基于~(241)AmO_2驱动放射性同位素温差发电器在月球表面输出性能模拟计算

~(238)Pu驱动放射性同位素温差发电器(radioisotope thermoelectric generator,RTG)在深空探测中具有广泛应用。但是~(238)Pu生产工艺复杂、产量小,不能完全满足深空探测任务的需求,有必要寻找~(238)Pu替代物。~(241)Am半衰期长,剂量率低,比功率合适,来源广泛,可以用作~(238)Pu替代物。其氧化物~(241)AmO_2陶瓷是最有可能的燃料形式。本文基于GPHS热源构型,设计一种单模块RTG,采用有限元软件ANSYS计算该型RTG在月球表面昼夜温度下的输出电功率以及温度分布。结果表明,该型RTG在月球表面昼夜温度下输出电功率约2W,转换效率约3.5%,对月球表面环境适应性良好。与欧洲太空局200W热源~(241)AmO_2-RTG相比转换效率略低;与韩国原子能研究所120W ~(238)PuO2-RTG相比转换效率相等。研究结果表明该~(241)AmO_2-RTG的设计方案可行。     

金属钽的中子辐照性能研究

钽因具有良好的性能而用于^238Pu同位素电池。该电池源芯^238PuO2不仅衰变释放出大量α粒子，同时也会因自发裂变和（α，n）反应而产生大量中子。因此，进行了钽包壳的中子辐照研究。     

同位素稀释．萃取液闪法测量高放废液中的241Pu

在钚的238Pu、239Pu、240Pu、241Pu和242Pu5个同位素中,只有241Pu是β放射性核素,其余4个均为α衰变核素。241Pu的半衰期为14．29a,是钚同位素中放射性活度的主要贡献者,但能量很低（20．81keV）,直接测量它的β放射性是较为困难的,对复杂体系来说尤其如此。     

^238Pu同位素电池热源源芯设计

^238Pu热源是同位素电池的核心部分。对热源的要求是：能满足使用条件及特殊环境下的安全性，并具有较高的热利用率。     

3W^238Pu同位素电池热源包壳设计

同位素电池由于工作寿命长而广泛应用于航天飞行器中，但该电池热源所用的源芯^238Pu是极毒物质，因此，其在工作或事故下的安全尤为重要。本课题分析了同位素电池面临的使用环境和事故环境，描述了源芯释放气体产生的压强与时间分布的关系，分析了几种金属材料的加工性能、力学性能、传热性能、腐蚀性能以及与二氧化钚的相容性能，选择了包壳内层材料和结构材料，     

SUP>242/SUP>Pu同位素稀释剂的

首先用238Pu同位素稀释法标定了四水硫酸钚中239Pu的比活度,再用该239Pu溶液作稀释剂,对242Pu稀释剂进行标定,得到242Pu的比活度平均值为1 304 Bq/g,相对合成标准不确定度为1.4%.钚的同位素丰度比(R(239Pu/242Pu))为0.002 26,相对合成标准不确定度为4%;R(240Pu/242Pu)为0.017 2,相对合成标准不确定度为1%.     

空间放射性同位素电池发展回顾和新世纪应用前景

迄今为止,美俄两国已向空间发射了80多台空间核电源(包括同位素电池和反应堆电源)。重点回顾了20世纪放射性同位素电池的研发历史和空间发射现状;概括介绍了目前放射性同位素温差发电器(RTG)业已达到的技术水平和提高热电转换效率的最近动向;综述了美国、俄罗斯和欧洲航天局在21世纪初期(20001/2015)使用RTG的空间和太阳系探索计划,展现了RTG的广阔应用前景。     

TBP-TEVA萃取色层分离-α能谱法测定辐照镎靶溶解液中痕量~(236)Pu的可行性

~(236)Pu的含量控制是钚热源的一项重要参数,通过α能谱准确测量镎靶溶解液中痕量~(236)Pu,建立镎靶辐照靶件溶解液中钚的分离方法。根据杂质组成特点采用TBP-TEVA萃取色层双柱分离,用氨基磺酸亚铁以及亚硝酸钠对钚进行调价,对靶件溶解液中的Al、Fe、U、Th和Np等进行分离,去污系数均大于104,钚的回收率为90.7%。研究大量~(238)Pu对α能谱测定~(236)Pu的干扰,结果表明,大量~(238)Pu会造成仪器本底升高,~(238)Pu能谱峰分辨率降低;在7 500Bq ~(238)Pu干扰下,测量4.3h时,~(236)Pu的最小可检测活度为1.20×10-2 Bq(当量质量为6.11×10-16 g)。计算结果表明,镎靶溶解液样品中钚的同位素比值n(~(236)Pu)/n(~(238)Pu)≥4.63×10-8时,取合适的样品量使得电沉积源中~(238)Pu活度在450～7 500Bq范围内,均可测量其中的痕量~(236)Pu,同时可准确测定同位素比值n(~(236)Pu)/n(~(238)Pu)。     

混合氧化物燃料（MOX）

MOX是通过“燃烧”反应堆乏燃料中存留的钚以提供能源和发电的一种途径。 MOX提供了当前使用的新燃料的 2 0 % ,并且这一比例仍在不断上升。 MOX还提供了一种燃烧武器级钚以生产电力的方法。在每一座反应堆内 ,都有诸如 2 3 5U等同位素的裂变 ,和由于主要是 2 3 8U俘获中子而形成新的较重的同位素。反应堆内绝大部分燃料物质是 2 3 8U。它能形成 2 3 9Pu,并通过连续的中子俘获形成 2 4 0 Pu、2 4 1Pu和 2 4 2Pu,以及其它的超铀或锕系同位素。 (2 3 5U通过类似过程还形成了非常少量的2 3 6Pu和 2 3 8Pu。通常 ,随着燃料约每 3年改变…     

同位素稀释一多接收电感耦合等离子体质谱测量痕量钚年龄的方法研究

对钚材料的来源及历史的鉴定在许多领域是非常重要的。年龄是在追溯核材料的历史时第一个需要被测定的参数。钚样品的年龄测定基于钚的同位素及其子体，即238Pu／234U、239Pu/235U、240Pu/236U和241Pu／241Am的原子比的测定。     

8 二次离子质谱测定二氧化钚微粒样品的钚同位素比值

含钚微粒中Pu的同位素组成分析是确定Pu的来源的重要信息，这对于核保障、反核走私具有重要意义。本工作研究利用二次离子质谱仪（SIMS）对PuO2微粒样品中的Pu同位素进行精确分析。     

基于MOX燃料组件的177混合堆芯装料方案数值研究

通过计算华龙一号（HPR1000）压水堆平均卸料燃耗得到乏燃料中钚（Pu）同位素的含量,以此成分比例来设计铀钚混合氧化物（MOX）燃料。采用离散型燃料组件设计,通过不同Pu含量的MOX燃料棒离散型布置来降低与UO₂燃料组件间的功率梯度。采用程序MCNP和COSLATC模拟堆芯功率分布和热中子注量率分布,采用分区分层的低泄漏装料方案,降低不同燃料组件间的功率梯度,展平堆芯的功率分布。在不考虑可燃毒物的前提下,利用3种Pu含量的MOX组件将混合堆芯的功率峰因子控制在1.77左右,明显优于原堆芯的功率峰因子,为国产三代压水堆引入MOX燃料提供了具有参考价值的装料方案。      

反应堆生产放射性同位素热源材料及其应用

可用于深空探测等领域的放射性同位素温差发电器利用半导体热电元件直接将放射性同位素的衰变热转化为电能.目前所使用的热源材料--放射性同位素~(238)Pu具有半衰期适中、热功率密度较高、α衰变易于辐射防护等特点,已获得较为广泛的应用.本文简要介绍利用反应堆生产~(238)Pu的途径以及分离、纯化过程.     

空间同位素发电体系的应用现状与展望

放射性同位素温差发电器（ＲＴＧ）自６０年代初以来，已成功地为空间发射任务提供动力。同位素温差发电器的安全性、可靠性和耐久性已经为其地球轨道飞行、月面科学试验和外层行星探索的多种应用而得到充分地证实。就能量转换体系而言，近年来人们为了提高热电转换效率，除继续改进“静态同位素发电体系”外，业已开始发展由通用型热源组件与封闭的布雷顿循环相结合的“动态同位素发电体系”。文中收集了本世纪９０年代由同位素发电体系供电的宇宙飞船发射时间表，并展望了同位素发电体系的应用前景。     

~(238)Pu的辐照生产及制备

介绍237Np靶件堆内辐照生产238Pu的途径及其相应物理过程。从237Np靶件几何设计、辐照靶件中237Np装量、238Pu产量及236Pu相对含量随时间的变化、238Pu辐照生产实验测量结果等方面分析了238Pu辐照生产技术,简单介绍靶件辐照后的化学分离提纯、238Pu粉末和热源制作等工艺过程。     

甲基膦酸二甲庚酯对锆、铌、钌离子的萃取行为研究

正目前大部分用于外太空探测的航天器均选用~(238)Pu作为放射性同位素热源,以磷酸三丁酯(TBP)为萃取剂的溶剂萃取法从辐照镎靶溶解液中分离纯化~(238)Pu是其主要生产途径。然而在分离纯化镎、钚工艺流程中发现TBP存在一定的不足,主要表现在低酸条件下,TBP萃取镎的分配比     

福岛核事故向环境释放的Pu研究进展

福岛核事故向环境释放的放射性核素中包含了锕系元素Pu,其中以极毒组的239Pu、240Pu和高毒组的241Pu为主。本文总结并分析了针对福岛核事故向环境释放的Pu的相关研究。据估计,福岛核事故向环境中排放的239+240Pu总量约为109 Bq,是切尔诺贝利核事故排放量的万分之一。此次事故排放的Pu同位素原子比(240Pu/239Pu和241Pu/239Pu)及活度比(A(238Pu)/A(239+240Pu))明显异于全球沉降值,可作为事故中Pu溯源的判定依据。事故所排放的Pu全部来源于核电站1~3号反应堆堆芯而非乏燃料池。现有研究报道的数据表明,在福岛核电站周围30km范围内的陆地环境中存在来自核事故排放的Pu污染,污染相对严重的"热点"区域和该地区与核电站的相对位置没有明显关联,主要是受地形和降水的影响。而对于人们关心的海洋环境,来自福岛核事故的Pu污染非常小。核事故向海洋中排放的Pu相对于核事故前海洋环境中的Pu污染水平可忽略不计。     

重核强阻尼碰撞中复合体系的形成和衰变

用改进的量子分子动力学（ImQMD）模型研究了原子核强阻尼反应^238U＋^238U、^244Pu＋^244Pu和^232Th＋^250Cf。在入射能量范围从680-1880MeV时，研究了反应产生的原子序数大于等于114的超重碎块的几率对入射能量的依赖情况。     

空间用238pu放射源辐射影响分析

我国在某航天任务中,将首次应用238Pu放射源.本文从该放射源所用的原料、放射源的结构、产生的射线种类以及包壳活化等方面分析了238Pu放射源在航天应用过程中的辐射特性.通过分析实验表明,距单个放射源1m处的中子辐射剂量率约为60 u Sv·h-1,在采取适当措施后,238Pu放射源将不会对人员和环境产生明显的辐射影响.     

同位素稀释-α谱法测量土壤中的239,240Pu

用同位素稀释-α谱法测量了土壤中^239,240Pu。以^242Pu作稀释剂，用三正辛基氧膦（TOPO）／甲苯溶液萃取，草酸反萃，水相制备α源，用低本底α谱仪测量钚同位素的α能谱，经数据处理得出^239,^240Pu的含量。