生产堆元件铀同位素丰度比和含量的测定

文章用同位素质谱法测定了辐照堆元件铀的同位素丰度比和含量。讨论了测定技术、方法及误差来源和误差传递等有关问题。上述各量与切片的分布相符,与其他方法的有关测量结果相一致。     

便携式铀丰度仪的研制

研制了用于测量新燃料组件或新燃料元件￣（２３５）Ｕ丰度的便携式铀丰度仪。仪器采用带￣（２４１）Ａｍａ源的φ２０×２０Ｎａｌγ探头，具有高压自控稳定的特性，仪器的电子学线路全部密集安装在３２６×１０６×１７６的枪式箱体内，具有小型、轻便的特点。仪器在测新燃料组件中￣（２３５）Ｕ丰度时，测量的精度好于±２．０％，同时可扫描测出组件中的装料长度。     

3 MeV中子诱发裂变测定铀同位素丰度

铀同位素丰度分析是核燃料循环中重要的分析项目。本工作研究了以D(d,n)³He反应产生的能量约为3 MeV的中子为源诱发裂变测定铀同位素丰度,并与以T(d,n)⁴He反应产生的14 MeV快中子为源的方法进行了比较,结果表明两种方法分析结果基本一致。     

铀浓缩厂铀丰度在线监测装置研制

研制了铀浓缩厂产品端UF₆气体²³⁵U丰度在线实时监测装置。该装置由NaI（Tl）探测器、脉冲处理器、压力和温度传感器、管道阀门系统等组成,利用NaI(Tl)探测器对测量容器内气态UF₆中²³⁵U发射的特征γ射线进行测量来得到²³⁵U的量,利用传感器对气体温度、压力进行测量,根据理想气体状态方程得到UF₆气体中U的总量,从而得到²³⁵U丰度。该装置现场应用实验表明：铀丰度在线监测结果相对标准偏差小于1%,与气体质谱计测量结果相对偏差小于1%。     

快中子诱发裂变测定铀同位素丰度

铀同位素丰度分析是核燃料循环中重要的分析项目。本工作在中子活化基础上提出用T(d,n)⁴He反应产生的快中子诱发裂变铀样品来测定铀同位素丰度的分析方法。该方法利用铀同位素丰度与特定裂变产物的平均产额比呈指数关系的特点,选择〖AKY-〗(⁹²Sr)/〖AKY-〗(¹⁰⁵Ru)、〖AKY-〗(⁹²Sr)/〖AKY-〗(¹³⁵I)与铀同位素丰度间的关系曲线作为工作曲线,并对模拟样品进行分析。结果表明,〖AKY-〗(⁹²Sr)/〖AKY-〗(¹⁰⁵Ru)、〖AKY-〗(⁹²Sr)/〖AKY-〗(¹³⁵I)计算结果与模拟样品的相对偏差分别为0.8%和1.8%,RSD优于3%,与γ能谱法的分析结果相符合。     

容器内铀同位素丰度的非破坏探测技术研究

研制了三维样品旋转装置,用PC/FRAM软件分析了通过同轴HPGe探测器采集的铀总量在2—600g、能区在120—1001keV的铀同位素γ射线。建立了高放废物容器内非均匀分布的铀同位素丰度的γ能谱测量方法。对同位素丰度在20%—93%的235U,测量不确定度<0.6%,对238U的测量不确定度<1.3%。     

基于缓发γ能谱测量的铀丰度分析

本文以加速器驱动的脉冲中子源为照射源、铀材料为照射对象、HPGe探测器为主要探测器，测量得到了铀材料的缓发γ实验谱，再根据理论计算程序和蒙特卡罗方法得到了缓发γ计算谱。结果显示，实验谱和计算谱吻合较好，表明缓发γ能谱测量可作为铀丰度分析的一种技术手段。     

铀离心浓缩厂铀丰度在线监测仪本底自动测量方法研究

铀丰度在线监测仪是对铀浓缩厂工艺管道中UF6气体235U丰度进行在线监测的装置,本底是其核心关键技术指标,直接关系到丰度值的测量精度。原有本底测量方法需监测仪停止工作,人工将容器内的气体抽空进行测量。而本底自动测量方法通过改变测量容器内UF6气体的压力,用Na I(TI)探测器测量容器内UF6气体中235U发射的特征γ射线,利用压力传感器测量容器内UF6气体的压力值,最后对不同压力下的数据进行拟合获得监测仪的本底。实验结果表明,采用本底自动测量方法,监测仪铀丰度在线监测结果的相对标准偏差小于0.30%,与气体质谱计测量结果的最大相对偏差小于0.25%,表明该方法测量本底的准确度高;监测仪本底测量由软件自动完成,提高了监测仪的自动化程度,增强了监测仪的适用性。     

裂变产额差异法测量~(235)U丰度

利用裂变产额差异法,从裂变产额质量分布曲线,选取位于双驼峰曲线两翼的裂变产物的产额随可裂变核素的不同有很大变化的核素88Rb、104Tc和92Sr作为测量对象,选择平均裂变产额比88Rb Y/104Tc Y、92Sr Y/104Tc Y为监测对象,研究了平均产额比与铀丰度之间的关系曲线,获得了平均产额比/i j Y Y随丰度H0变化的关系式Y1/Y2-f(H0)。利用两条关系曲线分别对72.2%的模拟样品测量5次,RSD均优于2%。将样品分析结果与无源γ射线法的结果相比较,两种方法在规定的误差范围内结果是一致的。     

铀元件认证技术研究

用高纯锗半导体γ探测器在水平和垂直位置测量了不同铀元件组合系统,采用PC/FRAM分析软件对测量能谱进行了铀丰度分析。结果表明:在铀元件、铀元件外加模拟炸药、铍和铍+模拟炸药三种情况下,分析得到的铀丰度基本一致。分析结果的可信度取决于测量γ能谱的统计涨落。     

γ能谱法测定铀、钚同位素丰度

简单介绍了特殊核材料铀、钚同位素丰度测定在核材料管理和衡算中的作用;着重描述了γ能谱法测定铀、钚同位素丰度的原理和实验方法.实验结果表明,使用高分辨率的高纯锗探测器,γ能谱法测定铀、钚同位素丰度的不确定度在2%以内.     

铀样品丰度分析技术研究

用高纯锗半导体γ探测器测量了不同质量的球形高浓铀和贫化铀样品以及两者相组合模型.采用PCFRAM分析软件对测量数据进行了铀丰度分析,研究铀丰度的分析结果与测量时间、不同屏蔽厚度、样品质量和样品的组合模型的关系.结果表明:在一定条件下,测量时间的长短直接影响到分析结果的可靠性;分析结果与铀样品外是否加屏蔽体无关,而是取决于测量能谱中γ射线计数的统计涨落.在保证高质量测量能谱的前提下,可以准确地分析出铀材料的丰度;在高浓铀和贫化铀材料同时存在时,无法区分样品的丰度.     

便携式^235U丰度仪的改进与应用研究

对基于ＮａＩ（Ｔｌ）探测器的铀丰度测量原型仪器进行了改进。改进后的仪器可以运用计算机进行在线数据获取。利用标准燃料棒对仪器进行了刻度实验，运用刻度结果对大亚湾核电厂的燃料棒进行了测量，丰度测量值与标称值在－１．０％—２．８％以内符合。     

γ能谱法测定电镀铀靶

采用γ能谱法及专用的PC/FRAM软件分析测定了3根在不同电镀工艺条件下制备的铀靶。通过比较3根靶上铀的均匀性及丰度,选择制备铀靶最佳的工艺条件。     

CZT探测器测量核燃料组件铀丰度实验研究

采用CZT探测器、数字谱仪、准直器等组成了1套便携式CZT探测器铀丰度测量装置。该装置可对燃料组件铀丰度进行测定,以便确定相应铀产品丰度符合规定要求。实验研究中,对几类燃料组件丰度进了测量,建立了CZT探测器测量燃料组件铀丰度的方法。现场测量结果表明,铀丰度测量结果相对偏差小于3%,方法简单可靠,装置简便,能满足核材料保障监督和核设施现场测量中的需求。     

γ能谱法测定铀、钚同位素丰度

简单介绍了特殊核材料铀、钚同位素丰度测定在核材料管理和衡算中的作用;着重描述了γ能谱法测定铀、钚同位素丰度的原理和实验方法。实验结果表明,使用高分辨率的高纯锗探测器,γ能谱法测定轴、钚同位素丰度的不确定度在2%以内。     

利用光致裂变中子响应曲线确定铀材料丰度

用无损分析方法确定铀材料同位素丰度是深度核裁军核查技术中的一个具有挑战性的问题。本文通过分析和数值模拟研究了利用高能光子确定铀材料丰度的可能性。通过建立简化模型研究了反演铀材料丰度问题的方法、物理基础和测量条件。通过利用Monte-Carlo粒子输运程序对光子和中子的输运过程进行模拟,得到不同测量条件下的中子强度与铀材料丰度的关系。中子强度和铀材料丰度之间的关系曲线表明:对于已知结构的铀部件,铀材料丰度可以通过对比中子注量率和已知的光子中子关系曲线确定;对于未知结构的铀部件,该部件中铀材料丰度可以通过测量中子对不同能量光子响应曲线的形状参数得到。     

环境样品中铀丰度的HPGe γ谱仪测量方法研究

本工作研究反康普顿HPGe γ谱仪测量各种环境样品（包括土壤、水、擦拭以及气溶胶样品）中铀丰度的方法。并计算得到本谱仪测量擦拭样品、土壤（质量为325g）和水样（200mL）中。^235U的探测下限分别为0．02Bq、0．097Bq／kg和0．122Bq／kg。     

非平衡态铀样品同位素丰度的测定

平衡态铀样品是指样品中238U与其子体核素234Pam达到了放射性平衡的样品。在使用 g 能谱法测定铀样品同位素丰度的工作中,由于238U的特征 g 射线能量很低且分支比很小,需通过测定其子体核素234Pam的特征 g 射线来确定样品中238U的含量。可采用MGA-U软件分析低能区(小于300 keV)