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。     

第二代核电站燃料元件~(235)U丰度无损检查仪

介绍了第二代核电站燃料元件~(235)U丰度无损检查仪的工作原理、结构及指标。该仪器和第一代丰度仪一样,也是采用无源γ射线测量技术,但电子学测量仪器和物理方法有较大改进,它使用了低本底带孔NaI晶体探头,八通道多道能谱分析系统。与第一代丰度仪相比较,在相同技术指标下,被检测的元件长度从2.5m增加到4m,检查速度从75mm/min增加到250mm/min,并能区别丰度相对偏差±10％的单个混料芯块。当检查速度为250mm/min时,漏检率小于0.5％,并能报出元件棒的~(235)U同位素丰度值。仪器结构紧凑,操作方便,自动化程度高。     

第二代核电站燃料元件~(235)U丰度无损检查仪

介绍了第二代核电站燃料元件~(235)U丰度无损检查仪的工作原理、结构及指标。该仪器和第一代丰度仪一样,也是采用无源γ射线测量技术,但电子学测量仪器和物理方法有较大改进,它使用了低本底带孔NaI晶体探头,八通道多道能谱分析系统。与第一代丰度仪相比较,在相同技术指标下,被检测的元件长度从2.5m增加到4m,检查速度从75mm/min增加到250mm/min,并能区别丰度相对偏差±10％的单个混料芯块。当检查速度为250mm/min时,漏检率小于0.5％,并能报出元件棒的~(235)U同位素丰度值。仪器结构紧凑,操作方便,自动化程度高。     

用中子活化分析法测定~(238)U/~(235)U同位素丰度比

本文论述了用中子活化分析法测定含微量铀的样品中~(238)U/~(235)U同位素丰度比的原理及方法。样品在反应堆中接受短时间照射后,用Ge(Li)探头或高纯锗探头-多道能谱分析仪-计算机系统测量射线的能谱.可以分辨出~(238)U和~(235)U的许多监测峰。利用这两种监测峰计数之比与这两种同位素丰度比成正比的关系,分析铀的同位素丰度比,在~(235)U丰度为0.6％-18％范围时精密度为1％-2％,在贫化铀和18％-60％丰度~(235)U时,精密度为2％-3％。     

研究动态

中国原子能科学研究院放射化学所同位素分离组在离子交换色谱法分离铀同位素的基础研究方面最近取得突破性进展。该研究组采用的一个分离体系,是使原料铀溶液在2.5h内通过约1m长的色层柱,在后沿界面上得到了丰度R=[~(235)U]/[~(238)U]=0.008180的浓缩样品,比料液(天然铀)丰度0.007280提高12％以上。日本在离子交换色谱法分离铀同位素这一     

核电站燃料元件~(235)U丰度无损检查仪

介绍了燃料元件UO_2芯块中~(235)U丰度混料的无损检查仪(以下简称丰度仪)的研制和使 用情况。该丰度仪采用无源γ射线测量技术,使用带孔碘化钠晶体和四通道多路分析器,提高了检测效率,用平均值比较法处理数据降低了误检率。仪器结构简单,操作方便,为我国燃料元件生产提供了一种新的检测手段,已成功地用于秦山电站燃料元件生产检验。     

计算机在~(235)U丰度无损检查仪中的应用

在第二代核电站燃料元件~(235)U丰度无损检查仪中,用微机多道代替了硬件多道,由能谱分析板和计算机多道仿真软件(PHA软件)组成能谱测量系统;用八通道多定标测量板和多路定标软件(MCS软件)组成多路定标系统。为了提高测量精度和检查速度,采用了计算机数字卡阈、能阈的自动跟踪和自动校正及双峰双窗技术。用计算机实现了自动上下料和自动分检,因此提高了丰度仪的自动化程度。在第二代丰度仪中由于大大加强了计算机技术的应用,才有可能使无源γ射线能谱法在线检查元件丰度的方法充分发挥了它的潜力。     

核电站燃料元件~(235)U丰度无损检查仪

介绍了燃料元件UO_2芯块中~(235)U丰度混料的无损检查仪(以下简称丰度仪)的研制和使用情况。该丰度仪采用无源γ射线测量技术,使用带孔碘化钠晶体和四通道多路分析器,提高了检测效率,用平均值比较法处理数据降低了误检率。仪器结构简单,操作方便,为我国燃料元件生产提供了一种新的检测手段,已成功地用于秦山核电站燃料元件生产检验。     

新型无源法核燃料棒~(235)U富集度检测系统研制

介绍了新型无源法核燃料棒~(235)U富集度检测系统的研制,该系统采用4通道多探测器设计,能在核燃料棒匀速通过检测体时有效探测核燃料芯块中~(235)U核素自发衰变产生的γ射线,实时生成~(235)U富集度分布图谱,进而判断各通道核燃料棒质量是否合格并实现好坏料自动分选。该系统经实验验证在单通道检测速度为1 m/min时,能够准确测量核燃料棒~(235)U富集度值并判断棒中是否混有异常芯块。该系统已应用于核燃料元件生产线上。     

ISOCS在铀同位素丰度比测量中的应用

本文介绍了应用就地计数系统(ISOCS)测量235U和238U丰度比的方法。该方法使用基于蒙特卡罗原理的无源效率刻度软件对235U和238U子体234mPa进行效率刻度,采用平衡铀测定方法计算出235U和238U的原子比。使用该方法对某一铀样品进行了分析,其测量结果与质谱法测量结果的相对偏差为2.2%。     

一种用~(235)U作单内标的同位素稀释质谱法

建立了一种用~(233)U作单内标的同位素稀释质谱法。它可准确测定铀样品中的丰度比,这是一种基于重量法的绝对测量方法。~(233)U和被测铀样品按不同重量比被混合,然后,同时测量混合样中R_(58)(~(235)U/~(238)U)和R_(38)(~(233)U/~(238)U),而R_(38)可被看作是内参照标准。藉助迭代运算,R_(58)逐步逼近它的真值。使用该法,R_(58)的测量总不确定度可达到0.15%。并且,这个方法具有显著的优点,例如:测量的外精度可好于0.02％。     

同位素稀释质谱法测定高放废液中的铀

用双同位素稀释质谱法测定高放废液中的微量铀,采用TBP/Kel-F粉反相分配色层法分离铀,双稀释剂分别为浓缩~(235)U及~(238)U,铀同位素丰度比的质谱测定相对标准误差优于0.1%,化学处理及质谱测定全流程铀的空白值为3×10~(-9)g,方法检测限对于铀为1×10~(-9)g,高放废液中微量铀测定结果不确定度为±2%。     

多接收电感耦合等离子体质谱法对铀同位素丰度的测定

为了对环境监测提供有效、可靠的手段,在多接收电感耦合等离子体质谱(MC-ICP-MS)上建立了铀同位素丰度的分析方法。对影响仪器灵敏度的因素进行了初步探索,对标准物质GBW 04227和3个同位素丰度不同的样品中铀的各种同位素组分比值进行了测量,评价了测定结果的不确定度。结果表明,对丰度为3%、质量分数为2×10-7的235U溶液,R(235U/238U)丰度比的相对实验标准偏差优于0.02%,R(236U/238U)丰度比的相对实验标准偏差优于0.2%。     

~(235)U/~(231)Pa质谱法测铀年龄

建立了同位素稀释-多接收电感耦合等离子体质谱法测~(235)U/~(231)Pa原子比得到高浓铀年龄的方法。经过两次TTA萃取-反萃后从母体237 Np中分离得到233Pa稀释剂,Pa中去Np的去污因子均在200以上。在用标准物质CRM U900对233Pa稀释剂的浓度进行标定后,分别以233 U、233 Pa作为~(235)U、231 Pa的稀释剂,质谱测得~(235)U/~(231)Pa原子比计算高浓铀年龄,采用该法对标准物质CRM U850进行年龄测量,其结果与参考值的相对偏差为1.97%。该法可用于核法证与核保障监督中的高浓铀年龄测定。     

奥克洛现象——天然核反应堆

奥克洛现象是指在奥克洛铀矿床上发现的天然核链式裂变现象。奥克洛铀矿床产于非洲加蓬共和国弗朗斯维尔市附近。该矿床发现于1968年。1971年,在生产过程中,法国一科学家发现该地矿石的铀同位素比值有异常。自然界中,~(235)U和~(238)U的比值为0.7246％;而奥克洛铀矿床的矿石中,~(235)U和~(238)U的比值为0.7121％,有些地段的矿石含~(235)U更少。于     

用质谱法测定堆元件燃耗监测核素~(148)Nd的丰度和含量

用质谱法测定了堆元件燃耗监测核素~(148)Nd的丰度和含量。用测得的~(148)Nd的丰度、含量值及其他参数,计算出堆元件的燃耗值。测定的~(148)Nd的丰度和含量沿元件棒轴向分布与理论曲线相一致。测得的元件燃耗值与用重同位素比值法和放化法测得的燃耗值分别在4.0％和2.8％的误差范围内相符。     

用质谱法测定堆元件燃耗监测核素~(148)Nd的丰度和含量

用质谱法测定了堆元件燃耗监测核素~(148)Nd的丰度和含量。用测得的~(148)Nd的丰度、含量值及其他参数,计算出堆元件的燃耗值。测定的~(148)Nd的丰度和含量沿元件棒轴向分布与理论曲线相一致。测得的元件燃耗值与用重同位素比值法和放化法测得的燃耗值分别在4.0％和2.8％的误差范围内相符。     

主动法缓发中子探测金属铀的~(235)U丰度

主动法缓发中子监测U材料被认为是核查技术的有效手段之一.本文建立了特定的模型,以数值模拟D-T中子诱发相同质量、不同~(235)U丰度的金属铀裂变产生的出壳缓发中子及BF_3探测器所能产生的响应,验证了特定情形下主动法D-T中子源诱发金属铀裂变,测量其缓发中子反演~(235)U丰度的可行性.     

~(234)U/~(238)U比值在铀矿地质工作中的若干应用

自然界有实际意义的铀同位素只有三个,即铀-238、铀-235和铀-234。其相应丰度为:99.27％、0.714％和0.0055％。这三者相互的放射性比值一直被认为是恒定的。1053年恰洛夫和契尔登采夫,通过试验研究,第一次提出了天然铀同位素之间的比值(主要是指~(234)U/~(238)U=R)是变化的。自此以后,人们在这个方向上做了大量的试验测定工作和理论研究。目前,天然铀同位素比值(R)方法已广泛而成功地在许多领域中得到应用。下面我们仅介绍比值法在铀矿地质中的若干应用,供参考。     

快速测定铀样品中同位素组分的α谱法

一种对天然和富集或贫化铀样品进行α谱分析的简单方法已研制成功。该方法是非迭代法,考虑了低能尾部和衰变分支比修正问题,以便准确计算与每种铀同位素(~(234)U、~(235)U、~(236)U、~(238)U)相应谱的面积和确定样品中的同位素成分。已开发了一种称为ENURA的BASIC计算机程序,用于必要的计算,以便得到结果及其误差。用已知成分的标准溶液配制出几种不同铀含量的样品,对照这些样品进行的实验测量检查了该方法。采用测量的谱线形状从理论上建立了其他系列铀谱,以便覆盖富集的或贫化的铀所要求的范围。