Entwicklung von Glasformulierungen für die Konditionierung hochradioaktiver Abfälle mit JMP®: Datenvisualisierung, statistische Analyse und Vorhersagemodelle
D. Perret, PhD, Forschungs- und Entwicklungswissenschaftler – Atomenergiekommission, Frankreich
Die Langzeitlagerung radioaktiver Abfälle erfordert deren Stabilisierung in einer Form, die über längere Zeiträume weder reagiert noch sich verändert. Die Glasrezeptur für die Verglasung hochradioaktiver Abfälle wird seit vielen Jahren von der französischen Kommission für Atomenergie und alternative Energien (CEA) untersucht. Neben der Komplexität seiner Rezeptur muss Nuklearglas auch spezifische Anforderungen des industriellen Verglasungsprozesses erfüllen. Viskosität, Dichte, elektrische und thermische Leitfähigkeit sowie natürlich die Langzeitbeständigkeit des Glases sind Eigenschaften, die perfekt verstanden und kontrolliert werden müssen. Daher müssen wir kontinuierlich große Datenmengen verarbeiten, darunter Rezepturdaten (Glaszusammensetzungen), physikalische und chemische Eigenschaften sowie Daten zum Verglasungsprozess. JMP wurde kürzlich von Teams, die Nuklearglasrezepturen entwickeln, in unserer Forschungs- und Entwicklungsumgebung implementiert. Die grafische Plattform bietet sehr nützliche und benutzerfreundliche Tools wie die Scatterplot-Matrix und den Mixture Profiler, die die Visualisierung und Analyse großer Mengen von Rezepturdaten ermöglichen. Neben diesen praktischen Funktionen ist der Hauptgrund für die Verwendung von JMP seine leistungsstarke statistische Analyseplattform, die den Vergleich hochkomplexer Glaszusammensetzungen erleichtert. PCA- und Cluster-Plattformen sind hierfür besonders relevant. Da sich unsere Studien auch auf die Erstellung von Vorhersagemodellen für Eigenschaften und Zusammensetzungen konzentrieren, können solche Aufgaben mithilfe der Plattformen „Fit Model“ und „Stepwise“ effizient durchgeführt werden. Angesichts der Komplexität der betreffenden Glasformulierung ist ein Versuchsplanungsansatz (DOE) unerlässlich. Obwohl die Plattform „Mixture Design“ nicht alle unsere Anforderungen exakt erfüllt, liefert JMP statistische Informationen (PRESS, Hutwerte, Hebeldiagramme), um die Ergebnisse unserer Versuchsplanungen zu analysieren.
