Oxidation studies of un-irradiated and irradiated Uranium Carbide targets for ISOL@MYRRHA

Il crescente interesse nella produzione di radioisopi nucleari per applicazioni mediche ed industriali ha portato allo sviluppo di sistemi che sfruttano l’interazione di nuclei con particelle accelerate: sistemi ISOL (Isotope Separation On-Line). È in questo ambito che si declina la ricerca presso SCK CEN con il progetto MYRRHA/MINERVA. Si tratta di un acceleratore LINAC (linear accelerator) di protoni da 100 MeV. I materiali utilizzati per i target saranno UCx e ThCx. A seguito dell’irraggiamento i target saranno considerati scoria nucleare, per poter rientrare nei criteri di sicurezza però, a causa della loro natura piroforica, devono essere ossidati. Un processo di ossidazione sicuro e controllato è stato studiato per sei differenti campioni (irraggiati e non irraggiati) di UCx per mezzo di tecniche XRD, spettrometria gamma e TGA-DTA-MS. Risultati promettenti sono stati ottenuti per la prima volta su campioni irraggiati, analizzate le differenze e le somiglianze dei parametri che caratterizzano il processo di ossidazione: temperatura, cambiamento di massa, rilascio di CO2 e produzione di calore. È stato possibile provare che lo studio su target non irraggiati risulta essere promettente per ottenere risultati anche riguardati materiali irraggiati. È stato analizzato, inoltre, l’eventuale rilascio di radioisotopi gamma emettitori durante il processo di ossidazione: gli spettri analizzati pre e post ossidazione non mostrano alcun rilascio.