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)     

一种钚同位素分析方法及实现

同位素丰度及其分离时间是钚材料的两个重要属性,目前常用的分析软件是由美国采用固定能量法开发的PIC/Fram狮和MGA.本文提出一种基于非固定能量法测量分析钚材料同位素丰度及其分离时间的新方法,并据此自主开发了7谱分析软件,其原理是通过分析钚材料γ能谱中钚同位素及镅-241的特征γ射线,利用相对效率和加权平均的处理方法,得到钚材料中放射性核素的相对活度,在此基础上计算出钚材料的同位素丰度及其分离时间,并对该方法进行验证.     

利用HPGe铀能谱88~100 keV能区确定铀富集度方法研究

利用铀材料γ能谱88～100 keV能区中γ、X射线重峰分解确定同位素丰度的方法,是铀同位素分析商用软件MGAU、MGA++等的核心技术。本文建立了γ、X射线峰形模型,提出了效率拟合因子修正效率的方法,并自行编写了铀富集度分析程序。用HPGe γ谱仪对两种化学形态、铀富集度范围为1.80%～90.1%的铀样品进行了测量,以验证自编程序的可行性。利用本文所编写的程序分析实验能谱,得到的芯块样品分析结果与标称值的相对偏差小于2%,粉末样品分析结果与标称值的相对偏差小于1%。     

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%。     

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.     

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。     

γ能谱法测定钚同位素丰度

介绍了用γ能谱法无损测定钚同位素丰度的基本原理，使用１２０—４２０ｋｅＶ能区γ射线谱分析计算钚同位素丰度的方法及目前在实验室对１００ｍｇ钚样品测定钚同位素丰度所能达到的精度。描述了１台用于测定钚同位素组成的低能小平面锗γ谱仪系统，该装置及测量方法已用于核设施所产生物料的现场测试。     

多接收电感耦合等离子体质谱法精密测量铀基体中痕量钚同位素比值方法研究

准确测定经核燃料后处理得到的铀产品中的钚同位素比值，可大致判断铀的来源，这对防止核扩散、铀产品的质量控制具有重要意义。但核燃料后处理铀产品中钚的量非常低（小于1ng／g），精密测量其中痕量钚的同位素丰度比具有较大技术难度。     

核安全与保障——利用铀的Kα1 X和低能γ射线能谱测定^235U丰度的实验研究

近年来，在IAEA（国际原子能机构）的倡导和支持下，国际上开展了低能区γ／X射线测定核材料中铀、钚含量和同位素组成的研究，它综合了现有NDA（非破坏性分析）技术，能获得精确可靠的结果。此方面的研究工作目前还在进行中，特别是现场应用和软件开发。本工作小组对这项工作进行了广泛调研，并开展了初步实验研究。本工作使用一宽能HPGe探测器，对5个不同丰度的低浓铀（LEU）样品进行测量，样品^235U丰度在0．3％～4．5％之间。     

HPXe电离室和LaCl3(Ce)探测器在核材料鉴别中的应用

在核材料鉴别中，鉴于铀、钚材料中同位素种类多，发射的多条γ射线能量比较集中（主要都在0．1～2MeV之间）且分支比都比较小，生成的γ能谱复杂等特点，对于测量铀、钚材料的γ探测器要求具有高的能量分辨本领和探测灵敏度。常用于该种测量的是NaI闪烁探测器和HPGe探测器，而新的高压氙（HPxe）电离室探测器和LaCl3（Ce）探测器为核材料的鉴别提供了一种新的有效检测手段。     

铀基体中痕量钚的分离

为了从铀基体中分离痕量钚,采用由TBP 色层柱和7402季铵盐色层柱组成的萃取色层法及低本底α谱仪对模拟铀样品中铀钚分离方法进行了研究,并确定了分离流程的条件;对影响流程分离效果的主要因素,如料液和洗涤液酸度、流速、解吸液浓度等进行了研究,确定了最佳分离流程.当料液中铀和钚分别为0.1 g和6 ng时, 对铀的去污因子大于107,钚的收率大于95%,满足了质谱法测量铀基体中杂质钚同位素丰度比值的要求.使用该流程对后处理铀产品进行了铀钚分离及质谱测量.     

相对效率法同位素丰度分析的研究

介绍了应用高纯锗探测器测量γ谱分析同位素丰度的一种方法。该方法采用了探测器和相对效率的概念,在不对探测器进行刻度的情况下,通过测量样品中某一个核素的多条γ射线,建立在这些γ射线的能量范围内探测器的相对效率曲线,分析样品中其他核素的相对活度。实验测量了钚的γ谱,利用^239Pu的多条γ射线计算相对效率并分析其他钚同位素的丰度和镅钚比。     

分段γ扫描装置数据获取与处理软件系统的研制

报道了分段γ扫描装置（ＳＧＳ）的数据获取与处理软件系统的研制成果，该系统用于测量特种核材料的中低密度物质的铀和钚含量。分析了系统的组成结构，重点讨论数据获取及数据处理中的自动控制、数据获取、γ能谱分析、样品γ射线自吸收校正、铀钚含量计算软件以及用户界面软件的实现方法和程序设计。     

用活化分析法测定元素的同位素丰度

用活化分析法测定元素同位素丰度的工作最早见于五十年代,迄今为止有关文献已报告了21种同位素的丰度和丰度比的测定方法。早期工作仅限于用反应堆照射样品,测量活化产物的β和γ射线,主要用于分析陨石和地质样品中某些元素同位素丰度的差异,以及分析铀的同位素成份和测定岩石的绝对年龄。从七十年代起,一些研究单位使用质子束、氘束、光子束等手段照射样品,不仅测量活化产物的各种射线,还测量核反应过程中发射的瞬发粒子,主要分析氧、氮、碳、锂、钙等轻核元素。其中一些方法在实际应用中,尤其是在稳定性同位素示踪技术的应用中发挥了一定的作用。     

工业钚滞留量测量技术研究

正通过工业钚同位素信息、滞留量分布与沉积设备的调研,获得了不同燃耗产生的工业钚同位素丰度,对不同设备中沉积的工业钚滞留量测量方法进行了可行性研究与分析。可用于工业钚滞留量测量的非破坏性测量方法有两种,分别为γ能谱测量与中子测量方法。     

光谱法直接测定^235U

一、前言光谱分析铀同位素的优点是设备简单,操作方便,比常用的质谱分析经济、快速、无记忆效应,直至目前,在核燃料循环中仍用于测定同位素的丰度。考虑到回收料U_3O_8仅需一般中等精度分析其丰度,故开展了铀同位素光谱分析试验。采用ИСП-51型光谱仪,加工了相板记录和光电记录两用暗合,用通常的玻璃感光板     

氧化钚属性测量技术研究

利用高分辨高纯锗γ谱仪,在铅屏蔽室内,对100 g回收氧化钚粉末样品和8 g纯氧化钚粉末样品分别进行了长时间测量,在自然环境,对200 g回收氧化钚粉末样品进行了现场探测.在三个样品的能谱中均观察到871 keV特征γ射线,除此之外,没有观察到其它与氧的存在相关的特征射线.同过去所测的金属钚谱相比较,在金属钚谱中未曾发现871 keV特征γ射线.因此,就核查区分封闭容器罐中的钚材料是金属钚还是化合钚而言,可以用871 keV来旁证"金属钚的不存在".对200 g氧化钚样品的现场探测表明,871 keV能峰是明显存在的,而且自编的丰度和年龄分析软件能从10 min测量能谱中识别出871 keV能峰.如果将属性测量系统的分析软件和控制部分进行适当改进,该系统就具备通过监测871 keV能峰确定氧化钚属性的能力.     

核燃料的一个重要来源——武器级核材料

【澳大利亚铀信息中心网站2005年10月报道】超出美国和俄罗斯军事需求的过剩武器级铀和钚正在被变得可用于制成民用核燃料;在武器级铀中,铀-235的丰度超过90%;在武器级钚中,钚-239的丰度超过93%;目前,通过拆解核武器而获得的高浓铀数量每年可替代相当于约1万tU3O8的铀矿产量,满足了世界约15%的反应堆需求。在30多年时间里,人们一直担心原本用于商业核反应堆的铀可能被转用于制造核武器,但现在,注意力却集中在了军用核材料在作为商业核反应堆燃料重要来源方面的作用。目前,超出美国和俄罗斯军事需求的过剩核材料正在被转化为供商业核反应堆…     

密封容器中钚材料同位素丰度和年龄的测量

根据相对效率法的原理,利用PC/FRAM分析软件,开展了用高分辨γ谱仪测量密封容器中钚材料的同位素丰度和年龄的实验研究.研究结果表明,同位素丰度和年龄的分析精度随能谱测量精度的提高而提高,如果能谱的测量精度不够,通过PC/FRAM分析得出的钚材料的同位素丰度和年龄有偏低的可能.因此,在能谱测量过程中,建议通过监测某个特征峰的峰面积计数来判定239Pu丰度和年龄的测量精度是否已满足测量要求.     

铀及其他金属离子对痕量钚同位素比质谱测量的影响

环境中大部分的钚来自于核武器爆炸试验、核设施事故和后处理活动，其同位素组成与其来源密切相关。准确测量环境样品中钚的同位素比值及其含量水平，是评估环境中钚对人体可能产生的危害、了解核设施的活动历史、为核保障提供依据的重要工作。由于环境样品中铀钚比约为10^6-7：1，对于痕量钚的分析，铀对钚同位素测量的影响不容忽视；