Ciclo do Combustível Nuclear: Desenvolvimento e Proliferação

Transcrição

Ciclo do Combustível Nuclear:
Desenvolvimento e Proliferação
Orpet J. M. Peixoto
mail: [email protected]
AGENCIA BRASILEIRO ARGENTINA DE CONTABILIDADE e CONTROLE
DE MATERIAIS NUCLEARES
ABACC
Noções Básicas de Controle de Material Nuclear para Não-Proliferação
1
Noções Básicas de Controle de Material Nuclear
para Não-Proliferação
•
Material Nuclear usado para Armamentos
–
–
•
Aspectos legais
–
–
•
•
•
•
Acordos nacionais e internacionais
Sistemas de Controle – nacionais e internacionais
Principais instalações e critérios
Instrumentação e equipamentos
Avaliações dos países
Envolvimentos Políticos
–
•
Definições
Material e quantidades a serem controlados
Brasil e outros países
A visão atual de não-proliferação
2
MATERIALES NUCLEARES
•Plutonio
•Uranio 233 (transmutación del Th232)
•Uranio
–Empobrecido (e < 0,711%)
–Natural (e = 0,711%)
–“LEU - Low Enriched” (20% e > 0,711%)
–“HEU – High Enriched” (e ≥ 20%)
Nota: U238 material fértil que transmuta em Pu239
•Torio (material fértil)
3
CANTIDAD SIGNIFICATIVA
DE MATERIAL NUCLEAR (“SQ”)(meta de detección en cantidad)
Cantidad aproximada de material nuclear, a partir de la cual no se puede
excluir la posibilidad de obtener un artefacto nuclear explosivo.
Materiales de USO DIRECTO:
- Pu con menos de 80% de Pu238
- HEU (U con e ≥ 20%)
- U233
8 kg de Pu total
25 kg de U235 contenido
8 kg de U233
Materiales de USO INDIRECTO:
- U (U con e < 20%)
75 kg de U235 contenido o
10 t de U para Unatural o
20 t de U para Uempobrecido
- Th
20 t de Th total
Estas cantidades toman en consideración las pérdidas que ocurren durante el
proceso de conversión y fabricación, para llegar a la masa crítica en la forma
metálica definitiva.
4
CLASIFICACION DE LOS MATERIALES NUCLEARES POR SU
VALOR ESTRATEGICO
•Materiales de USO DIRECTO:
Pueden ser utilizados en la fabricación de un artefacto
nuclear explosivo, sin requerir de transmutación o etapas
posteriores de enriquecimiento.
- Pu con menos de 80% de Pu238
- HEU (U con enriquecimiento ≥ 20%)
- U233
•Materiales de USO INDIRECTO:
- U empobrecido
- U natural
- LEU (U com enriquecimiento < 20%)
- Th
5
OBJETIVOS DEL SCCC
Detectar OPORTUNAMENTE y con un
GRADO RAZONABLE DE CERTEZA, si una
CANTIDAD SIGNIFICATIVA de MATERIAL
NUCLEAR ha sido desviado para fines no
autorizados por los términos del Acuerdo.
6
DETECCION OPORTUNA
Además de ser importante detectar el desvío de una SQ de material nuclear,
sino detectarlo antes de que llegue a fabricarse un artefacto con ese material.
El tiempo necesario para la fabricación del artefacto se denomina TIEMPO DE
CONVERSION y depende del valor estratégico del material de partida:
Partiendo de:
Tiempo de Conversión
Pu, HEU o U233 metálico
Compuestos puros de Pu (PuO2, Pu(NO3)4 etc.);
Compuestos puros de HEU o U233;
MOX o mezclas con Pu y U con ≥ 20% de U235+ U233;
Pu, HEU y/o U233 en “scrap” u otros compuestos
miceláneos impuros
Orden de días (7-10)
Orden de
semanas (1-3)
Pu, HEU o U233 en combustibles irradiados
Orden de meses (1-3)
U con < 20% de U235+ U233; Th
Orden de un año
7
META DE DETECCION EN TIEMPO
(“TIMELINESS GOAL”)
En base a los tiempos de conversión se han establecido las
siguientes metas en tiempo para la detección oportuna
(“timeliness”):
MATERIAL
•
•
•
•
USO DIRECTO NO IRRADIADO
USO DIRECTO IRRADIADO
USO DIRECTO < 1 SQ
USO INDIRECTO
“TIMELINESS”
1 MES
3 MESES
1 AÑO
1 AÑO
Esto se refleja en la cantidad de inspecciones necesarias
por año, para cubrir la meta de detección en tiempo.
8
•
Aspectos legais
– Acordos nacionais e internacionais
– Sistemas de Controle – nacionais e internacionais
9
ACUERDO DE NO PROLIFERACION
(BASE LEGAL)
Acuerdo Bilateral – Jul 1991
SISTEMA DE SALVAGUARDIAS
(MARCO TECNICO)
Sist. Común de Cont. y Cont. de
Materiales Nucleares (SCCC)
Modelos
-INFCIRC/66
-INFCIRC/153
AGENCIA DE CONTROL
Aplica y administra el sistema de salvaguardias
para cumplir con los objetivos del Acuerdo
ABACC
CRITERIOS Y PROCEDIMIENTOS TECNICOS ESPECIFICOS
10
CLASIFICACION DE INSTALACIONES
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Reactores de Potencia
Reactores de Investigación y conjuntos críticos
Plantas de Conversión
Plantas de Fabricación de Elementos Combustibles
Plantas de Reprocesamiento,
Plantas de Enriquecimiento,
Instalaciones de almacenamiento,
Otras instalaciones,
Otros Lugares,
11
OBJETIVOS DEL SCCC
En algunas instalaciones (reactores de potencia y plantas de
enriquecimiento) es importante también controlar que no se
produce material de mayor valor estratégico que el del material
declarado.
En el caso de los reactores de potencia el control de la posible
producción de material no declarado se basa en sistemas de
contención y vigilancia.
En el caso de las plantas de enriquecimiento se basa en
actividades de verificación en base no anunciada (“deterrance”).
La técnica “swipe sample” también constituye una herramienta
importante para la detección de éste tipo de actividades.
12
PUNTO DE INICIO DE LAS SALVAGUARDIAS
(“STARTING POINT”)
Etapa del ciclo de combustible a partir de la cual se aplican totalmente
los procedimientos establecidos en el acuerdo de no proliferación.
Punto de inicio establecido en el Acuerdo Bilateral:
• La producción de cualquier material nuclear de composición y pureza
adecuada para su uso directo en la fabricación de combustible
nuclear o en enriquecimiento isotópico, incluidas las generaciones
subsecuentes de material nuclear producidas a partir de tales materiales.
• La importación de cualquier material nuclear que reúna las mismas
características establecidas en el punto anterior, o cualquier otro material
nuclear producido en una fase posterior del ciclo del combustible nuclear.
Para el acuerdo bilateral, el material nuclear en la etapa de tratamiento
de mineral está antes del punto de inicio y por lo tanto fuera del control de
salvaguardias.
13
FACILIDADES TIPO “ITEM” Y TIPO “BULK”
•
Facilidad tipo “ITEM”:
El material nuclear está contenido en ítems identificables (por ej. en
elementos combustibles), cuya integridad permanece inalterada
durante su permanencia en la Facilidad.
Ejemplos: reactores de potencia e investigación, unidades críticas.
La contabilidad se basa en el conteo de ítems y el control
independiente en la verificación de la continuidad de la integridad
de los ítems.
•
Facilidad tipo “BULK”:
Donde el material nuclear es almacenado, procesado o consumido
en forma de líquido, gas o polvo (a “granel”).
Ejemplos: plantas de conversión, enriquecimiento, fabricación y
reprocesamiento.
Tanto la contabilidad como el control independiente se basan en la
medición del inventario y el flujo de materiales.
14
INSPECCIONES RUTINARIAS
Inspección para Verificación del Inventario Físico (PIV):
Un PIV por año simultáneamente o inmediatamente después del PIT, en intervalos
menores a 14 meses, con el objetivo de verificar el inventario total de la instalación.
Inspecciones interinas para detección oportuna (“timeliness”):
Si la calidad y cantidad de material nuclear presente en la instalación lo justifica, deben
realizarse inspecciones interinas entre PIVs, para cumplir con la meta de detección en
tiempo. El objetivo es verificar el inventario del material involucrado en el “timeliness”
Inspecciones interinas para verificación de cambios de inventario:
En general los cambios de inventario están relacionados con el flujo del material nuclear
(ingreso/salida de material). El objetivo es verificar los cambios de inventario más
significativos, a fin de poder hacer una evaluación independiente del valor del MUF.
Inspecciones interinas “permanentes” para verificar el flujo interno de
material nuclear transferido a un lugar de difícil acceso
15
INSPECCIONES RUTINARIAS
Inspecciones interinas para verificación de otros puntos
estratégicos:
- Cuando se muestrean cajas de pastillas en el depósito de
pastillas durante el PIV, el peso de la caja de pastillas
muestreada se debe verificar antes de proceder al muestreo
como parte de las actividades de verificación física del MN.
-Cuando el muestreo de pastillas se efectúa en la estación de
carga, durante inspecciones interinas, con el objeto de verificar
puntos estratégicos, no es necesario proceder a pesar la caja de
pastillas ni la bandeja por ser material en proceso.
La única declaración operativa que se puede confirmar es el grado de
enriquecimiento y el factor de uranio de la pastilla. Sin embargo, a los efectos de
identificar unívocamente el lote muestreado es necesario que el inspector
registre los datos originales del lote.
16
PIV e INSPECCIONES INTERINAS
PIV
PIV
≤ 14 meses
t
→ PIV: Verificación de todo el inventario.
PIVs simultáneos para detectar préstamo de material nuclear.
INT: Interina para detección oportuna (“timeliness”).
Se verifica solo el inventario del material de uso directo
INT: Interina para verificación de transferencias (para “MUF”).
17
INSPECCIONES NO RUTINARIAS
Inspecciones no anunciadas: en general en conexión con el enfoque
de salvaguardias para plantas de enriquecimiento.
Inspecciones para para mantener la continuidad del conocimiento
en los reactores. Por ejemplo:
- Vigilancia humana durante un corte programado de energía o
iluminación.
- Control de extracción/ transporte de Co-60 en la C.N. Embalse.
- Para instalación de cámaras de vigilancia temporarias.
18
BALANCE DE MATERIAL NUCLEAR (SE EFECTUA PARA CADA
CATEGORIA DE MATERIAL NUCLEAR)
CAMBIOS DE
INVENTARIO
CAMBIOS DE
INVENTARIO
(+)
(-)
TRANSFERENCIAS
-IMPORTACIONES
-RECEPCION DOMESTICA
TRANSFERENCIAS
AREA DE BALANCE DE
MATERIAL (“MBA”)
-DIFERENCIA R/D
RECEPCION EN EL
“PUNTO DE INICIO”
(PRODUCCIÓN)
INVENTARIO
-EMBARQUE DOMESTICO
TERMINACION
(MATERIAL
IRRECUPERABLE)
EXENCION
DE-EXENCION
PERDIDAS DE M.N.
CAMBIO DE CATEGORIA
PRODUCCION NUCLEAR (Pu)
-EXPORTACIONES
CAMBIO DE CATEGORIA
ESTRATO 1
ESTRATO 2
PERDIDA NUCLEAR (U)
19
CATEGORIAS DE MATERIAL NUCLEAR
La contabilidad del M.N. nuclear se lleva por categoría
• D : Uranio empobrecido (“depleted”)
• N : Uranio natural
• E : Uranio enriquecido
Para la contabilidad del material nuclear no
efectuamos la distinción entre LEU y HEU
• U : Uranio unificado (agrupa D, N y E)
• P : Plutonio
• T : Torio
20
BALANCE DE MATERIAL
La contabilidad se basa en el balance de masas del
material nuclear y se lleva:
• Para cada MBA por separado.
• Para cada categoría por separado.
• En un determinado período de tiempo denominado
Período de Balance de Materiales (“MBP”),
o
simplemente Período Contable (~ 1 año para las
MBAs de Brasil y Argentina).
21
Estratificación
Estrato: población estadística compuesta por un grupo de ítems/ lotes
que tienen características físicas y químicas semejantes.
Para definir los estratos más importantes normalmente se tienen en
cuenta:
• Categoría (D,N,E,U,P,T).
• Composición física (sólido, polvo, pastilla, EC, etc.)
• Composición química (UF6, UO2, U3O8, etc.).
• Composición isotópica (enriquecimiento).
• Cantidad de material/volúmen/tipo de contenedor.
• Lugar (KMP, con su sistema de medición del operador).
En la práctica, la estratificación es efectuada por el inspector, basándose
en la lista itemizada (LIFI) presentada por el operador.
22
Tamaño de muestra
“Dummy” o
“Gross defect”
x/M
n = N ( 1 - βmáxima )
Defecto = γ X
“partial”
Material = (1- γ X)
xγ/M
n(γ) = N ( 1 - βmáxima )
Diversion por defectos grandes (“gross”) ⇒ introducir la menor cantidad
de defectos necesarios para llegar a 1 CS ⇒ tamaño de muestra máximo.
23
n , n1 , n2
y
n3
X/M
n = N ( 1 - βmáxima )
Si se mide con tres instrumentos:
n = n1+n2+n3
n1 > n2 > n3
• Obviamente, cuando se midan los n3 items para “bias” (con el
instrumento más preciso), también se estará cubriendo la detección
de defectos “partial” y “gross” en esa muestra de n3 items.
• Cuando se midan los n2 items para “partial” (con el instrumento de
calidad intermedia), también se está cubriendo la detección de
defectos “gross” en esa muestra de n2 items.
24
Valores adoptados de probabilidad de no detección β
para cálculo del tamaño de muestra
Sin contención
y vigilancia
Bajo contención y vigilancia
PIV
transferencias
detección
oportuna
TIPO
PIV y
detección material
DE
transfe-
oportuna
MATERIAL
rencias
uso directo
90%
50%
10%
50%
90%
50%
-----
20%
50%
20%
10%
20%
50%
20%
-----
20%
50%
------
10%
20%
50%
20%
-----
20%
nuclear
sellos
material
material
nuclear
sellos nuclear
sellos
no irradiado
uso directo
irradiado
uso
indirecto
25
Estratos y métodos de medición - LEU
CONTEO, IDENTIFICACIÓN Y:
Material
Defecto
Método de Medición
Grande
HM5 o PMCN
Parcial
Pesada + PMCN/PMCG
Bias
Pesada + PMCG (δ < 0,06 , reemplaza muestra para DA)
Grande
HM5/HM4 o PMCN
Polvo,
pastilla,
“scraps”
Parcial
Pesada + PMCN
Bias
Pesada + muestra para DA (factor U y enriquecimiento)
Desechos
Grande
HM5/HM4 o PMCN
Grande
HM5/HM4
Parcial
HM5/HM4 (longitud activa) + PMCN (enriquecimiento)
Bias
Muestra de pastilla en estación de carga de barras
Grande
HM5/HM4
Parcial
HM5/HM4 (longitud activa) + Neutron Collar (peso U235/cm)
Bias
Cilindros
UF6
Barra
combustible
Elemento
combustible
26
Estratos y métodos de medición - NATURAL
Material
Defecto
Grande
HM5/HM4
Parcial
Pesada + PMCN/PMCG
Grande
HM5/HM4
Parcial
Pesada + PMCN/PMCG
Grande
HM5/HM4 o PMCN
Grande
HM5/HM4
Bias
Grande
HM5/HM4
Bias
Cilindros UF6
Polvo,
pastilla,
“scraps”
Desechos
Barra
combustible
Elemento
combustible
27
Ciclo do Combust
Nuclear:
Desenvolvimento
e Proliferação
Estratosível
y métodos
de medición
- EMPOBRECIDO
Material
Defecto
Grande
HM5 o PMCN
Grande
HM5/HM4
Polvo,
pastilla,
“scraps”
Parcial
Pesada + PMCN/PMCG
Desechos
Grande
HM5/HM4 o PMCN
Grande
HM5/HM4
Bias
Grande
HM5/HM4
Bias
Cilindros UF6
Barra
combustible
Elemento
combustible
28
CONTENCION Y VIGILANCIA (C&S)
CONTENCION:
Barreras físicas que restringen (ej paredes) o controlan (ej sellos) el
movimiento o el acceso al material nuclear, a información
relacionada con las cantidades o lugares donde se encuentra el
material nuclear o a los equipos de vigilancia.
VIGILANCIA:
Sistema de recolección de información (a través de equipos o de la
observación del inspector) que permite: detectar movimientos no
declarados de material nuclear, falsificación de la información
relacionada con las cantidades o lugares donde se encuentra el
material nuclear y el “tampering” de la contención o de los equipos
de salvaguardias
29
LA C&S, UN IMPORTANTE COMPLEMENTO PARA LA CONTABILIDAD DEL
MATERIAL NUCLEAR
La contabilidad del material nuclear y su correspondiente
verificación independiente, constituyen la base de nuestro
sistema de control de salvaguardias.
La aplicación de medidas de contención y vigilancia permite mantener
la continuidad del conocimiento del material originariamente medido
(método contable), con las siguientes ventajas:
• Permite cumplir con las metas de salvaguardias utilizando
procedimientos de inspección mucho más “relajados” que los que
corresponderían para el mismo material sin C&S. En lugares de “difícil
acceso” la C&S es prácticamente la única forma de controlar al
material nuclear.
• Reduce la intrusividad con relación a la operación normal de las
instalaciones.
• Reduce los costos de inspección.
30
31
Mediciones NDA – HM5
32
Medición de cilindros UF6
33
Medición de Paneles en Instalaciones
34
Medición con Colar de Neutrones
35
Perfilagen de Silos
36
Equipamientos para las inspecciones
•
•
•
•
Sellos -- Sellos
Equipos de medida non destructiva – NDA
Vigilancia – Surveillance
Retorna Presentación
37
Precintos Metálicos e Plásticos
38
Sello Cobra
39
Sello Cobra
40
Sello Cobra
41
Sello Vacoss
42
Sello Vacoss
43
Sello Vacoss
44
Sello Vacoss
45
Mediciones NDA
46
Colar de Neutrones
47
Colar de Neutrones
48
Medidor de Conteo - HM5
49
Pesas Padrón
•Return
50
ALIS - All In One Surveillance System
51
ALIP – Portable All In One Surveillance System
52
DMOS - Digital Multi-channel Optical Surveillance System
53
DMOS
54
DSOS – Digital Single Camera Optical Surveillance System
55
SDIS - Server Digital Image Surveillance System
56
VIFM – Integrated Fuel Monitor
57
VIFM
58
ABACC
Muito Obrigado
59

Ciclo do Combustível Nuclear: Desenvolvimento e Proliferação

Transcrição

Documentos relacionados

turismo rural brasil

INTERPRETACIÓN DE TEXTOS

RELATÓRIO DE MONITOREIO DE PROGRESSO Relatório Resumido

Motobomba QGZ 40

Participación en entidades de clase

NORMAS-para site-versao solta-esp-bk.p65 - Ipardes

F M D V

ii revisión

boletin latinoamericano y del caribe de plantas medicinales y

acuerdo sobre registración migratoria electrónica