高精度EDXRF多元素分析仪在考古中的应用

本文介绍了自行研制的高精度X荧光分析仪的具体设计及其在考古中的应用.此仪器采用新型电致冷Si-PIN半导体探测器和放射性同位素源,在无液氮冷却条件下能够实现对样品的现场测量.通过对考古现场(金沙遗址)的实际应用发现,仪器一次可以同时完成5种元素以上,甚至多达十余种元素的定性、定量测定,其分析结果清楚明了,分析精度可达2%～10%.     

EDXRF技术在金属矿勘查中的应用

介绍了高精度便携式X荧光分析仪在安徽泾县金属矿勘查中的应用效果。探讨了EDXRF的原理和现场勘查中基体效应、湿度效应和不平度效应等主要影响因素。高精度便携式X荧光分析仪可直接测定样品组分和目标元素含量，其检出限可达10-200mg／kg，在原位条件下分析精度可达2％-10％。实践证明，EDXRF技术是一种快速、便捷、经济、有效的野外勘查方法。     

仪器中子活化分析技术在氚靶靶膜材料分析中的应用

采用仪器中子活化分析技术（INAA）对中子发生器用氚靶的靶膜材料Ti、Y中的12种杂质元素进行了分析。对实验结果中存在的问题进行了讨论,计算了实验条件下各杂质元素的检出限,用作质控标准的国标物质测量值与推荐值的相对标准偏差（RSD）≤±10%。     

手表红宝石作为事故剂量计的研究

实验测定了手表红宝石作为辐射事故剂量计的热释光剂量特性。研究结果表明,此种“剂量计“在一定的控制条件下复现性好;退火条件要求不苛刻;各“元件”灵敏度相差很大。照射量响应10—1000R 范围内呈线性关系,测量下限可达100mR。具有光敏特性,各个“元件”的衰退特性不一样,但这可以通过控制操作、测量条件和采用相同条件下的“自身”定度等措施得到较满意的结果。可以认为,手表红宝石是一种目前人体佩戴物中方便易得的实用个人事故剂量计。     

THGEM探测器化学抛光及其工作气体优化

采用新的化学抛光方法处理THGEM膜,在不同的气体成分和比例下对THGEM膜的增益和能量分辨进行研究测量。结果表明,以Ar/C_4H_(10)为工作气体的THGEM探测器所需工作电压较低、增益高、能量分辨相对较好。在Ar/C_4H_(10)(95%/5%)的气体条件下,THGEM的增益可达7×10~3。     

Au离子注入花生种胚深度的研究

使用金属蒸汽真空孤离子源（MEVVA源）离子注入机对花生种胚进行Au离子的注入，采用卢瑟福背散射（RBS）和X射线能谱分析（EDAX）法测量Au元素在花生种子中的深度分布，并观察注入前后的样品形貌。结果表明，由于样品表面粗糙，RBS不适于测量Au元素在花生种子中的浓度分布，而EDAX的测量则显示Au元素在花生种子的最大穿透深度可达15μm。另外本文还讨论了离子注入的诱变机理。     

中子活化分析法测定古瓷参考物质

中子活化分析用于研究陶瓷中元素的组成已经有一段时间了,这种现代分析技术用于瓷器的分析和鉴定有以下几个优点:分析灵敏度高,通常可达10~(-3)—10~(-10)g/g;所需样品量少,通常只需0.1g左右;由于测量技术的自动化和采用计算机处理数据,分析的效率高,同时可以进行样品的多元素分析。在对古陶瓷研究中采用活化分析技术以后,有可能定量地测出陶瓷中的微量元素(ppm数量级),陶瓷中这样少量的一些元素往往代表着陶土或瓷土的     

精矿矿浆中子活化在线分析

在实验室条件下采用中子活化分析中的相对分析法测量了金川金属公司所提供的精矿矿浆样品中铁、硫、硅、镁、铜、钴、镍、钙8种元素的含量,其测量结果与化学分析方法所得结果相比,分析精度和准确度更好.这就为精矿矿浆的实时在线分析系统提供实验基础.     

放射性同位素XRF技术中一种与“特散比”法等效的新方法

在一定的条件下,待测元素特征X射线和康普顿散射强度比值,与待测元素特征X射线强度和带吸收滤片所测量的强度比值之间有着简单的双曲函数关系。利用这一函数关系,很容易在单道携带式放射性同位素X射线荧光分析仪上实现“特散比”法改善基体效应。用这种方法所得到的分析结果和用“特散比”法得到的分析结果,二者吻合很好,而且不需要增加任何设备,节省了测量时间和成本。已经测量了几种类型的锡矿样品和某些铜矿样品。     

基于反符合测量技术的HPGe γ谱仪系统峰康比影响因素研究

介绍了反康普顿HPGeγ谱仪系统的结构组成和井型反符合工作原理,对系统在有无反符合测量条件、源与环探测器相对距离以及源强对峰康比的影响进行了实验研究.实验结果表明,系统在反符合测量条件下,标尺相对位置为46.5cm,源强较弱的情况时,反符合测量技术对系统具有很好的抑制康普顿坪的作用,系统峰康比可达最佳值.     

HTR-10一回路放射性石墨粉尘实验系统设计及研究

在10MW高温气冷堆(HTR-10)氦净化系统中,设计并建造了用于取样收集一回路放射性石墨粉尘的实验系统。结合国外已有的研究结果,根据HTR-10氦净化系统的运行参数进行了模拟计算。计算结果表明,该实验系统能有效过滤收集到的放射性石墨粉尘。所设计的取样过滤器便于拆卸和后期测量,可实现对放射性石墨粉尘进行长期系统的研究,给出反应堆不同运行工况下一回路氦净化系统中石墨粉尘及固体裂变核素活度的信息,将为HTR-10高温气冷堆裂变产物行为研究提供大量重要的实验研究数据。     

10 cm×10 cm Bulk Micromegas探测器的研制

Bulk Micromegas探测器是一种新型微结构气体探测器。利用光蚀刻技术制作了有效面积为10 cm×10 cm的多通道Bulk Micromegas探测器。对探测器的各通道进行了电容测试,显示探测器具有较好的均匀性。在Ar+10%CO₂气体中,使用⁵⁵Fe放射源和自主研制的基于APV25前端卡的数字化电子学,对制作的有效面积为10 cm×10 cm的探测器进行了测试,其结果显示探测器性能良好,能得到清晰的二维事件分布图。该探测器目前全部工艺国产化,并能进行批量生产,成品率接近100%。     

A new electron spectrometer for depth-selective conversion electron Mössbauer spectroscopy

The construction and performance of a new electron spectrometer for depth-selective conversion electron Mössbauer spectroscopy (DSCEMS) is described, based on a design of a retarding-field analyser. The spectrometer is suited for energies up to 25 keV, for samples with diameters up to 10 mm, it has an energy resolution which can be varied between almost 0.1 and 6% and has a total transmission of 10% of 2π. Also the angle at which the electrons are detected can be varied. The temperature of the sample can be controlled between 25 and 1000 K. The spectrometer is mounted in a UHV chamber with a base pressure of 2 × 10⁻⁸ Pa. Results are shown of measurements of a thin iron layer on a stainless steel substrate, both nonenriched with ⁵⁷Fe. The results can be well described with the DSCEMS theory of Liljequist et al.     

Calculations of Effective Dose and Ambient Dose Equivalent Conversion Coefficients for High Energy Photons

The conversion coefficients from photon fluence to ambient dose equivalent, H* (10) and effective doses were calculated for photons up to 10 GeV. A Monte Carlo code EGS4 was used for these calculations and secondary particle transports were considered. The calculated ambient dose equivalents were compared to the calculated effective doses. The comparison shows that the ambient dose equivalents at 1 cm depth, H* (10) underestimate the effective doses at the energy above 5MeV. H* (10) is not suitable operational quantity since it does not provide reasonable estimation of effective dose. It is difficult to define the operational quantity which can be consistently used for photons from low energy to high energy above 10 MeV. Instead of operational quantities, the maximum effective dose in various irradiation geometries can be used for shielding design calculations.     

球床高温堆平衡态燃耗计算程序的开发

基于MCNP5和ORIGEN2耦合方法,开发了平衡态下球床高温堆的燃耗计算程序PBRE,用于堆的性能价值分析。为节省蒙特卡罗计算时间,对迭代收敛的方法进行优化,使之可在10个迭代步内收敛。使用PBRE对清华大学HTR-10进行建模计算,得到的平均卸料燃耗深度与文献报道值一致,表明PBRE程序适用于球床堆平衡态的燃耗分析。     

Fluorex reprocessing system for the thermal reactors cycle and future thermal/fast reactors (coexistence) cycle

A new reprocessing technology, FLUOREX was proposed for thermal reactors cycle and future thermal/fast reactors (coexistence) cycle. The proposed system is a hybrid system that combines fluoride volatility and solvent extraction methods. Spent fuel will be sheared and cladding material will be removed by dry oxidation/reduction method such as AIROX process. Fluorination and purification of most uranium can be easily achieved by fluoride volatility method with compact facility. About 10% residues including plutonium can be treated in well-established PUREX method, which means this facility load will be about 1/10 of the conventional PUREX facility with same capacity. Between fluorination process and PUREX process, there is a pyrohydrolysis process where the fluoride compounds from fluorination process are converted to the oxides. Pure mixture of Pu and U can be obtained by solvent extraction method without separating Pu and U, which is suitable for conventional MOX fuel fabrication. The system can recover pure U and MOX with the decontamination factor of over 10⁷ and can drastically reduce the cost and waste generation compared with the conventional one.

Semi engineering scale experiments for the fluorination, pyrohydrolysis, and dissolution of Pu containing materials were carried out. From those experimental results, key elemental processes were fundamentally proofed.     

加速器质谱法测量含铀微粒中铀同位素比的方法研究

准确测定含铀微粒同位素比在核保障中有重要的应用价值。本文采用将含铀微粒溶解并加入高纯Fe粉烘干的方法制样,采用中国原子能科学研究院的HI-13串列加速器质谱测量靶样中的同位素比。通过对CRM铀系列同位素标准样品的分析表明,该方法可测定高于10^-5的²³⁶U/²³⁸U同位素比;对于²³⁵U/²³⁸U同位素比在10^-4～10^-1范围内的含铀微粒,²³⁵U/²³⁸U同位素比相对扩展不确定度均小于10%。     

10Be/9Be标准样品的制备和加速器质谱测量

采用同位素稀释法由¹⁰Be标准参考物质SRM4325制备系列 ¹⁰Be/⁹Be标准样品,在北京HI-13串列加速器的AMS系统上对该系列标准（n(¹⁰Be)/n(⁹Be)范围为2.68×10^-11~2.38×10^-12）进行测量。测量结果显示，n(¹⁰Be)/n(⁹Be)测量值与标称值呈良好线性关系，且归一化后的测量值与标称值吻合。该系列标准可用于北京HI-13串列加速器的AMS系统对地质环境样品中¹⁰Be/⁹Be绝对比值的准确测定。     

基于微机系统的高温气冷堆工程仿真机

基于微机系统的高温气冷堆工程仿真机（HTRSIMU）由清华大学核能技术设计研究院开发完成HTRSIMU运行于Windows98或Windows2000平台上,采用多进程、多显示器结构,具有人机界面友好、结构紧凑、操作方便、易于扩展等特点。它的模型包括10MW高温气冷堆（HTR－10）的一、二回路主要部件,能够对反应堆堆芯、主回路系统和蒸汽发生器等部件做详细的物理和热工分析计算,可以模拟正常运行和各种事故工况过程,仿真结果和蒸汽发生器等部件做详细的物理和热工分析计算,可以模拟正常运行和各种事故工况过程,仿真结果与HTR－10的设计值和安全分析报告符合得很好。利用HTRSIMU系统不仅可以进行高温气冷堆的工程设计、安全分析和人员培训,而且将来可以对HTR－10主控室的操作人员进行现场支持,给实际运行和各项研究提供帮助。