SAUNA系统惰性气体氙监测数据的统计规律研究

在对CTBT放射性核素台站SAUNA系统有效监测数据进行分析的基础上,利用统计学方法对分析结果进行了初步研究,结果表明:4种惰性气体氙同位素133 Xe、131m Xe、133m Xe和135Xe的最小可探测浓度和活度浓度均呈高斯分布,且133 Xe活度浓度的高斯分布存在不同程度的右拖尾并呈指数衰减.     

CTBT隋性气体氙样品中放射性氙同位素活度测量方法

全面禁止核试验条约(CTBT)将131mXe、133Xe、133mXe和135Xe四种氙同位素作为放射性核素核查的重要监测对象,惰性气体氙采集、纯化和放射性活度测量是其中的重点和难点.介绍了HPGeγ能谱法和β-γ符合法测量惰性气体氙同位素活度的方法,用这两种方法测量加入133Xe的惰性气体样品的结果相差8%,并提出了...     

质量控制谱法校正惰性气体氙β-γ符合谱能量漂移

针对CTBT放射性核素台站惰性气体氙β -γ符合谱能量漂移问题,提出了一种基于质量控制(QC)谱的谱能量漂移校正方法,利用质量控制谱中的γ能谱和二维β -γ符合谱分别对γ探测器和β探测器的能量漂移进行校正,确定氙样品二维β -γ符合谱中四种放射性氙同位素(131mXe,133mXe,133Xe和135Xe)的符合能量区域,实现了放射性氙同位素活度浓度的准确定量分析。     

133Xe和131mXe混合气体刻度氙符合系统探测效率

作为全面禁止核试验条约(CTBT)国际监测系统(IMS)16个放射性核素实验室之一,北京放射性核素实验室对惰性气体氙-符合系统测量方法进行了研究,用于氙同位素(131mXe、133mXe、133Xe和135Xe)放射性活度测量。准确标定系统的探测效率是放射性氙活度准确测量的重点和难点。本文在剖析氙-符合系统测量原理的基础上,研究建立了采用未知活度的133Xe和131mXe混合气体进行-符合系统效率刻度的方法,对北京放射性核素实验室-符合系统测量符合能谱中部分感兴趣区的探测效率进行了刻度。     

福岛核事故期间浙江地区大气中氙的监测

浙江省辐射环境监测站在福岛核事故期间开展了浙江地区大气中放射性惰性气体氙的应急监测工作,期间共采集大气样品86个,分析了4种氙同位素.监测结果表明,从3月25日开始,大气中133 Xe 、131m Xe浓度较本底有明显的上升,3月28日达到峰值,其后逐渐下降,与相同点位采集的气溶胶样品中的131 I活度浓度变化基本一致;133m Xe 、135 Xe浓度较本底值的变化不明显.     

反宇宙射线γ谱仪系统测量氙同位素活度

放射性氙同位素是全面禁止核试验条约(CTBT)重要的监测内容。针对CTBT氙同位素样品活度低的特点,建立了一套反宇宙射线γ谱仪系统。相对于原始γ能谱,在20~2 400keV能量范围内,采用反宇宙射线屏蔽后,全谱积分本底降低了约6倍。使用反宇宙射线HPGeγ谱仪系统对氙同位素样品测量3d,~(131) Xe~m、~(133) Xe~m、~(133) Xe和~(135) Xe的最小可探测活度分别为3.2、4.3、2.8、6.1mBq,达到了全面禁止核试验条约对核素实验室核准认证的技术要求。     

放射性氙叠层闪烁探测器的设计与初步实验

放射性氙的4种同位素131 Xem、133 Xe、133 Xem和135 Xe是地下核试验最重要的示踪气体,是目前CTBTO全球监测系统监测的主要核素。本文设计并研制了一种针对低水平放射性氙测量的叠层闪烁探测器,可实现放射性氙4种同位素的β-γ符合测量,简化了探测器结构。利用MCNP5工具包模拟了两种结构的探测器,获得了β闪烁层的最佳厚度,1.5mm厚塑料闪烁体BC404几乎完全屏蔽4种氙同位素的β信号,135 Xe的910keV特征β射线仅0.8%沉积在γ闪烁层CsI(Tl)中,而对133 Xe的81keV特征γ射线吸收低于6.5%;观察到明显的氙气样品自吸收效应,氙气气压由0.1 MPa增加到0.25 MPa时,氙气对133 Xe的346keVβ射线吸收增加45.6%。基于模拟结构设计,研制了用于放射性氙测量的叠层闪烁探测器,初步实验结果表明叠层闪烁探测器能有效抑制本底计数,抑制因子约96.4±1.0。     

用内充气正比计数管准确测量~(131)Xe~m活度浓度

~(131)Xe~m、~(133)Xe~m、~(133)Xe和~(135)Xe是全面禁止核试验条约(Comprehensive Nuclear-Test-Ban Treaty,CTBT)监测地下核试验最重要的核素。氙同位素活度通常采用HPGeγ能谱法和β-γ符合法等相对方法测量,准确刻度测量系统的探测效率是氙同位素活度准确测量的关键。本文介绍了用内充气正比计数管系统通过长度补偿法准确测量~(131)Xe~m活度浓度的方法,~(131)Xe~m活度浓度测量结果为(1.75±0.01)Bq·mL~(–1),为相对测量系统的探测效率刻度提供了活度标准。     

井式HPGe探测器测量放射性氙活度方法研究

介绍了用井式HPGe探测器测量氙同位素气体活度的方法.在研制了塑料管型γ源盒和样品转移制源平台的基础上,通过测试CTBT惰性气体氙传递实验比对样品对井式HPGe探测器进行了效率标定.对于133Xe81 keVγ射线,测量24 h,系统的活度探测限达到了10.2 mBq.     

惰性气体氙β-γ符合能谱分析软件的研制

基于惰性气体氙β-γ符合测量原理,研究建立了基于相关法的符合谱解谱算法,研制了具有图形化用户界面的惰性气体氙β-γ符合能谱分析软件,实现了β-γ符合能谱的分析、能谱的图形化显示和分析结果数据库存储等功能,使北京放射性核素实验室具备了惰性气体氙β-γ符合能谱数据的分析处理能力。并与国际数据中心的β-γ符合能谱自动处理程序bg_analyze进行了比较,结果表明：两种软件的4种氙同位素活度浓度计算结果在1.2%内一致;最小可探测浓度计算结果在1.7%内一致。     

提高HPGe γ能谱法测量131Xem和133Xem探测灵敏度的方法研究

放射性氙同位素（¹³¹Xe^m、¹³³Xe^m、¹³³Xe和¹³⁵Xe）具有化学惰性、裂变产额大、易释放的特点,是监测核试验尤其是地下核试验最关键的核素之一。¹³¹Xe^m和¹³³Xe^m的γ射线发射概率小,X射线能量完全相同,致使HPGe γ能谱法测量¹³¹Xe^m和¹³³Xe^m活度的探测灵敏度低。针对这一技术难题,本文研究建立了¹³¹Xe^m和¹³³Xe^m活度测量的X/γ射线交互分析方法。利用贝叶斯方法推导了γ能谱中净峰面积概率分布,根据得到的¹³¹Xe^m和¹³³Xe^mX射线和γ射线净峰面积分布构建了活度分布的似然函数,采用最大似然法得到了¹³¹Xe^m和¹³³Xe^m活度。相对于仅用γ射线分析,提高了¹³¹Xe^m和¹³³Xe^m的探测灵敏度。     

多孔吸附介质对133 Xe的采样浓集效果研究

在我国压水堆核电厂的惰性气体排放中,¹³³Xe为关键源项。在大气及核设施气态流出物中,放射性氙同位素所占的体积比极低。因此对于放射性氙的监测,需要前端增加采样量。本文主要对空气中氙组分采样浓集技术进行研究,选取多种材料进行空气中氙吸附行为和吸附容量的测试,并对其在现场采样实验室分析中的应用效果进行了理论计算。结果表明特定粒度的竹炭和椰壳炭对氙吸附浓集效果较好,可有效降低流出物中惰性气体取样的探测限。     

微量氙低温分凝条件的优化

利用自行研制的FNQ-01型气体分凝器实验平台研究了不同条件组合对微量氙收集效率的影响,通过正交法设计优化了稀有气体氙分凝取样条件,选出最佳条件为原料气中氙的体积分数为1.046×10^-3,冷凝温度-198 ℃,原料气进气流速0.3 L/min,分凝器收集压力55 kPa,蒸发温度-50 ℃。在此条件下,Xe的平均收集效率为73％。此外,还研究了不同进气方式对氙收集效率和分凝的影响。     

我国某地区133Xe本底水平的初步调查

介绍了利用SAUNA惰性气体氙移动取样设备在我国某地区进行的惰性气体氙放射性本底调查的过程和结果,包括现场取样、样品传输和实验室分析等环节.在历时15天的本底调查中共采集分析了15个样品.研究结果表明,该地区大气中133Xe的活度浓度低于0.2 mBq/m3.     

放射性惰性气体分离与分离材料研究进展

放射性惰性气体氙(¹³³Xe)、氪(⁸⁵Kr)与氩(³⁷Ar)是重要的气体裂变产物,主要产生于核电站反应堆、地下核试验、乏燃料后处理等人类核活动中。放射性惰性气体的快速高效分离、分析与检测在核军控核查、核环境监控、核燃料循环等领域中均有重要意义。利用固体多孔吸附材料在室温环境下从复杂环境气氛中选择性地将目标放射性惰性气体高效吸附分离出来是目前最简单与高效的方法。近些年发展的金属有机框架材料、多孔有机框架材料、多孔有机聚合物等新型多孔材料在惰性气体Xe与Kr的分离上已经展现出优异的性能与良好的应用前景。本文系统性地综述了放射性惰性气体(Xe、Kr、Ar)分离与分离材料的研究进展,并对未来研究趋势进行了展望。