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MuTomCa – Muon Tomography for Shielded Casks

Gegenstand:Durchführung eines Feldversuchs zur Eignungsprüfung der Myonentomografie für die erneute Überprüfung abgebrannter Brennelemente, die in selbstabschirmenden Transport­- und Lagerbehältern verpackt sind
Organisation:

Die Generaldirektion Energie der Europäischen Gemeinschaft (EURATOM DG ENER­-E) hat gemeinsam mit dem BMUV ein Projekt zur Erforschung neuer Safeguard­-Techniken für die trockene Zwischenlagerung abgebrannter Brennelemente aufgelegt

Durchführung mit dem Forschungszentrum Jülich (Projektkoordinator), dem Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) und dem EURATOM DG ENER-­E

Durchführung im Brennelemente-­Zwischenlager Grafenrheinfeld
Laufzeit:2020 bis 2024 (abgeschlossen)
Seit seinem Start im September 2020 entwickelt das internationale MuTomCa-Konsortium, geführt vom INFN Padua gemeinsam mit dem Forschungszentrum Jülich, EURATOM und der BGZ, einen Myon-­Detektor auf Basis von Driftröhren, um den Inhalt von CASTOR
Trockenlagerbehältern nicht-invasiv abzubilden.

Diese Nachweismethode richtet ihren Fokus auf die Proliferation (Safeguards). Bei einer Feldkampagne 2023 im BGZ-Zwischenlager Grafenrheinfeld wurden an zwei CASTOR V/19-Behältern mit unterschiedlicher Beladung erfolgreich Myon-Bildgebungsdaten aufgenommen und demonstriert, dass brennstofffreie Dummy-Brennelemente erkannt werden können. Gefördert wurde das Vorhaben unter anderem durch das BMUKN (FKZ 02W6279) sowie EURATOM-Safeguards-Programme. Die Ergebnisse sind in mehreren Veröffentlichungen sowie den Projektberichten dokumentiert. Die BGZ nutzt die Erkenntnisse zur Weiterentwicklung ihrer Monitoring- und Sicherheitskonzepte im Projekt VisCas.

Publikationen

  • Results on re-verification tests of spent fuel casks with muon tomography – MUTOMCA Project; P. Andreetto, M. Balling, A. Jussofie, M. Stuke, et al.; Journal of Applied Physics, Special Topic: Muography: Discoveries, Innovations, and Applications, DOI 10.1063/5.0272975, 2025.
  • Muon Radiography to Visualise Individual Fuel Rods in Sealed Casks, T. Braunroth, N. Berner, F. Rowold, M. Péridis, M. Stuke; EPJ Nuclear Sciences & Technologies 7, 12; DOI 10.1051/epjn/2021010, 2021.
  • Impact of modeling assumptions on muon scattering images of loaded dry storage casks, J. Niedermeier, M. Stuke; Nuclear Science and Engineering, pp. 1–13. DOI 10.1080/00295639.2024.2340142, 2024.
  • Muon tomography for dual purpose casks (MUTOMCA) project, D. Ancius, A. Jussofie, et al., Proceedings of the INMM & ESARDA Joint Virtual Annual Meeting 23 – 26 August & 30 August – 1 September 2021, 2021.
  • Modelling of safeguards verification of spent fuel dry storage casks using muon trackers, D. Ancius, A. Jussofie, et al., 41st ESARDA Annual Meeting Symposium on Safeguards and Nuclear Material Management, 14 – 16 May 2019, Stresa, Italy, DOI 10.2760/159550, 2019.
  • The MUTOMCA Project: Investigation of muon tomography for re-verification purposes of spent fuel casks; A. Lorenzon, M. Balling, A. Jussofie, et al., INMM & ESARDA Joint Annual Meeting, Vienna, Austria, 22 – 26 May 2023, DOI 10.34734/FZJ-2025-01513, 2023.
  • Muon Tomography for Reverification of Spent Fuel Casks (the MUTOMCA Project); G. Bonomi, A. Jussofie, M. Balling, et. al., Journal of Advanced Instrumentation in Science, DOI 10.31526/JAIS.2024.497, 2024.
  • Investigation of muon tomography for re-verification purposes of spent fuel casks, G. Bonomi, M.Balling, A. Jussofie et al., INMM & ESARDA Joint Annual Meeting, Vienna, Austria, 22 – 26 May 2023, DOI 10.34734/FZJ-2024-01038, 2023.
  • MUTOMCA: AN EXPERIMENT TO INVESTIGATE SPENT FUEL CASKS WITH MUON TOMOGRAPHY, G. Bonomi, M. balling, A. Jussofie et al., IAEA Symposium on International Safeguards, Vienna, Austria, 31 Oct – 4 Nov 2022, 2023.
  • The MUTOMCA Project: An Overview, J. Niedermeier, M. Balling, A. Jussofie, M. Stuke, Proceeding of Kerntechnik 2024, 11- 13 June 2024, Leipzig, Germany, 2024.
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