人员出入口核材料检测装置的研制

研制了一套以塑料闪烁体作为探测器,用以检测行人携带特种核材料的检测装置。在本底为2.58×10-9C.kg-1.h-1、人的行走速度小于1.2 m/s时,对高浓铀的检测质量下限为2 g,低燃耗钚的下限为0.06 g;在本底为5.16×10-9C.kg-1.h-1、人的行走速度小于1.2 m/s时,对高浓铀的检测质量下限为3 g,低燃耗钚的下限为0.08 g。该装置误报率小于1/3 000。     

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。     

车辆核材料检测装置的研制

车辆核材料检测装置主要用于核设施的车辆出入口，用来检查由核设施开出的车辆是否非法携带铀、钚等核材料或其它放射性物质，是防止核材料的非法转移的有效工具。     

核安全与保障分段式γ扫描测量装置研究进展

分段γ扫描测量技术具有对不均匀物料进行非破坏性分析的特点,在核材料与核废物领域得到了广泛应用。根据我国核材料管理技术的要求,核保障室开发了分段式γ扫描测量装置（SGS）,该装置可用于核设施非均匀核废料中铀、钚含量的定量分析。     

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。     

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。     

分段γ扫描标样的非破坏性分析法检验

利用非破坏性分析法检验用于刻度分段γ扫描（SGS）装置的标样。采用分段γ扫描技术测量了8个装有U₃O₈的铀标样、8个装有PuO₂的钚标样。检测铀标样和钚标样装钚量的准确性以及铀标样中U₃O₈和钚标样中PuO₂与介质混合的均匀性。检测结果表明：SGS标样的装料量的准确性好于1％，标样中料样和介质混合的均匀性好于3%。     

核材料封隔与监视技术研究

为防止核材料的走私和非法转移,核材料的严格控制和管理受到普遍重视。因此,核材料尤其是铀、钚等特种核材料的长期安全储存显得更为重要。自动放射性监测系统通过测量核材料γ射线强度,能够实现实时测量,提高了核材料监测的及时性和有效性,有助于加强核材料管制。经过几年的研究,此项工作取得了一定进展。具体工作如下:1)研制了“硅二极管 CsI(Tl)组合器件”和小型探测信号放大线路,用以进行了核材料放射性监测实验研究;2)对自行研制的γ射线传感器的前放电子学等前端设备进行了优化,提高了其可靠性和稳定性;3)完成了3套大小不同的铁质模…     

管道中铀含量在线检测系统设计

针对铀化工工艺转换过程中需即时监测管道中铀含量的需求,设计了管道中铀浓度在线检测系统。采用NaI(Tl)探测器对²³⁵U发射的185.7 keV的特征γ射线进行测量,根据²³⁵U与²³⁸U的富集度比推算出总铀量。引入反符合探测技术,大大降低了环境本底带来的影响,增加了探测下限。所研制的铀在线检测系统可以实时获取铀浓度数据,并用不同浓度的标准铀溶液进行实验,得到该检测系统的测量误差小于10%,可为核临界安全与核材料闭合衡算提供可靠的数据支撑。     

有源井型中子符合测量装置研制

在核材料衡算中,有源井型中子符合测量装置(AWCC)是用于含铀核材料无损测量的主要设备之一。该装置基于核材料中的235U具有高的热中子诱发裂变截面,采用低中子能量的Am-Li中子源作裂变中子源,诱发235U裂变,利用3He计数管阵列探测235U诱发裂变产生的中子,通过与标准含铀样品的测     

γ能谱法测量分析废包壳中铀和钚含量技术研究

核电站运行产生的乏燃料,在进行水法后处理时,通过剪切、溶解、共去污、分离、纯化等工序提取其中的铀、钚及其他核素。乏燃料组件经剪切溶解后,溶解液进入后续化工工艺进行处理,燃料元件棒的包壳则保留在溶解器中,称为废包壳,其是水法后处理工艺高放废物的主要来源之一,因设施运行中核材料生产过程的衡算与控制要求,以及废物处理处置的技术需要,需分析其中的铀和钚的含量。本文建立了γ能谱法间接分析废包壳中铀钚含量的方法,采用分段扫描的方式对包壳桶进行分层测量,分析了每层废包壳中¹³⁷Cs的含量,再利用经燃耗模型计算所得的¹³⁷Cs与核材料含量的比值,间接获得了铀和钚含量。该方法充分利用了核材料裂变的物理规律,建立了典型裂变产物与铀和钚含量之间的关系,并通过分段测量分析获得基础数据后间接获得铀和钚的含量,在废包壳测量分析、乏燃料组件燃耗测量分析中均可应用,可为设施运行、核材料衡算、废物管理等提供技术支撑。     

桶装α废物分类检测装置的中子吸收校正技术研究

桶装α废物分类检测装置(Waste Drum Assay System,WDAS)在测量废物桶中铀、钚含量时受到桶中介质吸收的影响,从而影响测量精度,为核材料衡算和军控核查带来挑战.本文提出了一种用于校正中子符合计数的方法,通过建立废物桶介质对外加中子源的吸收校正因子和对样品的吸收校正因子的刻度函数关系校正废物桶含钚废...     

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…     

能量色散X射线荧光直接测定含钚工艺溶液中的铀

本工作建立了一种测定含钚工艺溶液中小量铀的X射线荧光分析法,综合应用了选择激发、选择吸收和散射内标等方法,使用钼靶管X射线源和Si(Li)探测装置,只需测出试样的UL_σ和MoK_σ的强度比,就可准确测定其含铀量。试样中钚、铁、硝酸和裂片元素含量的变化和光源强度的波动等对测铀的影响都很小。测量时间为10分钟,含铀量在0—200mg/1范围内,方法的标准偏差为≤±3mgU/1,探测下限为8mgU/1。     

3 核材料封隔与监视技术研究

为防止核材料的走私和非法转移，核材料的严格控制和管理受到普遍重视。因此，核材料尤其是铀、钚等特种核材料的长期安全储存显得更为重要。自动放射性监测系统通过测量核材料γ射线强度，能够实现实时测量，提高了核材料监测的及时性和有效性，有助于加强核材料管制。     

强碱性阴离子交换树脂吸附DPA-Pu(Ⅳ)/U(Ⅵ)配合物研究

2,6-吡啶二羧酸(DPA,以H₂C表示)是一种可用于乏燃料后处理Purex流程高保留钚废有机相中钚洗脱的洗脱剂。为将DPA洗脱液中的钚与铀分离并回收钚,本文通过静态吸附实验研究了DPA-Pu(Ⅳ)/U(Ⅵ)配合物在强碱性阴离子交换树脂DOWEX 1上的吸附性能,考察了DPA浓度、酸度、温度以及主要辐解产物对DOWEX 1吸附钚和铀的影响。培养了DPA与U(Ⅳ)/U(Ⅵ)配合物的单晶并测定了其结构,通过配合物晶体与吸附金属离子树脂光谱的对比确定了Pu(Ⅳ)(以U(Ⅳ)模拟代替)和U(Ⅵ)吸附在树脂上的配合物形态,通过变温吸附实验获得了相应吸附反应的热力学数据。吸附实验结果表明,DOWEX 1树脂能在低酸(0.1 mol/L HNO₃)条件下同时吸附钚和铀,在高酸(8 mol/L HNO₃)条件下只吸附钚不吸附铀。根据上述实验所得结果,提出低酸吸附铀/钚、高酸柱上转型除铀、低酸解吸回收钚的方案,并进行了实验验证。结果表明,采用所提出的回收钚的方案,钚的回收率达96%,对铀的去污因子约为2.8×10³。     

强碱性阴离子交换树脂吸附DPA-Pu(Ⅳ)/U(Ⅵ)配合物研究

2,6-吡啶二羧酸（DPA,以H₂C表示）是一种可用于乏燃料后处理Purex流程高保留钚废有机相中钚洗脱的洗脱剂。为将DPA洗脱液中的钚与铀分离并回收钚,本文通过静态吸附实验研究了DPA-Pu(Ⅳ)/U(Ⅵ)配合物在强碱性阴离子交换树脂DOWEX 1上的吸附性能,考察了DPA浓度、酸度、温度以及主要辐解产物对DOWEX 1吸附钚和铀的影响。培养了DPA与U(Ⅳ)/U(Ⅵ)配合物的单晶并测定了其结构,通过配合物晶体与吸附金属离子树脂光谱的对比确定了Pu(Ⅳ)（以U(Ⅳ)模拟代替）和U(Ⅵ)吸附在树脂上的配合物形态,通过变温吸附实验获得了相应吸附反应的热力学数据。吸附实验结果表明,DOWEX 1树脂能在低酸（0.1 mol/L HNO₃）条件下同时吸附钚和铀,在高酸（8 mol/L HNO₃）条件下只吸附钚不吸附铀。根据上述实验所得结果,提出低酸吸附铀/钚、高酸柱上转型除铀、低酸解吸回收钚的方案,并进行了实验验证。结果表明,采用所提出的回收钚的方案,钚的回收率达96%,对铀的去污因子约为2.8×10³。     

MGA-U软件的使用

MGA 是用于分析使用平面型HPGe探测器谱仪获取的铀、钚样品 g 射线能谱,测定铀、钚同位素丰度的专用软件,包括MGA和MGA-U两部分。前者用于钚同位素丰度的分析,后者用于铀同位素丰度的分析。 MGA-U软件分析使用高分辨率(对57Co的122 keV g 射线峰的半宽度≤550 eV)平面型HPGe探     

世界易裂变材料库存仍在增长

【美国《原子科学家》2004年11/12月刊报道】核武器的关键成分——易裂变材料的库存量仍然很大。截至到2003年年底,在约60国家中仍存有总计超过3700t的钚和高浓铀(铀-235富集度达到20%或更高),足以造出几十万件核武器。尽管其中一些易裂变材料已被处置,但由于新生产出的材料数量更多,因此核材料总量仍在逐年增长。这的确令人感到不安,不仅仅是因为目前尚未找到一种可接受的钚处置方法,而且从保安角度讲,这些钚和高浓铀到底能有多安全呢?鉴于印度、巴基斯坦和以色列的军用核材料库存仍在持续增长,因此有必要在国际上禁止生产可用于核武器的易…