Characterization of Representative Materials in Support of Safe, Long  Term Storage of Surplus Plutonium in DOE­STD­3013 Containers

The Surveillance and Monitoring Program (SMP) is a joint LANL/SRS effort funded by DOE/EM to  provide the technical basis for the safe, long­term storage (up to 50 years) of over 6 metric tons of  plutonium stored in over 5000 DOE­STD­3013 [1] containers at various facilities around the DOE  complex. The majority of this material is plutonium that is surplus to the nuclear weapons program, and  much of it is destined for conversion to mixed oxide fuel for use in US nuclear power plants. The form  of the plutonium ranges from relatively pure metal and oxide to very impure oxide. The performance of  the 3013 containers has been shown to depend on moisture content and on the levels, types and chemical  forms of the impurities. The oxide materials that present the greatest challenge to the storage container  are those that contain chloride salts. The chlorides (NaCl, KCl, CaCl2, and MgCl2) range from less than  half of the impurities present to nearly all the impurities. Other common impurities include oxides and  other compounds of calcium, magnesium, iron, and nickel. Over the past 15 years the program has  collected a large body of experimental data on over 60 samples of plutonium chosen to represent the  broader population of materials in storage. This paper will summarize the characterization data,  including the origin and process history, particle size, surface area, density, calorimetry, chemical  analysis, moisture analysis, prompt gamma, gas generation and corrosion behavior.