用于~(16)C核集团结构实验研究的望远镜探测器阵列性能研究

对16C核集团结构实验研究中使用的望远镜探测器阵列的性能进行了研究,此望远镜阵列主要用于靶后反应产物的探测及粒子鉴别。探测器阵列由9组望远镜组成,其中包括了硅微条、位置灵敏硅探测器(PSD)、大面积硅探测器(SSD)和CsI探测器单元在内的多种类型的探测器。用241Amα源对组成望远镜的各探测器进行了测试和优化,且在中国科学院近代物理研究所的重离子加速器放射性次级束流线(RIBLL)上进行了在束测试。结果表明,研制的望远镜探测器阵列具有较好的能量分辨、高的角分辨及粒子鉴别能力,可满足通过碎裂反应来研究16C等原子核的集团结构的需要。     

~(12)C与~(209)Bi反应中Au同位素的产额与Q_(gg)的关系

用47MeV/u12C离子轰击天然铋靶,通过炮弹和靶核之间的核子转移反应产生Au同位素。使用放射化学方法从大量Bi和复杂反应产物中分离、纯化Au,并制备Au的γ射线测量源。使用HPGe探测器测量放射性Au同位素的γ活性。根据照射结束时Au同位素的活度和其他相关数据,确定每个Au同位素的产生截面。分析发现,缺中子Au同位素的产生截面与Qgg值之间不遵从指数依赖关系,这可用重离子碰撞中的次级过程加以解释。     

高定向热解石墨对铯的吸附行为研究

为处理核反应堆中的放射性废物¹³⁷Cs,采用高定向热解石墨对铯的吸附行为进行了研究。利用双室法进行石墨吸铯的实验结果显示,高定向热解石墨在600℃下具有最佳的吸铯性能,吸铯后最大的质量增加比可达130%。     

低温精馏分离稳定同位素13C的模拟优化研究

研究建立了1座采用一氧化碳低温精馏分离稳定同位素¹³C的试验装置,精馏塔填料层高17.5m,其中,精馏段15m,提馏段2.5m,塔内径为45mm。首先利用试验结果对计算机模拟手段进行验证,在此基础上,采用计算机模拟代替试验,进行试验装置操作条件的优化设计。综合分析了塔压、进料量、回流比、出料量、再沸器功率等对产品的影响,通过计算机模拟结合均匀试验设计的数字试验方法,实现了试验装置的优化设计。结果表明,在再沸器功率为250W、塔压为54kPa、回流比为84时,可达到已建试验装置的最优化操作。本研究所采用的计算机模拟结合试验设计手段可应用到¹³C的产业化设计以及推广至传统精馏过程的优化设计中。     

反应堆退役废物中^3H,^14C,^36Cl,^63Ni和^55Fe的液闪计数测定

用液闪计数法测定了国内某退役反应堆堆芯石墨中的＾３Ｈ、＾１４Ｃ、＾３６Ｃｌ，及不锈钢，碳钢锈垢和水池底泥中＾３Ｈ、＾６３Ｎｉ、＾５５Ｆｅ并对上述固体介质样品的制样与测量问题进行了讨论。     

惰性气体核素127Xe制备实验研究

在军控核查研究气体在环境中的沉积、扩散等的项目中，为寻找1种气体核素示踪方法，本工作对放射性气体核素¹²⁷Xe的制备方法进行研究。在反应堆中对盛装在玻璃管中的普通氙辐照96h，经一定时间冷却后，将辐照产物吸附到处于液氮温度下的特制源盒中，20min后，待Xe气体在源盒中达到均匀分布再进行γ能谱测量，以获得¹²⁷Xe的准确活度值。实验结果证实，应用上述方法制备放射性气体示踪核素¹²⁷Xe是可行的。     

核爆产物140Ba在大气中传输的理论分析

文章阐述核爆产物¹⁴⁰Ba在大气中传输的分析方法。从伊藤随机微分方程出发，得出解马尔可夫过程的福克 普朗克方程，证明了欧拉对流扩散方程和拉格朗日随机蒙特卡罗方法具有等价性。研究了放射性核素在大气中传输时湍流的参数化处理，包括沿水平方向和垂直方向的扩散系数、摩擦速度及Monin-Obukhof长度等。分析了²³⁹Pu裂变时各种核素衰变到¹⁴⁰Ba的衰变链及裂变产额。通过解衰变链方程，定出1ktTNT当量钚弹爆炸时产生的¹⁴⁰Ba放射性活度的时间分布源。在考虑了一个具体的地形分布和气象数据影响的情况下，计算给出了¹⁴⁰Ba在大气中放射性活度体密度随空间和时间变化的等值线图。     

HPGe测量气体裂变产物中微量77Kr的可行性分析

针对气体裂变产物中微量⁷⁷Kr的测量问题,利用MCNP模拟计算了气体裂变产物对⁷⁷Kr的影响。结果表明,HPGe不可能直接测量气体样品中的⁷⁷Kr,但可通过测量其子体⁷⁷Br来推算⁷⁷Kr。     

国产Am-Be中子源能量低于1.5MeV中子所占份额的实验测定

本工作提出了测定Am Be中子源发射的能量低于1.5MeV中子所占份额的1种实用实验方法。用4.438MeVγ射线伴随的飞行时间法测量了中子源的局部中子谱（n₁群中子）。通过已准确测量的中子源发射4.438MeVγ射线与中子强度的比值(R=R_γ/S_n)和n₁群中子谱与测量的能量为1.5MeV以上中子总谱在3.2MeV能量处归一后的面积比值,求得国产Am-Be中子源能量低于1.5MeV中子的所占份额为(19.1±1.9)%。     

通排风系统中239PuO2气溶胶微粒的流动特性

运用计算流体动力学(CFD)方法模拟研究了事故状态下有人员工作时,²³⁹PuO₂微粒在不同工况下的流动特性及其粒子轨迹。结果表明：工作间关门,有利于放射性气溶胶微粒及时从排风口排出。研究结果对工作人员在事故条件下规避放射性气溶胶的危害提供了重要的参考。     

AMS-14C样品制备系统的研制及其性能研究

为了开展加速器质谱仪（accelerator mass spectrometry, AMS）在¹⁴C测量方面的研究,研制了可采用锌法、氢法、氢化钛法制备¹⁴C样品的装置,该制样系统以石英玻璃为主要结构材料,分为以下三个单元：系统真空维护单元、CO₂纯化单元和CO₂还原单元。为验证此装置的可靠性,进行了系列 ¹⁴C样品的制备实验,得到的石墨产率基本达到80%,同时对商业碳粉、树木的含碳量与实验过程中测量区域对应的CO₂量进行了线性拟合,结果呈现明显的线性关系。对一批标准样品和本底样品进行AMS测试,结果显示每个样品¹²C^-的引出束流均大于20 μA,系列空白样品的测量结果表明,¹⁴C/¹²C丰度比平均值为1.061×10^-15,样品制备系统稳定且在制样过程中引入的碳污染较小,符合制样要求,现代木头样品的AMS绝对测量值为（9.13±0.05)×10^-13,与预期值~9.0×10^-13相符合。上述结果表明,该系统结构紧凑,能避免相互污染,高效且便于操作,满足AMS对¹⁴C样品的测试要求。     

基于小型单极加速器质谱测量~(14)C的样品制备技术研究

为满足新研发的200kV单极静电加速器质谱仪测量14 C的需要,开展了14 C样品制备技术研究。在自主设计的14C制样装置上优化了H2-Fe法、Zn-Fe法、Zn-H-Fe法制备石墨样品的实验条件,制备的样品经离子源引出12C-的束流均可达15~40μA,稳定性好于0.2%。在加速器质谱仪的调试中发现压低制备样品12CH+13C和12C的粒子个数比更有利于实现14 C-SE-AMS小型化及高灵敏测量。~(14)C-SE-AMS的测试样品中碳含量小于1mg时,采用Zn-Fe法有利于压低~(12)CH+~(13)C和~(12)C的粒子个数比;样品碳含量为1~5mg时,采用Zn-Fe法和Zn-H-Fe法效果相当。建立的制样方法对含碳量为100μg~5mg的样品,其产率均能达到95%以上,且空白样品测试结果表明此系统能有效避免样品制备中的交叉污染。     

HTR-10辐照后石墨球~(14)C含量研究

高温气冷堆中球形燃料元件与不含燃料的石墨球在14 C产生机制上基本相同,为获得10MW高温气冷堆(HTR-10)中燃料元件及石墨球中14 C的含量,研究了14 C在石墨球中的产生机理。总结了石墨球及燃料元件中14 C的产生途径,计算经过堆芯辐照后的石墨球中14 C总量,比较现有石墨球的解体技术,提出了分解石墨球制取14 C样品的实验测量方法。本文工作为进一步的实验研究工作奠定基础并提供理论计算结果比对。     

节能型空气中14C取样装置的研制

研制了空气中^14C的取样装置,基本原理是：对取样气体催化氧化、碱溶液吸收制成凝胶样品、液闪测量。催化氧化床采用了新型材料,可使使用温度降到300℃。对样品的化学处理、取样效率、催化氧化效率等作了测量。该装置对CO2的捕集效率为95％。利用该装置对环境中的^14C进行取样测量,其结果在非核环境中MC的浓度为0．13Bq／m^3,在加速器环境中^14C的浓度为2—3Bq／m^3。     

Recovery of 14C from Graphite Moderator of Gas-Cooled Reactor (GCR)

The chemical exchange method of carbon isotopes between CO₂ and carbamate was applied to the recovery of ¹⁴C from 1,6001 graphite moderator of a gas-cooled reactor (GCR), Tokai-1, and the dimensions of ¹⁴C-enrichment process were evaluated numerically. Applicability of two processes with different operation modes, continuous process and batch process, was discussed under the conditions that the concentration of ¹⁴CO₂ in the stripped flow corresponding to 99% of feed CO² is less than the environmental standard.

For the continuous process using 2mol/l diethylamine (DEA)-octane solution as a working fluid at—20°C and 0.2 MPa, the column dimensions were evaluated as 3.2 m in diameter and 5.7 m in height in the case of operating period of 20 yr. For the batch process using 4 mol/l DEA-octane solution, the column dimensions were comparable to those of continuous process, when the process was operated at the rate of 4 batch/month under the conditions of—20°C and 0.3 MPa. From these results, it is concluded that the CO2/carbamate exchange method is applicable to the recovery of ¹⁴C from irradiated graphite. However, the batch process has serious disadvantages, such as large energy consumption to maintain the top reservoir at low temperature and the generation of a large quantity of secondary wastes. At the present stage, the continuous process should be selected for the practical process design.     

14C同位素研究进展

¹⁴C是一种重要的放射性示踪剂,能够揭示物质的分布、代谢机制及迁移路径,广泛应用于生物医药、农业、地质和环境等领域。近年来¹⁴C标记化合物的需求不断增长,其应用研究领域不断拓展。本文总结了¹⁴C同位素的来源、制备和分离纯化方法,¹⁴C标记化合物的制备和结构鉴定方法,以及¹⁴C标记化合物在相关研究领域的应用情况,着重探讨了¹⁴C同位素分离纯化技术的发展现状和趋势,希望在解决¹⁴C排放污染的同时,实现¹⁴C的资源化利用,并促进¹⁴C应用研究的进一步发展。     

加速器质谱14C微量样品制备研究

虽然Zn/Fe火焰封管法能获得常规量样品（约1 mgC）的低本底高精密度的（¹⁴C）数据,但微量样品（<1 mgC）的制备主要基于H₂/Fe在线催化还原法,Zn/Fe火焰封管法却鲜有研究报道。本文基于Zn/Fe火焰封管法对现代碳标准样品OXⅡ和本底样品IHEG-Coal进行微量样品0.04～1.0 mgC制备,探讨该方法中样品量对石墨束流性能的影响,估算全实验流程中所引入的现代碳和死碳污染量,并对石墨制备真空系统的微量样品制备能力进行评估。结果表明：加速器质谱测试过程中的束流强度表现与样品质量存在明显正相关关系。全实验流程中引入的外源性现代碳污染量为1.0～3.0 μgC,外源性死碳污染量为0.5～3.0 μgC。¹⁴C测试精密度与准确度严重依赖于样品量,当样品量>0.5 mgC时,现代碳标准样品OXⅡ的现代碳比值F_m为1.342 7±0.003 9,本底样品IHEG Coal的测试年龄为（46 192±301） a,显示其测试的精密度与准确度较可靠。     

空气中~(14)C取样器

本文介绍了空气中14 C取样器的结构、性能 ,及取样器在中辐院使用运行一年的取样监测情况。该仪器可以在高达 6～ 8L/min的空气流量下工作 ,对空气中 CO2 的收集效率≥ 98%。对于 1 0 0 min计数时间 ,空气中14 C的探测下限为 0 .0 36Bq/m3     

HTR-PM中~(14)C产生与释放行为研究

~(14)C具有较长的半衰期,可与稳定同位素一起进入生物圈,从而在核电站的环境影响评价中受到关注.本文基于HTR-PM给出了产生~(14)C的各反应模型,并代以HTR-PM参数,对HTR-PM中~(14)C的年产生量和气态释放量作出估算.最后,将计算结果与CANDU堆型进行了比较.     

CaCO3粉末悬浮法测定空气中14C的准确度影响因素讨论

CaCO3固体粉末悬浮法是利用低本底液闪谱仪测定空气中^14C的一种快速实用的方法，但该方法容易引入误差的方面较多.本文结合实际工作，在对空气中^14C进行常规监测的基础上，着重讨论了用该方法测定空气中^14C准确度的影响因素。