Near-IR Laser Ablation of Simulated Radiologically Contaminated Oxides on Carbon Steel Feeder Pipes
Notice bibliographique
Résumé
As nuclear power plants age and retire from service, many countries face significant challenges concerning the safe long-term storage and disposal of large volumes of low and intermediate level radioactive wastes (L&ILW). The volumes of metallic waste are of particular concern, as when metal corrodes it produces hydrogen that could lead to pressure build-up in interim storage and disposal. In Canada, a significant fraction of the metallic wastes for Canada Deuterium Uranium (CANDU) nuclear reactors are out-of-core reactor components, such as carbon steel (CS) feeder pipes. The radioactive contamination is expected to be largely confined to the surface oxide layers on these pipes. The removal of radiologically contaminated surface oxide layers from these materials could make the metallic wastes free-releasable, or at the least, convert them from intermediate level to low level waste. If the main concern is not the extension of their service lives, but safe decontamination and disposal of radioactive wastes, non-chemical methods such as mechanical abrasion or stripping using a laser or focused ion beam can efficiently remove radioactive surface oxides without generating additional wastes. The development and application of innovative surface decontamination technologies like laser ablation will reduce costs associated with transportation, storage, and waste minimization. The first objective of this thesis was to simulate oxides that form on CANDU reactor CS feeder pipe surfaces. The variability in the physical characteristics of oxides along the length of the feeder pipes has not been investigated thoroughly. In this thesis, combinations of different solution parameters (temperature, pH, γ-radiation, and ionic strength) were used to corrode CS samples to grow oxides with varying thickness, composition, and morphology. To simulate radiological contamination of feeder oxides, inactive Co2+ ions were used as a surrogate for the radioactive 60Co found in actual feeder oxides. After simulating oxides on CS samples, the subsequent objective was the optimization of operating parameters (laser irradiance, number of scans, pulse overlap, and cleaning angle) for an ytterbium doped fiber laser (1064 nm) for the laser cleaning of corroded CS samples. Laser cleaning tests demonstrated that laser irradiance was the most important operating parameter determining cleaning efficacy. At laser irradiances > 100 MW/cm2, the formation of a high temperature plasma ejects oxides as large fragments, resulting in the highest oxide removal efficiencies. A HEPA filter was used to collect the ablated oxides, and collection efficiencies of up to ~ 95% were observed for the highest-grade HEPA filter tested. The results in this thesis show that laser ablation using an ytterbium doped fibre laser (1064 nm) is a promising decontamination technique for radiologically contaminated CS feeder pipes.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».