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- This study provides information about the concentration of Tungsten (W), Hafnium (Hf) and Tantal (Ta) in the ESS soil and recommendations on the most appropriate sample preparation and measurement technique to assess contamination by these elements. The current levels of W, Hf and Ta measured in this study are in agreement with the estimated values from previous geological surveys. ICP MS showed low limits of detection for W, Hf and Ta and is thus an appropriate technique for environmental monitoring. However, the three metals are difficult to extract from soil and require the use of specific sample preparation methods (based on hydrofluoric acid for example). The transfer of stable W, Hf and Ta from soil to plant is poorly known and only a handful of publications can be found that are relevant to the plants grown around the ESS. The transfer of the radioisotopes of W, Hf and Ta in particular to animals (and man) is even less studied. However, the existing articles indicate a fast excretion of radio-W and radio-Ta while the excretion is slow for radio-Hf.The Minimum Detectable Activity (MDA) for gamma emitter released from the ESS facility will depend not only on the performances of the detection equipment but also on the composition of tungsten target at the time of the release. The determination of limits of detection of ESS related gamma emitters was performed using a strategy based on simulation of spectra. Semi-synthetic gamma spectra were obtained by combining real soil measurements with simulated data for mixtures of ESS radionuclides using the software Nucleonica. The simulation of 187W spectra was used as a proof of concept for the method. With this approach, it is possible to estimate limits of detection by gamma spectroscopy for a given target composition. The limits of detection of four relevant radionuclides were successfully determined for two different compositions of the ESS target and at three different activity concentrations in soil.
|
|
| 5. |
- Ek, Åsa, et al.
(författare)
-
Tillsyn och intervjuer på distans : tekniska möjligheter och behov av socialt samspel
- 2024
-
Rapport (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- Digitaliseringen och informations- och kommunikationstekniken förändrar vårtsätt att kommunicera, arbeta och samarbeta och möjliggör att arbetsuppgifter kan utföras på distans. Att utföra tillsyn på distans kan vara en viktig faktor för ökad effektivitet och flexibilitet, men kan kräva anpassningar av tillvägagångsätten vid inspektion och tillsyn liksom förändring av modeller för tillsyn. Tillsynsinsatser på distans behöver innebära likvärdig kvalitet som fysiska tillsynsinsatser. Möten och intervjuprocesser som när de sker på distans övergår till att ske genom digitala videomedierade kommunikationskanaler behöver fungera väl rent tekniskt men också ge önskad kvalitet innehållsmässigt.Syftet med denna litteraturstudie har varit att sammanställa forskning och erfarenheter av att genomföra tillsyn på distans i olika sammanhang. Syftet har också varit att sammanställa forskning om kommunikationsmediers effekter på kommunikation, dialog och social interaktion liksom att beskriva den nuvarande och framtida tekniken för digital kommunikation och samarbete.Forskning och erfarenhet visar att tillsyn på distans har stor potential att vara eneffektiv tillsynsstrategi i vissa sammanhang, men kan inte helt ersätta tillsyn påplats. Olika kommunikationsmediers signalrikedom skiljer sig åt och påverkarmänniskors medvetenhet om den man kommunicerar med (social närvaro) ochkan ge både kvalitativa och kvantitativa effekter på ett samtal. Kommunikationsmedier har också effekter på relationsskapande och social interaktion. Samtidigt visar studier att historieberättande och genomförande av intervjuer med problemidentifiering har samma effektivitet vid videomedierade intervjuer som vid intervjuer ansikte-mot-ansikte. Uppmärksamhet torde behövas på att tillsyn på distans genom digitala kommunikationskanaler kan förändra den kontextuella informationen och potentiellt påverka inspektörers professionella bedömningar, professionella ifrågasättande och kan exempelvis påverka problemförståelse vid säkerhetskulturtillsyn. Utformningen av digitalt medierad tillsyn kan påverka verksamhetsutövarens uppfattning av tillsynen och påverka verksamhetsutövarens förbättringsmekanismer.Olika tillsynsuppgifter kan ha varierande karaktär och komplexitet och därmedskilja sig åt i behovet av kommunikationsmedium, social närvaro och kommunikativ dialog. Vikten av att matcha uppgiften med kommunikationsmediet lyfts fram i forskningen.Hybridtillsynsmetoder som kombinerar distanstillsyn med tillsyn på plats ses somen stor potential. En riskbaserad tillsynsstrategi kan behövas för att avgöra vilkentillsyn som kan eller inte kan ske på distans. Generella erfarenheter visar att digitala möten och intervjuer vid tillsyn ses som tidseffektiva och speciellt lämpade för sakfrågor. Tillsyn på distans ses leda till ökad förberedelsetid inför tillsyn, ses vara mer effektiv när det gäller utvärdering av dokument, och ger tid för tydliggöranden före och efter tillsynstillfället. Fördelar med tillsyn på distans är den ökade integriteten för inspektören och möjligheten att bilda tillsynsteam med geografiskt spridda experter, exempelvis från andra delar av världen. Vid tillsynsområden där man behöver förlita sig mer på subjektiva bedömningar har det identifierats en preferens för att utföra sådan tillsyn på plats.Framtida teknologier har potential att överbrygga några av de utmaningar med interaktion och kommunikation som har identifierats i litteraturen. Tekniker inomvirtuell (VR - Virtual Reality) och förstärkt verklighet (AR - Augmented Reality)blir alltmer sofistikerade och möjliggör mer omslutande och interaktiva digitalakommunikations- och samarbetsupplevelser. Artificiell intelligens (AI) förväntasspela en viktig roll i framtida teknologier för digital kommunikation och samarbete. AI-teknik som maskininlärning och språkbehandling gör det samtidigt möjligt att automatisera rutinuppgifter liksom skapa beslutsstöd som kan stödja såväl tillsyn som beslutsfattande. De tekniska aspekterna av tillsyn på distans väntas bli bättre i och med att 5G och 6G-nätverk förväntas tillhandahålla snabbare och mer pålitliga anslutningar.
|
|
| 6. |
- Lindberg, Frida, 1982-, et al.
(författare)
-
Aesthetic ultrasound devices : Current state of knowledge and suggested measurement set-up for characterization of exposure
- 2013
-
Rapport (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- This report concerns the ultrasound devices used for the aesthetic purposes of body contouring and fat reduction (ablation of adipose tissue). Such devices have recently become more frequent on the Swedish market. These ultrasound devices are currently not medically regulated in Sweden and little is known about their safety and potentially harmful exposure when using them.This report aims to provide relevant information about present guidelines and scientific results in the area, a survey of the Swedish market and also recommendations on how to characterize the ultrasound emitted by these devices. This information provides an important basis for possible future regulatory actions.All aesthetic ultrasound devices found on the Swedish market use low-frequency non-thermal ultrasound. These types of devices (with one exception) have not yet been studied in peer-reviewed publications and the technical specifications from the suppliers are often incomplete. Consequently, there is a need to evaluate the devices in order to gain adequate knowledge about possible risks associated with their use.Ultrasound exposure should be characterized by its frequency and acoustic pressure. It has not been fully investigated whether the mathematical equation for the mechanical index is valid for the low frequencies used by aesthetic ultrasound equipment on the Swedish market. In this report, two different hydrophone measurement set-ups for characterization of ultrasound exposure are proposed. The most common reason behind adverse events or exposure of non-target tissue regions is most likely handling errors by the operator. Hence, only characterization of the ultrasound field does not necessarily imply the safe use of aesthetic ultrasound devices.It is recommended that the Swedish Radiation Safety Authority and the Swedish Medical Products Agency discuss their respective future responsibility and how aesthetic ultrasound devices should be regulated.
|
|
| 7. |
- Manngård, Tero, et al.
(författare)
-
Evaluation of the Halden IFA-650 loss-of-coolant accident experiments 2, 3 and 4
- 2014
-
Rapport (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- Bränslestavprover under LOCA förhållanden i Halden reaktorn, IFA-650 seriens prov 2, 3, och 4, utvärderas med två olika versioner av datorprogrammet FRAPTRAN-1.4. Provobjektet vid IFA-650.2 var en färsk bränslestav, dvs. i obestrålat tillstånd, med stavegenskaper karakteristiska för tryckvattenreaktor (PWR) bränsle. Experimentstavarna för proven IFA- 650.3 och IFA-650.4 tillverkades från bränslestavar, förbestrålade i en PWR, till en stavutbränning av 82 MWd/kgU för det första provet och 92 MWd/kgU för det andra. Alla tre bränslestavar havererade under LOCA proven vid temperaturer omkring eller under 800◦C, genom kapslingsbrott. Resultaten från våra datorberäkningar jämförs med mätdata för följande parametrar: (i) kapslingstemperatur som funktion av tid; (ii) bränslestavtryck som funktion av tid; (iii) kapslingsdiameter vid brott längs staven; (iv) maximal kapslingstemperatur vid brott; och (v) maximal oxidtjocklek efter LOCA transienten (prov 2). Överensstämmelsen mellan beräkningar och mätningar samt mellan de två olika versionerna av beräkningsprogrammet är tillfredsställande. I rapporten ges beskrivningar av de olika proven, datorprogrammen, beräkningarna och en sammanfattning av resultaten.
|
|
| 8. |
- Massih, Ali, et al.
(författare)
-
Assessment of data and criteria for cladding burst in loss-of-coolant accidents
- 2015
-
Rapport (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- Vi söker i rapporten systematisera data avseende zirkoniumbaserade bränslekapslingsrörs brottbeteende under haverifall med kylmedelsförlust (LOCA), som rapporterats från ex- perimentella studier sedan slutet av 1970-talet. Vårt mål är att fastställa användbara data och utvärdera dessa gentemot de brottkriterier som är tillgängliga i QT/SSM:s version av beräkningsprogrammet FRAPTRAN. Detta program beräknar transientbeteendet hos kärn- bränslestavar i lättvattenreaktorer under reaktortransienter och hypotetiska olyckor, såsom LOCA. Databasen omfattar kapslingsmaterialen Zircaloy-4, ZIRLO och legeringar med sammansättningen Zr-1wt%Nb. Rapporten sammanfattar databasen, beräkningsmetodiken och uttrycken för de olika brottkriterierna, samt presenterar resultaten av vår utvärdering genom att jämföra beräkningsresultat med mätdata i diagram över tid till kapslingsbrott, brottemperatur, och kapslingens brottspänning och brottöjning. Dessutom ges en kort över- sikt av osäkerheterna i beräkningarna. Vi har funnit att Rosingers spänningsbaserade brottkriterium, vilket ursprungligen utvecklades för “best-estimate”-prediktering av kapslings- brott i Zircaloy-4, är tillämpbart för såväl Zircaloy-4 som ZIRLO-kapsling, om en bästa skattning av kapslingsbrott erfordras. Vad gäller ZIRLO-kapsling, kan nämnda brottkriterium förbättras ytterligare, under förutsättning att en tillräcklig mängd mätdata avseende brott- och materialegenskaper är tillgänglig.
|
|
| 9. |
- Massih, Ali
(författare)
-
Effects of additives on uranium dioxide fuel behavior
- 2014
-
Rapport (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- De främsta skälen till att tillföra små mängder av metalloxider, som exempelvis Cr2O3, till kärnbränsle av UO2 är att öka materialets kornstorlek och densitet, samt om möjligt göra bränslekutsarna mjukare. En ökning av bränslets kornstorlek ( > 30 µm) ökar diffusionslängden för gasformiga fissionsprodukter till materialets korngränser, genom vilka den största delen gas avges från bränslekutsen. Resultatet torde vara en fördröjning av termiskt aktiverad gasavgivning från bränslet vid en given temperatur. En ökning av bränslets densitet ger större mängd U-235 per bränsleknippe och leder till mindre bränsleförtätning under bestrålning. Mjukare kutsar, det vill säga bränsle med en högre kryptöjningshastighet och/eller lägre sträckgräns, kan mildra mekanisk växelverkan mellan kuts och kapsling under effekthöjningar (ramper) vid reaktordrift, vilket skulle minska risken för kapslingsbrott. Tillsatser kan också påverka UO2-bränslets termofysikaliska egenskaper, såsom värmekapacitet, termisk längdutvidgning och värmeledningsförmåga. Experimentella data och teoretisk analys antyder emellertid att om koncentrationen av tillsatserna är låg (t.ex. < 0.2 viktprocent av tillsatsämnet Cr2O3), så påverkas dessa egenskaper endast marginellt. Målet med denna rapport är att utvärdera data och modeller för viktiga egenskaper hos UO2-baserat bränsle innehållande tillsatser. Tillsatserna som beaktas är de för vilka studier finns rapporterade i öppen litteratur. Huvudakligen diskuteras Cr2O3, men vi inkluderar även Al2O3,MgO och Nb2O5. Lämpliga modeller för termofysikaliska egenskaper utvärderas och rekommenderas för UO2-bränsle med tillsatser av typen M2O3 (M: metall), men även för MgO-dopad UO2. Data och korrelationer för diffusivitet hos fissionsgas i UO2 med nämnda tillsatsämnen analyseras och används i en standardmodell för fissionsgasavgivning och gassvällning, i syfte att utvärdera dessa egenskaper och hur de påverkas av tillsatsämnena. Även inverkan av bränslets kornstorlek på gasavgivning och svällning utvärderas. Tillgängliga data och korrelationer för termiskt kryp i Nb2O5- och Cr2O3-dopat bränsle utvärderas kritiskt, och möjliga krypmekanismer beskrivs. Resultat från utvalda reaktorbestrålningsprogram, rampprov och transienter på bränsle med tillsatser granskas översiktligt. Rapporten avses tjäna som underlag för implementering av modeller i beräkningsprogram för bränsle-stavanalys.
|
|
| 10. |
- Massih, Ali R
(författare)
-
An evaluation of high-temperature creep of zirconium alloys : data versus models
- 2014
-
Rapport (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- Stationära krypdata för obestrålad Zircaloy-4 och Zr1%Nb, som används i kapslingsrör till kärnbränslestavar i lättvattenreaktorer, rapporterade i litteraturen, har prövats på nytt. De beaktade kryptesterna utfördes i temperaturintervallet från 923 till 1873 K i inert miljö täckande samtliga stabila fasområden hos zirkoniumlegeringar: α, (α + β) och β som funktion av pålagd spänning. Resultat från modellberäkningar och mätdata jämförs, varvid den relativa skillnaden mellan uppmätta och beräknade värden på kryphastighet kvantifieras för en serie av tester. Modeller som beaktas är sådana som används eller skulle kunna användas i datorprogram för uppskatting av bränslestavbeteende under förhållanden rådande vid en olycka orsakad av kylmedelsförlust i lättvattenreaktorer.
|
|
