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。     

核安全保障非破坏性分析研究与发展（Ⅰ）

本文阐述了国外核材料安全保障非破坏性分析研究与发展的最新情况,包括技术开发的国际合作概况和部分重要研究课题的进展:(1)γ能谱法测定钚同位素丰度;(2)钚溶液的浓度测量技术;(3)混合式K-边界密度计/XRF;(4)乏燃料核查仪器;(5)分段γ吸收扫描法;(6)无源中子符合计数法测定钚含量;(7)有源中子质询法。     

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。     

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     

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。     

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.     

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.     

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。     

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。     

反应堆燃料元件~(235)U的丰度检查

一、引言利用γ射线闪烁计数器,测量~(235)U衰变放出的185.7keVγ射线的相对强度,可以测量燃料元件的~(235)U同位素丰度。这种测量可以是在线,也可以是取样测量。γ射线能谱法证明是一个有效的测量方法。它和化学、质谱法相比,它可以非破坏地测量各种含铀核材料的~(235)U同位素丰度,该方法有简单、速度快、价格便宜等特点。当需要立即得到测量结果时可用这种方法。     

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。     

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。     

用HPGe和Ge(Li)探测器测定~(238)Pu,~(239)Pu,~(240)Pu,~(241)Pu丰度和~(241)Am含量

本文介绍了用γ能谱法精确测定浅燃耗钚样品的同位素丰度和~(241)Am相对含量的方法和实验结果。在38—60 keV钚的低能γ射线和203—208 keV两个能区中获取数据。选择不同同位素能量相近的γ射线对计算同位素丰度比,并对这些γ射线对的小的能量差别进行了仔细的效率修正,~(238)Pu,~(239)Pu,~(240)Pu,~(241)Pu丰度和~(241)Am相对含量的精度分别为±4.1%,±0.04%,±0.37%。±0.45%和±0.40%。与质谱仪测得结果相比,在误差范围内相互符合。     

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。     

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…     

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能谱法测定钚同位素组成方法简介

钚是一种具有特殊意义的核材料 ,在核保障领域是被严格监测和控制的对象之一。核材料管制中 ,钚的物料衡算需要对其进行精确的分析测量。测量钚的最常用的方法是中子符合计数法和量热法 ,这两种方法都需要精确知道被测样品的同位素组成。钚同位素组成分析的经典方法是质谱法和放射化学法 ,但这两种方法均为破坏性分析方法 ,需要对被测样品进行取样分析 ,且工作周期长 ,不能满足核保障领域对样品进行现场快速分析的要求。采用γ能谱法分析钚的同位素组成 ,可对被测样品进行现场测量。该方法可对样品进行整体扫描测量 ,不需要取样分析。这样 ,…     

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。     

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。     

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.