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Jülicher Institut wird Mitglied des weltweiten Netzwerks analytischer Laboratorien der IAEO

Die Internationale Atomenergie-Organisation hat das Institut für Energie- und Klimaforschung (IEK-6) zum Mitglied ihres weltweiten Netzwerks analytischer Laboratorien (NWAL) ernannt. Das IEK-6 ist fortan neuer und derzeitig alleiniger Lieferant von Referenzpartikeln für die Qualitätskontrolle der Partikelanalyse innerhalb des NWAL.

Zur Überwachung von kerntechnischen Anlagen weltweit nehmen die Inspektoren der Internationalen Atomenergie-Organisation (IAEO) neben Kernmaterialproben auch sogenannte Wischtestproben. Diese werden mit verschiedenen, hochpräzisen massenspektrometrischen Methoden untersucht. Ziel ist es, spezifische Signaturen zu identifizieren, die Rückschlüsse auf die in der Anlage stattfindenden Prozesse ermöglichen. Eine sehr wichtige Signatur stellt dabei z.B. der Anreichungsgrad des Isotops 235U in Uranproben dar. Dieser gibt darüber Aufschluss, ob in der Anlage Kernbrennstoff mit niedrigen Anreichungsgraden (<20 % 235U, LEU, low enriched uranium; Brennelemente von Leichtwasserreaktoren enthalten 3 bis 5 % 235U) oder hochangereichertes, waffenfähiges Uran (≥20 % 235U, HEU, high enriched uranium) verarbeitet wurde.

Um die enorme Vielzahl an Analysen der Kernmaterial- und Wischtestproben bewältigen zu können, hat die IAEO ein internationales Netzwerk analytischer Laboratorien (NWAL) aufgebaut. Das Netzwerk umfasst derzeitig neben den Safeguardslaboren der IAEO weitere 24 Labore aus zwölf verschiedenen IAEO-Mitgliedsstaaten. Zur Aufnahme in das NWAL durchlaufen die Labore einen anspruchsvollen, meist mehrjährigen Qualifizierungsprozess, in dem ein nachhaltiges Niveau an technischer Kompetenz und Qualitätskontrolle nachgewiesen werden muss.

Der fortlaufenden Qualitätskontrolle der NWAL-Analyseergebnisse durch die IAEO kommt eine besondere Bedeutung zu. Dazu stellt die IAEO den NWAL-Mitgliedern sehr genau definierte Referenzmaterialien zur Verfügung und führt Ringversuche mit solchen Materialien durch. Für die Partikelanalyse sind Referenzpartikel im Mikrometermaßstab erforderlich, die derzeit kaum noch bzw. gar nicht mehr verfügbar gewesen sind, so dass die Herstellung neuer Referenzmaterialien in Partikelform seit vielen Jahren eine hohe Priorität für die Safeguardsabteilung der IAEO darstellt.

Im Jahr 2013 nominierte das heutige Bundesministerium für Wirtschaft und Energie das Forschungszentrum Jülich zum Kandidaten für das NWAL der IAEO, zunächst für Kernmaterialanalysen, ab 2015 aufgrund der parallel am IEK-6 stattfindenden, erfolgreichen Forschungsarbeiten zur Produktion von Referenzpartikeln für die Bereitstellung von Referenzmaterialien für die Partikelanalyse innerhalb des NWAL.

Seitdem wurde schrittweise der NWAL-Qualifizierungsprozess durchlaufen. Es gelang, ein Verfahren zur Herstellung von Uranoxid-Partikeln zu entwickeln und in den Kontrollbereich des IEK-6 zu implementieren, das die hohen Anforderungen der IAEO an die von der NWAL verwendeten QC-Materialien erfüllt. Dies konnte erfolgreich in verschiedenen Partikelproduktionen, in Verbindung mit einem entsprechenden Qualitätsmanagementsystem sowie während der Besuche der IAEO vor Ort erfolgreich demonstriert werden.

Das IEK-6 ist fortan neuer und derzeitig alleiniger Lieferant von Referenzpartikeln für die Qualitätskontrolle der Partikelanalyse innerhalb des NWAL. Dies wird die weitere Entwicklung eines nachhaltigen externen NWAL-Qualitätssicherungsprogramms für die Partikelanalyse von Wischtestproben sicherstellen.

Uranoxid-Partikel, gesehen im Rasterelektronenmikroskop.Uranoxid-Partikel, gesehen im Rasterelektronenmikroskop.
Copyright: Forschungszentrum Jülich

Dr. Stefan Neumeier (rechts) und Dr. Philip Kegler (links) neben der Anlage zur Produktion der Partikel.Dr. Stefan Neumeier (rechts) und Dr. Philip Kegler (links) neben der Anlage zur Produktion der Partikel.
Copyright: Forschungszentrum Jülich