移动式~(37)Ar快速测量原型系统演示总结报告

研制了用于全面禁止核试验条约现场视察的移动式37Ar快速测量原型系统。进行了移动式37Ar快速测量原型系统演示活动。演示活动通过车载运输、模拟样品快速分离纯化测量、地下样品快速取样分离纯化测量、取样有效性四个场地试验和三次实验室验证测试,全面展示和验证了移动式37Ar快速测量原型系统的技术状态和性能指标。演示结果表明:移动式37Ar快速测量原型系统最小探测下限满足探测当量大于1kt的地下核试验的要求,且具有“机动、快速、小型”的特点,但系统仍需在降低探测限、增强稳定性和自动化程度等方面开展进一步研究工作。     

低本底内充气正比计数管测量37Ar活度

³⁷Ar是全面禁止核试验条约现场视察重要监测核素之一,高灵敏地探测³⁷Ar活度是地下核试验监测的关键环节。本文研究建立了低本底内充气正比计数管³⁷Ar活度测量装置,在铅屏蔽室上、下各装配1个塑料闪烁体探测器,主动屏蔽宇宙射线在计数管中产生的本底。相对于原始能谱,反宇宙射线能谱中³⁷Ar峰区本底计数率降至原来的7.3%,测量24 h,³⁷Ar的最小可探测活度达2.5 mBq。     

一次核试验的地下放射性核素调查

本文介绍了一次核试验中放射性核素垂向分布的环境调查结果。被命名为Dalhart的这次地下核试验是1988年10月13日在内华达州试验场地下640m的深度上进行的。试验发生在508m的静水位以下,并产生了多种放射性同位素或裂变产物。这些放射性同位素向周围岩层及试验点上方的烟囱区扩散,并在这些地方停留下来。打了一个19°,25cm孔径的斜孔,以便在Dalhart试验深度上方的烟囱区内采集地质样品,目的是评价该爆炸区内及其周围的放射性分布。从崩塌区或烟囱区496m的垂直深度上采集了一个9.1m长的岩心,并在原静水位上方发现有游离的放射性核素。钻探完成了657m的垂直深度,当时静水位垂直深度为501m。于钻管内进行了γ能谱测量,同时通过这个钻管泵入冲洗液。结果表明,由核试验产生的放射性物质位于垂直深度532—657m范围内。井壁样品是从525-637m的垂直深度上采集的,并在野外分析了所含的放射性核素,如~(137)Cs、~(125)Sb、~(106)Ru,及钾、铀、钍的天然放射性本底。这些样品被送到洛斯阿拉莫斯实验室,以测定每一个深度上全部放射性核素的含量。这些分析与γ能谱测井数据一起用于确定Dalhart试验场地下放射性核素的垂直分布。     

气体正比计数管测量37Ar的效率研究

采用大体积的正比计数探测器和能谱分析方法对^37Ar的测量效率进行了研究。主要分析了影响正比计数管效率的阈修正、端效应和壁效应三大因素。结果表明,阈修正系数与峰面积的计算方法有关。当计数管压力大于200kPa时,计数管的壁效应修正小于1％,可以忽略。最后给出了计数管的效率的计算公式。     

^37Ar测量系统的本底降低技术

从放射性本底来源分析了37Ar测量系统的本底组成,采用MCNP程序对改进前及拟改进的屏蔽体的屏蔽效果进行了模拟计算.考虑到本系统的使用场景,重点对屏蔽体结构进行优化设计,并完成了加工,对改进后的测量系统进行了本底测量实验.实验结果表明:改进后,测量系统的本底降低到改进前的75%,并与理论计算结果相一致,进一步提高了37Ar的探测灵敏度.     

禁核试核查中放射性惰性气体的监测

本文介绍了全面禁止核试验条约(CTBT)放射性核素监测中重要的测量对象放射性惰性气体氙和氩-37的测量技术,及当前放射性氙和氩-37测量设备的研制情况。     

放射性气体37Ar监测方法与系统发展现状概述

³⁷Ar属于地下核爆炸特征活化产物,是全面禁止核试验条约组织(CTBTO)规定的核爆试验现场视察的核查核素,因此对采集的³⁷Ar气体活度浓度进行精准的现场或实验室测量尤为关键。对³⁷Ar的特性、取样纯化技术与活度测量方法进行搜集整理,归纳了国内外现场或实验室测量的先进装置与技术现状,为³⁷Ar活度浓度相关监测等应用领域提供技术支撑。     

一套用于现场视察的车载NaI(Tl)γ谱仪系统的研制

研制了移动式车载NaI(Tl)γ谱仪扫描测量系统,主要用于快速甄别地面及空气中的人工放射性异常.系统主要由大体积NaI(Tl)探测器阵列、数字多道、GPS、电子学柜及越野车组成.系统研制中,以MC计算和实验数据为依据,选择订制了满足需要的探测器;以40K 1 461 keV能峰为稳定参考峰,实时校准峰位,解决了系统谱漂移问题;用抽样率转换方法实现了两个探测器能谱的合成;采用基于噪声调整的奇异值分解法(NASVD)实现能谱降噪、本底剥离与放射性异常甄别;采用实时读取与删除多道数据、在计算机缓存中处理数据后再备份的方法,实现了对不允许测量核素的能窗屏蔽功能;基于C#编写测控软件,实现了谱获取、储存与处理、扫描轨迹记录与显示等功能.系统适用于禁核试核查现场视察与大区域放射性污染场址污染治理,还可应用于一般环境放射性调查及核应急等工作.     

内充气正比计数管测量37Ar活度中壁效应的理论研究

通过分析³⁷Ar衰变产生的X射线和俄歇电子在内充气正比计数管灵敏体积中的逃逸及计数管在³⁷Ar活度测量中的壁效应,得出X射线在正比计数管中的逃逸是产生壁效应的主要原因,提出了压力指数外推方法。使用MCNP模拟X射线和俄歇电子在内充气正比计数管中的输运,模拟结果与理论分析结论一致。比较模拟得出的壁效应值与实验测量的壁效应值可知,实验给出的壁效应值是可信的。本工作的研究结果为37Ar测量方法提供了理论支持。     

质量管理体系在核设备无损检测中的应用

通过对ISO 9001质量管理体系在核工业设备制造企业无损检测中的实际运行和应用,总结了在部门体系运行过程中的注意事项及特点,并针对质保审查中容易出现的问题提出了整改建议,从而提升了无损检测的体系运行状况。     

对滨海核电厂防洪评价中海啸影响的一些认识

本文主要介绍了海啸的成因、危害以及在我国沿海发生的可能性等,并阐明了核安全法规和导则对滨海核电厂防洪评价中海啸影响的基本要求。本文还结合目前核电厂的多个工程实例,对海啸影响分析提出了一些建议。     

AP1000核主泵的优化设计及试验研究

根据核主泵的设计参数,采用正交试验对核主泵的主要参数进行了初步正交优化设计。根据正交优化结果,得到了1组最佳几何参数组合及各主要参数对核主泵性能影响的主次顺序,根据主次影响顺序对主要影响因素进行了进一步的多方案优化设计,进而得到能使核主泵具有更好性能的叶轮几何设计参数组合。根据最终的叶轮几何设计参数,建立了三维模型及对其内部流场进行了数值模拟计算,并用相似换算法,设计制造出对应的模型泵进行试验研究。结果显示:试验结果和模拟结果基本吻合,由此可证明叶轮优化设计的正确性。     

射线检测数字化成像技术在核电施工中应用可行性的研究

射线检测为核电施工中最主要的无损检测方法之一,每台机组建造过程中大概需要拍摄二十万套底片,而传统胶片照相检测技术存在诸多不足,故迫切需要寻求一种全新高质量的射线检测方法。数字化成像CR技术有希望替代胶片进行射线检测的技术,选定CR技术做为核电施工中运用可行性分析研究的主体,利用研发制造的验证性测试先进试块,对CR图像质量影响因素和CR技术特征进行测试研究。建立并使用庞大的缺陷试样库,制定并完善可运用于核电现场管道焊缝对比测试的工艺参数,实施对核电现场各系统管道焊缝CR技术和胶片技术的对比透照,进而从CR技术特点、技术可行性、应用经济性、操作适应性和便利性等角度对CR技术在核电施工中的应用进行可行性分析。     

核电厂一回路压力边界止回阀在线密封性能测试

320 MW压水堆一回路压力边界止回阀为核Ⅰ级关键设备,严密性要求非常高,直接关系到主系统的内泄漏率.焊接式止回阀维修后常采用密封面色印检查的方式,对其密封性能进行判断.如果管道内有存水或者湿热水汽,会影响到色印检查的准确度.针对在线止回阀密封性试验的特殊性,有的核电厂采用水压压降法试验设计过在线检测装置,但存在一些缺点和使用上的限制.文章采用低压气密封试验流量测定法,设计出可靠、便携的试验装置,对压力边界止回阀检修后密封性做出准确、定量的判断.     

基于武器级铀的核弹头内部炸药的放射性核素分析

在军备控制核查技术领域,核弹头拆卸认证是重要的研究对象。本文分析了基于武器级铀的核弹头(即铀弹头)内部炸药的放射性核素的产生、种类和数目,旨在研究炸药中放射性核素的被动式探测法是否可用于铀弹头中拆卸出的炸药的来源鉴别。结果表明,在铀弹头内部炸药中,短寿命放射性核素(~(16)N、~(15)O、~(13)N和~(11)C)的数目太少(少于1个),因此在铀弹头拆卸后,无法通过探测这些短寿命放射性核素来实现炸药的来源鉴别。而对于存放时间超过30a、内部结构遵从模型1(由Steve Fetter提出)的铀弹头,拆卸后炸药中的长寿命放射性核素(~(14)C)可被检测出来,进而能为炸药的来源鉴别提供重要依据。     

秦山核电厂堆物理设计中的计算程序及其校验概况

描述了秦山核电厂堆物理设计中应用的计算程序及其计算结果与实测值的比较。结果表明,理论计算值与实验测量值符合良好。最后说明了这些计算程序的某些特点。     

ADS核数据实验测量装置建设及首次测试实验

介绍了基于我国大科学实验装置兰州重离子加速器冷却储存环(HIRFL-CSR)的加速器驱动的次临界系统(ADS)相关核数据实验测量装置建设及首次测试实验。该实验装置探测系统主要包括束流拾取探测器、轻带电粒子谱仪、γ探测器阵列及中子飞行时间谱仪。为了对该实验装置各探测器及相配套的电子学与数据获取系统进行整体性能测试,利用400MeV/u 16 O轰击Pb靶,对出射的中子、γ射线及轻带电粒子等产物的能谱、产额及角分布等物理量进行测量,在国内首次实现了加速器驱动的几MeV至几百MeV宽能量范围的白光中子能谱测量。实验结果表明,该实验装置运行正常,实验方案可靠、正确。