α径迹法用于分辨高浓铀和Pu微粒的方法研究

擦拭样品微粒分析技术是核保障环境样品分析的一种主要手段,从大量灰尘颗粒中识别并定位含高浓铀(HEU)或含Pu微粒是微粒分析首先需要解决的问题。本文以HEU和Pu微粒为研究对象,建立了用于微粒α径迹测量的样品制备方法,采用CR-39固体径迹探测器为α径迹探测器,测量了不同蚀刻时间2种微粒产生的α径迹星的径迹参数。结果表明:可通过测量径迹短轴与曲率直径并作图来分辨HEU和Pu微粒,该方法对于蚀刻时间大于10 h的微粒径迹星,均能明显分辨,对于径迹非常密集的径迹星,也能准确分辨。     

高浓铀年龄的测定

基于高浓铀中^235U的衰变子体^231Pa的数量随时间而增加,且在一定时间内与高浓铀年龄有很好的线性关系这一原理,用溶剂萃取法从高浓铀中分离出^231Pa,回收率达到67．1％以上;用高纯Geγ谱仪测量^235U,用α谱仪测量^231Pa,并分别计算出^235U和^231Pa的含量,由此推算出高浓铀的年龄,其结果的不确定度为8％。     

γ能谱法测定高浓铀年龄的方法研究

铀浓缩生产高浓铀时，铀系和锕系中非铀核素全部被分离干净，产品中的^232Th、^226Ra、^222Rn、^214Bi等核素均由母体核素衰变产生。测得样品中相关母子体核素的原子数（或活度）比，即可导出浓缩铀产品的生产时间，即年龄。     

擦拭样品中铀微粒甄别技术的研究

基于裂变径迹原理对擦拭样品中微米量级铀微粒筛选技术进行了研究.研究内容包括擦拭样品与载体分离、样品在裂变径迹片上沉积、样品辐照以及化学刻蚀、铀微粒筛选等.文章中对各实验环节进行细致描述和讨论.研究发现:(1)以无尘滤纸、脱脂棉、Texwipe牌TX304型棉布为擦拭载体的样品经过400℃ 6 h灰化为较好的分离方法;(2)经热中子辐照和化学刻蚀后裂变径迹主要呈星状和坑状.其中235U含量高的微粒对应于坑状径迹,含量低的微粒对应于星状径迹;(3)采用新的定位方法能够筛选出铀微粒.     

美俄高浓铀协议已消除了400t高浓铀

<正>【美国国家核军工管理局网站2010年9月9日报道】美国国家核军工管理局(NNSA)2010年9月9日宣布,在美俄高浓铀协议下,美俄双方已合作消除了超过400t     

CRM铀微粒的FT-TIMS分析方法研究

在核保障环境取样分析中,对含铀单微粒进行元素和同位素分析是十分重要的。裂变径迹(FT)与热表面电离质谱(TIMS)联用是一种公认的微粒同位素分析技术路线。本文报道了一种改进的FT-TIMS分析方法,方法分为3步：将微粒分散到火棉胶、乙酸异戊酯混合溶液中,然后将溶液平铺在光滑、洁净的玻璃表面上,干燥后形成具有一定厚度的薄膜;将薄膜放入反应堆进行辐照,取出薄膜后将其蚀刻,通过显微镜寻找以及定位铀微粒并将含有铀微粒的部分薄膜分割出来;将分割出来的含有铀微粒的薄膜制样后,用TIMS进行同位素分析。结果表明,这种方法可实现铀微粒的准确定位,有效地解决了铀微粒定位误差问题;同时避免了在微粒转移过程中可能发生的微粒丢失情况;对于CRMU200微粒,²³⁵U/²³⁸U测量值与参考值偏差在2%以内。     

匈牙利成为无高浓铀国家

【本刊2013年11月综合报道】美国能源部（DOE）于2013年11月4日宣布,在经过匈牙利、美国、俄罗斯和国际原子能机构（IAEA）的多年共同努力,并于近期成功地将匈牙利所有剩余的高浓铀燃料运抵俄罗斯之后,匈牙利已正式成为自2009年以来第12个完成本国所有高浓铀转移的国家和地区。     

高浓铀从德国返回俄罗斯

【国际原子能机构网站2006年12月18日报道】国际原子能机构(IAEA)2006年12月18日宣布,迄今数量最大的一批民用研究堆高浓铀燃料已从德国返回了俄罗     

美国50t武器级高浓铀已被稀释成反应堆级低浓铀

【美国核军工管理局网站2006年7月13日报道】美国能源部(DOE)核军工管理局(NNSA)、美国铀浓缩公司(USEC)和BWX技术公司(BWXT)2006年7月13日宣布,足以制造800件核武器的高浓缩已被稀释为可供商业反应堆使用的低浓铀。这项工作所获得的低浓铀燃料足以供一座一般的商业核反应堆使用约34年,其产生的电力足以供每一个美国家庭使用81天或能满足美国家庭22%的年度电力需求。作为NNSA防止核扩散任务的重要组成部分,美国高浓铀稀释计划已将约50t的武器级高浓铀已转化为660t的反应堆级低浓铀。将过剩武器级高浓铀稀释成低浓铀能防止这些核材…     

高浓铀靶裂变法生产钼-99发展的综述

随着放射性药物化学和核医学的快速发展,放射性诊断核素^99mTc在临床的应用越来越广泛,从而使得当前全球对其母体核素⁹⁹Mo的需求量不断增加。目前高浓铀靶裂变法生产⁹⁹Mo仍是最广泛使用的方法。本文系统介绍了国内外采用高浓铀靶裂变法生产⁹⁹Mo的发展历史和生产工艺。     

基于因子函数的α-IHS抽样方法

核电厂概率安全分析中,由于数据源存在不确定性,导致无法进行准确评估,因此需开展不确定性分析。样本在空间分布的均匀特性是不确定性分析的关键因素,不同的样本分布导致不确定分析结果差异较大。传统的拉丁超立方抽样方法在样本空间分布均匀性方面未进行优化,改进分布式超立方抽样(IHS)方法通过保持样本点之间的最优距离来实现空间均匀分布,但其最优距离只能在理想分布下达到最优。为改进IHS设计上的缺陷,提出了基于因子函数的α-IHS方法,利用修正因子α来优化IHS方法中的最优距离。结果表明,该方法较IHS方法具有更均匀的空间分布,提高了抽样效率。     

基于微滤法处理水样中226Ra的α能谱分析技术

Ra属于碱土族金属,易在人体骨骼中富集,对人体进行持续的内照射,准确测量样品中的²²⁶Ra有非常重要的意义。本研究以²²⁴Ra作为示踪剂,通过Pb(Ra)SO₄载带预富集、Ba(Ra)SO₄共沉淀并采用真空微滤的方法制得²²⁶Ra的α微滤源,在α能谱仪上测量加标水样中²²⁶Ra的活度。使用该方法测量²²⁶Ra加标溶液,测量结果相对偏差为0.4%～13.1%。此分析技术可为辐射监管部门快速监测核素²²⁶Ra提供一种新的技术方法。     

基于改进爬山法的带电粒子圆径迹重建

基于改进爬山法提出了一种带电粒子圆径迹重建算法,该算法可方便应用于时间投影室中带电粒子的径迹重建。算法首先通过空间映射将圆径迹寻迹问题转换为参数空间上的聚类问题,然后使用改进爬山法寻找参数聚类中心,该中心在参数空间中的位置即为圆径迹参数拟合值。在充分考虑探测器的探测效率、位置分辨率和噪声水平的基础上,使用蒙特卡罗方法产生模拟径迹,研究了该算法在不同情况下对模拟径迹参数的拟合精度。结果显示,该算法在不同噪声水平下均能获得到较高的径迹参数拟合精度,具有良好的鲁棒性和抗噪声干扰能力。此外,本文还介绍了该算法在多条径迹重建中的应用。     

高钚含量样品中α能谱法分析~(237)Np的可行性研究

通过对244 Cm的α实验谱进行拟合得到单能峰的峰形参数,采用随机抽样技术表征谱计数的统计涨落,建立了一种模拟半导体α能谱的方法。利用该方法模拟238Pu和243Am的α能谱,与实验谱基本吻合,证明了方法的可靠性。在此基础上,研究了239Pu对237Np的α能峰的影响,结果表明,当239Pu与237Np的活度比A(239Pu)/A(237Np)≤10时,通过解谱得到的A(239Pu)/A(237Np)与设定值的相对偏差≤2.0%。对于A(239Pu)/A(237Np)约为3 000的样品,如果对钚的去污系数达到300以上,则可由α能谱法测量样品中的237 Np。     

电沉积法制备226Ra α样品源的优化研究

α能谱法是一种直接测量α衰变的方法,具有探测限低、分析时间相对较短等优点。电沉积法制备的α样品源均匀且厚度可忽略,是目前最理想的制备²²⁶Ra的α样品源的方法。为制得较高电沉积率的²²⁶Ra的α样品源,本文对草酸氨/盐酸电沉积液中氯铂酸用量、电流密度、电沉积时间、草酸氨溶液的初始pH值和浓度等条件对²²⁶Ra电沉积率的影响进行了优化研究。结果表明,在氯铂酸用量为700 μg、电流密度为0.225 A/cm²、电沉积时间为60 min、草酸氨溶液浓度为0.05~0.13 mol/L、草酸氨溶液的初始pH值为1.0~2.5等电沉积条件下,²²⁶Ra电沉积样品源的电沉积率大于95%。     

在线进样ICP-MS用于239Pu气溶胶活度浓度连续监测技术研究

为了弥补传统场所α气溶胶实时连续监测技术在后处理等场所239Pu气溶胶活度浓度连续监测方面探测能力和响应速度方面的不足,本文开展了基于ICP MS的空气中239Pu气溶胶连续监测技术研究。通过对气溶胶直接进样方法、ICP MS连续测量定量方法、238U干扰等方面研究工作的开展,建立了基于ICP MS、气溶胶直接进样系统和膜去溶雾化器联用的场所239Pu气溶胶活度浓度连续监测技术。在单次测量时间为1 min的情况下,依据ISO 11929（2019）计算得到本系统对239Pu气溶胶判断限和探测限分别为124×10-5 Bq/m3和248×10-5 Bq/m3,优于传统的基于PIPS的α气溶胶实时连续监测系统,远低于239Pu的导出空气浓度限值,证明该技术可为相关工艺场所239Pu气溶胶活度浓度连续监测提供快速高效的技术支持。     

~(238)Pu低能光子源衰变γ能谱识别

利用同轴P型高纯锗探测器,对X荧光分析的~(238)Pu低能光子源进行γ能谱分析,并对~(233)Pa、~(224)Ra、~(212)Pb、~(212)Bi及~(208)Tl的特征γ射线进行分析,确定上述核素的来源。其中,~(233)Pa是生产~(238)Pu的原料237 Np的衰变产物,~(224)Ra、~(212)Pb、~(212)Bi及~(208)Tl均为生产~(238)Pu的副产物~(236)Pu的衰变子核。能量为350、440、844、1 014、1 130、1 266、1 368、1 454keV的γ射线是α粒子轰击源封装材料引起原子核库伦激发或γ射线照射周边环境引起核激发产生。进行效率刻度后,使用γ能谱法计算各放射性核素的活度,并根据放射性平衡计算各放射性核素的质量。通过对~(238)Pu源γ能谱的分析,建立计算放射性同位素活度与质量的方法。     

快中子伴随α粒子成像技术在包裹爆炸物检测中的应用

快中子伴随α粒子成像技术（API）用于爆炸物检测,可有效探测隐藏爆炸物,基于该方法设计了包裹爆炸物检测中子装置,模拟计算硅酸钇镥（LYSO）γ射线探测器的探测效率和能量响应,并与实验进行对比,符合较好。分别采用快中子非弹性散射直接测量方法和API方法对石墨样品进行对比检测实验,结果表明,API方法可有效抑制快中子与周围环境产生的强γ干扰信号;通过对石墨、水、三聚氰胺等进行实验测量,获得C、N、O元素的相对纯净谱。同时将洗衣粉、奶粉等干扰物与TNT、硝铵样品一起放置进行测试,得到多种样品在不同条件下的高信噪比谱数据,可为爆炸物的准确鉴别提供参考。     

乙醛肟还原钚的动力学及其在Purex流程铀钚分离中的应用

采用分光光度法研究乙醛肟浓度、酸度、NO^-₃浓度、Fe(Ⅲ)浓度和温度等对乙醛肟还原Pu(Ⅳ)反应的影响，得到了反应速率方程和相应的物化参数。实验表明：提高乙醛肟浓度和温度、降低酸度皆有利于加快乙醛肟与Pu(Ⅳ)反应的速率，而NO^-₃浓度和Fe(Ⅲ)浓度却对反应的速率影响不大；25℃时，该反应的速率常数为（39.51±0.05）(mol/L)^1.1·min^-1，反应活化能E_a=（88.96±9.43）kJ/mol。乙醛肟反萃Pu(Ⅳ)的单级实验和模拟Purex流程1B槽的串级实验结果表明：在以乙醛肟为还原剂的8级反萃、6级补萃的串级实验中，铀的收率大于99.99%，钚的收率为99.99%，铀中去钚的分离系数达到1.05×10⁴，钚中去铀的分离系数达到2.7×10⁵。 