铀材料同位素组成的主动中子测量方法初步模拟研究

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中子测量技术在核保障中的应用

中子测量技术在核保障中的应用

中子测量技术在核保障中的应用
蒙延泰;王效忠;祝利群
【期刊名称】《核电子学与探测技术》
【年(卷),期】2008(028)004
【摘要】中子测量技术是核保障领域非破坏性分析技术中重要方法之一.利用该技术结合同位素组成信息可以对铀、钚材料进行定量测量.本文简述了该技术测量原理、测量分析方法以及一些常见用于核保障中的测量设备.
【总页数】6页(P707-711,716)
【作者】蒙延泰;王效忠;祝利群
【作者单位】中国原子能科学研究院核保障技术重点实验室,北京,102413;中国原子能科学研究院核保障技术重点实验室,北京,102413;中国原子能科学研究院核保障技术重点实验室,北京,102413
【正文语种】中文
【中图分类】TL71;TL273
【相关文献】
1.SSE在中子脉冲序列核信号实时频谱分析中的应用 [J], 唐跃林;魏彪;任勇;米德伶;冯鹏;潘英俊
2.固体核径迹探测器在中子辐射监测中的应用 [J], 李俊雯
3.用于核保障中核材料衡算的液体闪烁体中子多重性测量装置 [J], 程毅梅; 许小明; 尹洪河; 柏磊; 祝利群
4.中核集团自主研发中子吸收材料进入工程应用阶段 [J],
5.中核集团自主研发中子吸收材料进入工程应用阶段 [J],
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某铀成矿带地下水中同位素组成特征与铀矿找矿标志探讨

某铀成矿带地下水中同位素组成特征与铀矿找矿标志探讨
郝 伟 林 ,王 志 明
( 工 业 北 京 地 质 研 究 院 ,北 京 10 2 ) 核 0 0 9
[ 要 】鄂 尔 多 斯 盆 地 北 部 某 铀 成 矿 带 是 近 1 年 发 现 的 大 型 可 地 浸 砂 岩 型 铀 成 矿 带 ,诸 多 生 产 和 摘 0 研 究 部 门对 其 成 矿地 质 条 件 、成 矿 环 境 、控 矿 因素 与 成 矿远 景 进 行 了研 究 ,取 得 了 可 喜 的 找 矿 成 果 。 由 于此 类 矿 床 属 盲 矿 ,其 找矿 和矿 体 定 位 预 测 有 较 大 的难 度 。 为进 一 步 扩 大 找 矿 成 果 ,试 图通 过 同 位 素水 文 学 的 应 用 ,探 索铀 成 矿 环 境 和盲 矿 找 矿 的水 文 地 球 化 学 及 同位 素 水 文 地 球 化 学 标 志 。 [ 键 词 】 同位 素 水 文 地 质 ;锶 同 位 素 ;铀 同 位 素 关 [ 中图分 类号 】P 4 3 5 7 6 9 4 [ 献标 识码 】A [ 6 1 ;P 9 ;P 1. 文 1 文章编 号 】1 7— 6 62 0 )10 1- 5 6 2o 3 (0 70 - 0 20
Io o i o po ii n fg o s t pcc m sto o r undwa e t rand p o pe tng i c t s r s c i ndia or o a i m e a l g ni l fa ur n u m t lo e c bet
维普资讯 月
世 界 核 地 质 科 学
W o i Nuce r rd l a Ge s in e o ce c
Vo . 4. . 12 No 1 Ma .0 r 2 07
某铀成 矿带地 下水 中同位素组成特征 与铀 矿 找矿 标 志探 讨

贫铀弹问题

贫铀弹问题

贫铀弹问题
刘殿岩
【期刊名称】《中学生数理化(高二高三版)》
【年(卷),期】2006(000)006
【摘要】@@ 背景材料:rn铀是广泛存在于自然界的一种稀有元素,它由3种同位素组成,即铀238、铀235和铀234,它们分别占天然铀的99.275%、0.720%和0.005%,其中只有铀235是可裂变核素,它在中子轰击下可发生链式核裂变反应,用作原子弹的核装料和核电站反应堆的"燃料",但事先必须对铀235进行浓缩.作为原子弹的装料,铀235的浓度必须达到90%以上;作为核电站的"燃料",铀235一般也要达到3%以上.因此,需要对天然铀进行同位素分离,使铀235的浓度提高,这就是浓缩铀或称富集铀.经铀235浓缩之后剩余的天然铀就是贫化铀或称贫铀,它除少量用于氢弹的外层和快反应堆的增殖层外,其他就成为核废料.
【总页数】2页(P49-50)
【作者】刘殿岩
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】O6
【相关文献】
1.战场贫铀弹撞击气溶胶特性研究现状 [J], 沈春霞;王良厚;郑永春;肖峰
2.贫铀与贫铀弹--从巴尔干贫铀弹事件说起 [J], 王海军
3.贫铀弹击中坦克致下风方向人员健康风险 [J], 丁志斌
4.贫铀弹的危害和防护方法 [J], 罗孝如;吴国庆;
5.贫铀弹放射危害与防范对策研究——贫铀弹对人体及生态环境的危害 [J], 黄家溥;王良厚;张酉水
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3MeV中子诱发裂变测定铀同位素丰度

3MeV中子诱发裂变测定铀同位素丰度

铀 同位 素 丰度分 析是核 燃料 循环 中重要 的 分 析项 目, 目前 分析 测 量铀 同位素 丰 度 的方 法 主要 有质 谱 法 、 能 谱 法 和 中 子 活 化 法 ] ] 等, 它们 各 有 其 特 点 。本 工 作 组 曾利 用 T( , d
n 反应 产 生 的 1 V 左右 的快 中子 照射 )He 4Me
不 同丰度 的铀 样 品 , 合 出样 品 丰度 与 两 种 ]拟
核 素平 均 裂 变产 额 之 比的指 数关 系 曲线 , 据 根 此关 系 曲线对 铀样 品 的丰度进 行 了分 析 。本文 拟研 究 D( , ) He 应产 生 的能量 为 3Me dn。 反 V 左 右 的 中子 诱 发裂 变 分析 测 定铀 同位 素 丰度 ,
中图 分 类 号 : 7 . 3 O5 1 4 文献标志码 : A 文 章 编 号 : 0 06 3 ( 0 2 0 — 8 80 1 0 — 9 1 2 1 ) 70 7 —3
De e m i a i n o a i m s t pe Ab n n e t r n to f Ur n u I o o u da c b e Ne t o n c d Fis o y 3 M V u r n I du e s i n
u i g 1 e f s e t o r m d, ) e sn 4 M V a tn u r n f o T( n H .Th e u ts o h tt e r o n i e t er s l h wst a h y a e c i cd n .
Ke r s: n u r y wo d e t on;i ndu e iso c d fs i n;u a u io o b da c r ni m s t pe a un n e

热电离质谱法测定铀同位素过程中铼灯丝氧化对目标铀离子形成的影响

热电离质谱法测定铀同位素过程中铼灯丝氧化对目标铀离子形成的影响

热电离质谱法测定铀同位素过程中铼灯丝氧化对目标铀离子形成的影响汤书婷;闫峻;王晓明;曾远;朱健铭;崔建勇【摘要】采用热电离质谱法 (thermal ionization mass spectrometry, TIMS) 测定铀同位素过程中, 质量分馏效应会引起同位素比值测量值偏离真值, 一般采用外标校正法对质量分馏效应进行校正, 这要求测量过程中标准物质和样品产生一致的质量分馏行为.因此, 除考虑点样的一致性外, 测量过程中产生单一的目标离子也非常重要.本研究采用热电离质谱技术考察了铼灯丝氧化对铀同位素测定的影响.将1μg铀以硝酸盐溶液的形式点于铼样品带上, 通过监测铀及其氧化物的离子流强度, 发现铀主要存在U+和UOx+ (x=1或2) 的电离形态, 并且灯丝表面氧化程度越高, UOx+的产率越高 (UOx+/U+可达到1) .实验结果表明, 灯丝去气过程过早使灯丝暴露于大气或点样过程中, 以及使用较高的样品蒸干电流都会加剧灯丝的氧化.控制灯丝表面氧化或点样过程中加入石墨, 可有效降低UOx+的产率, 提高目标离子的电离效率.全蒸发测量结果表明, UOx+离子流强度大小对测量结果无明显影响, 但通过降低UOx+的离子流强度, 可提高测量结果的重现性, 进而提高测量过程中分馏行为的一致性.该研究可为提高铀同位素测定过程中样品的利用率提供理论依据.%The effect of surface oxidation of rhenium filament on determination uranium isotope was carried out by thermal ionization mass spectrometry (TIMS) .The method for the mass spectrometric analysis of uranium was standardized by loading UO2 (NO3) 2 sample on the vaporization filament and monitoring the intensities of the metal and theoxide peaks.The results showed that the uranium was mainly ionized to U+and UOx+ (x=1 or2) .The yield of UOx+could increase with the change of vaporizationfilament current at constant ionization filament current (ion intensity ratio of UOx+/U+could get to 1) .The extent of oxidation of rhenium filament was higher, the oxide ion intensity was greater.Different degassing conditions, such as cooling duration times before venting were compared.The most efficient measurement to inhibit the oxide layer building up was to store the beads in vacuum condition until the samples were loaded.The higher dry current also could get the filaments to be pared to the chemical state of loading samples such as UO2 Cl2 and UO2 (NO3) 2, relatively small ion intensity was observed when the measurements of inhibiting oxidation of filament were taken.It was emphasized that NO-3 had not obvious effect on the formation of oxide ions.Decreasing surface oxidation of rhenium filament or loading the sample with colloidal graphite could decrease the formation of UOx+ions and improve sample utilization during analysis employed U+.The yield of UOx+did not affect the results of determination of uranium isotopic ratio using total evaporation mode, but decreasing the formation of UOx+ions could gain a high degree of sample ionization with element ion and reproducible sample fractionation, and then improve the reproducibility of the results.At last, an accurate results could be gained by mass fractionation correction using standards.This study can provide a basis for improving sample utilization during analysis of uranium isotope.【期刊名称】《质谱学报》【年(卷),期】2018(039)005【总页数】7页(P552-558)【关键词】热电离质谱 (TIMS);铼灯丝;表面氧化;铀同位素;铀氧化物离子【作者】汤书婷;闫峻;王晓明;曾远;朱健铭;崔建勇【作者单位】核工业北京地质研究院,北京 100029;核工业北京地质研究院,北京100029;核工业北京地质研究院,北京 100029;核工业北京地质研究院,北京100029;核工业北京地质研究院,北京 100029;核工业北京地质研究院,北京100029【正文语种】中文【中图分类】O657.63;O615.2热电离质谱法(thermal ionization mass spectrometry, TIMS)是一种单元素测定技术,主要用于同位素分析。

ICP-MS法测定铀化合物中的5个杂质元素

ICP-MS法测定铀化合物中的5个杂质元素

ICP-MS法测定铀化合物中的5个杂质元素谢胜凯;谭靖;张彦辉;张良圣;常阳;李伯平;郭冬发【摘要】建立了电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定铀化合物中的锰、镍、铜、铝和镁等5个杂质元素的方法.将样品和铀化合物标准物质消解后,通过配置一系列不同铀含量的工作曲线,将标准溶液和样品中铀含量控制在相同水平,采用基体匹配法测量各杂质元素的含量.该方法的检出限为0.008 ng·mL-1~0.038 ng·mL-1.通过实验可知溶液中铀浓度控制在100μg·mL-1以下时,铀标准物质可以得到准确的结果.通过此方法测量了比对样品中锰、镍、铜、铝和镁的结果,含量范围为2.11μg·g-1~84μg·g-1 U.【期刊名称】《世界核地质科学》【年(卷),期】2019(036)003【总页数】4页(P147-150)【关键词】铀化合物;杂质元素;电感耦合等离子体质谱法【作者】谢胜凯;谭靖;张彦辉;张良圣;常阳;李伯平;郭冬发【作者单位】核工业北京地质研究院,北京 100029;核工业北京地质研究院,北京100029;核工业北京地质研究院,北京 100029;核工业北京地质研究院,北京100029;核工业北京地质研究院,北京 100029;核工业北京地质研究院,北京100029;核工业北京地质研究院,北京 100029【正文语种】中文【中图分类】P619.14;O657.38核燃料循环包括从天然的铀矿石产品到经过开采、碾磨粉碎、加工、酸法或碱法浸出、湿法冶金、浓缩、纯化和精制、同位素分离等生产过程后制成核燃料元件或军用核产品等,其中的过程就是铀化合物的转化。

铀化合物中对各杂质元素都有限制要求,特别是铀化合物产品中对Dy、Eu、Gd、Sm、B和Cd 等热中子吸收截面较大的杂质元素含量要求更低,各国对典型铀产品规格中各杂质元素的含量都有限值要求,本文研究锰、镍、铜、铝和镁等杂质元素的测量方法。

铀的分析技术进展

铀的分析技术进展

铀的分析技术进展综述了近年来国内外铀分析检测技术的研究和应用状况。

对各种检测技术的方法、优缺点等进行了比较,并对新方法进行了简述介绍,最后针对不同的铀检测要求推荐了使用方法。

标签:铀;分析技术;进展铀资源是我国重要的战略资源和能源矿产,也是我国核工业发展的基础原料。

铀资源开发利用的同时,也将铀加速扩散到环境中。

铀的分析检测,对铀矿的开发利用,环境保护等方面有重要意义。

铀共有3种天然同位素,234U、235U 和238U,其中234U是238U的子体。

天然234U、235U和238U的丰度为0.00058%、0.72%和99.274%。

铀的测定方法较多,比较成熟的方法有固体荧光法、液体激光荧光法、分光光度法、α谱方法。

1 常见方法1.1 固体荧光法本方法将铀酰盐与氟化钠在一定的温度下熔融制成氟化钠-铀熔珠或片,在特定波长的紫外光照射下,产生的荧光强度与铀浓度成正比,再将已知浓度的铀制成标准比对品,用相对比较法即可得出待测样品的铀的含量。

该方法可用于测量天然水、土壤、沉积物、生物和大气中的铀[1]。

1.2 液体激光荧光法该方法利用铀酰离子与荧光增强剂生成具有很高荧光效率的稳定的络合物,在氮激光器发射的波长为337.1nm的单色光照射下,发出波长为500、522和546nm的黄绿色荧光,产生的荧光强度在一定范围内同铀含量成正比。

该方法可直接测量水中铀的含量,其他样品需溶解后,使其中的铀元素转为铀酰离子[2]。

1.3 分光光度法用硝酸和高氯酸对生物样品灰进行浸取,溶液经磷酸盐沉淀来富集铀和钍,在盐析剂硝酸铝存在下以N235从硝酸溶液中同时萃取铀和钍。

N235是一种和三正辛胺相似的混合三烷基叔胺。

首先用8mol/L盐酸溶液反萃取钍,经反萃取钍后的有机相用0.2mol/L硝酸溶液反萃取铀。

用锌粒还原铀为正4价后,以铀试剂Ⅲ显色进行分光光度测定铀[3-4]。

1.4 α谱方法α谱方法可同时测量3种天然铀同位素,通过α射线的特征峰位置来定性,通过特征峰面积大小来定量。

中子测量技术在核保障中的应用

中子测量技术在核保障中的应用
第 2 8卷
20 0 8年
第 4 期
7月
核 电子 学 与探 测 技术
Nu l rE eto is& Deet nTeh oo y ce lcrnc a tci c n lg o
Vo. 8 No 4 12 .
J1 20 u. 0 8
中子 测 量 技 术 在 核 保 障 中的应 用
外核保 障技术 研究 的重要 课题 。
O, O, F等) 墙 ” 。表 2 出了铀 、 列 钚各 同位 素的
( ,) a n 中子释放率 。通过测量 自发裂 变中子 和
诱发裂变中子 , 配合已知 同位素丰度可用于铀 、 钚 的非破 坏性 定 量测量 。
表 1 自发 裂变中子产额
核素 自发裂变 中子产额/ n・( g 一 s・ )
m 。

其核反应如 1 式所示 :
7 z He一 户 H + 75 e 6 k V () 1
。 e 比计数管工作示意图如图 1 H 正 所述 。
信 号
图 1 。 正 比计数管 工作示意 图 He
热中子与。 气 体发生 核反应 , He 释放 出能 量使。 气体发生 电离, He 电离产生 的电荷被收 集放大形成 电压脉冲, 经过放大器进一步放大, 进行脉冲分析。
中图分类号 : T 2 1 T 2 3 L 7 , L 7 文献标识码 : A 文章 编号 : 0 5— 9 4 20 ) 40 0- 5 2 80 3 (0 8 0 -7 70
随着 核工业 的发 展 , 界范 围内 的铀 、 材 世 钚 料将 越来越 多 , 由此 , 防止 核扩散 已经成 为 了 当 今社 会普遍 关 注 的话 题 。在 核保 障领 域 的铀 、 钚 材料 , 以利用 化 学 分 析 方 法 与称 重 相 结 合 可
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的。 因此 可 以通过 上 述 关 系 建 立 联立 方 程 , 确 定 同位 素组 成 。
1 7 9 2
基金项 目: 国家 自然科学基金 资助项 目( 120 1 。 90 6 2 ) 作 者简介 : 忠 国( 9 7一) 男 , 南人 , 程师 , 任 17 , 河 工 长 期从 事核探测及仪器 开发与维护。
的发展 中一直存在争议 ; 另外 由于核材料 的 ^ y 自屏蔽效应 , 其探测深度受到了很大影响 , 对于
深 包装 材 料无 法 给 出 可 靠 的 结果 , 也 是 无 这 损 探测 技 术发 展 的一 个 不足 之处 。而 中子 具有
位素组成 。
本文拟通 过 M n ao ot C r 数值模 拟方法开 e l 展一种新 的主动中子测量方法研究 , 并探讨其
中图分 类号 : T 7 L2 5 文献标识码 : A 文章 编号 : 0 5 -9 4 2 1 ) 117 -5 2 8 3 (0 1 1 —290 0
在核材料无损检测 中, 铀材料特别是浓缩 铀作为一种敏感 的特殊核材料 , 同位素组成 其 是一项重要的检测信息 。对于铀材料的同位素 组成 ( 主要 是 u、 u) 以往 发 展 的无 损 探 测 瑚 ,
第3 卷 1
21 年 01
第1 1期
1 1月
核 电子 学 与探 测技 术
N ce r E e t n c u l a lc r i s& De e t n T c n l g o tc i e h oo y o
V 1 3 No 1 o. 1 .1
NO V
2 1 0 1
1 方 法 原 理
对 薄 的靶材料 , 反应 截 面为 j 其 :

器 作 为人 射 中子 源 , 中子 能 量分 别 选 择 最 常见 的 25Me ( d n H ) l e T( ,) . V D( ,) e 与 4M V( d n H) e 。这两 种能 量均 可 以引起妇 u与刀u发 生
单位时间的人射粒子数 。每种同位素都有相应 的反应 截 面 。根据 公 式 ( ) 1 当入 射 粒子 强 度 已
知 的情 况 下 , 如果 我们 知 道 某 种 同位 素 的反 应 截 面 叮, 以通过测 量其 反应 产 生 的粒 子数 目, 可
技 术 主要 通 过 主动 或 被 动 ^探 测 方 法 实 现 。 y
材料 组成 是 一个 可 能 的新 的发 展趋 势 。 由于铀
材料本身几乎不发射 中子 , 无法通过被动中子
测量方法获取有用 的信息 , 传统的铀材料主动 中子 探 测 方 法 主要 是 将 外 加 中子 源 慢化 后 , 照
射 铀材 料 , 过 测 量搿 u诱 发 裂 变 反应 产 生 的 通
检测方法具有探测灵 敏度高 , 同时能够获取多 种敏感信息的优势。但正 由于其获取敏感信息
中子 , 获取其 u的含量 ]该方法主要针对 ,
高 浓铀 ( U) 并不 能够 有 效 获取 铀 材料 的 同 HE ,
多, 探测具有更强侵入性 的特点 , 其在军控技术

反应 ( 体数据 见 表 1 。铀 材料 对快 中子 反 具 ) 应截 面较 小 , 中 子 计数 主要 来 自于 中 子发 生 总
器产 生 的中子 。由于 中子发生 器 产生 的 中子为 随机 产 生 , 具有 时 间相关性 , 不 而铀 材料 诱 发裂
Ⅳ为 反应 数 , Ⅳ 为单 位 面 积 的靶 核 数 , ,为
摘 要 : 过使 用 G A T 通 E N 4模拟工 具包 初步 模拟 了一种新 的 主动 中子测量 铀材料 同位 素组 成 的方 法 。其基 本原理是 对于铀材料 , 同种能量 中子 入射下 , U与 U发 生诱 发裂变与 (1 n 、(1 n 反 在 。 12 ) I, ) , 3 应截 面不同 , 而产生的 时间关联符 合 中子计 数也 不 同 , 据 测量 的符合 中子 的计 数反 推其 同位素组 从 根
穿透能力强 , 不易被屏蔽的优点 , 其探测受厚包 装材料 的影 响可以大大降低。从而存在为防止
铀 材 料 非 法 运 输 、 控 检测 提 供 新 的技 术 支持 军 的可 能 性 , 过 发 展 中子无 损 探 测 方 法 判别 铀 通
收稿 日期 :0 1 8—0 2 1 —0 1
料, 当人射 中子能量分的时 间关联 符 合 中子数 也是 不 同
成 。模拟 采用 了能量分别为 2 5Me . V与 1 e 4 M V的两种单能 中子源 , 使用理 想探测器 , 观测 不同入射能
量下产生 的时 间关联符合 中子计数 比, 根据计数 比获取其 u丰度 。初 步的计算结果 表明 , 该方法有一
定 的可行性 , 需要进 一步将增殖带来 的影 响减少 , 以提 高分析精度 。 关键 词 : 主动 中子 螂u丰度 ; 面 ; 截 模拟 ; 符合
铀 材 料 同位 素 组 成 的 主 动 中子 测 量 方 法 初 步 模 拟 研 究
任 忠国 , 张宏俊2赵志平 马玲玲 张 毅 胡碧涛 , , , ,
(. 1兰州大学核 科学与技 术学院 , 甘肃兰州 700 ;. 3002 中国工 程物理研究 院, 绵阳 6 1 0 四川 29 ) 0
测量铀材料同位素组成 的可行性 。使用中子发 生器产生的不同能量 的单能中子照射铀材料 , 当入射 中子 能量 为 2 5Me 时 , 起 u 瑚 u . V 引 、
诱 发裂 变 ; 当入射 中子 能 量达 到 1 V时 , 4Me 发 生诱 发 裂 变 与 ( ,n 、( ,n 反 应 。对 于 不 n2 ) n3 ) 同能量 的入射 中子 2U、 U发 生 上 述 反 应 的 3 瑚 5 反 应截 面 是不 同的。对 于一 定 同位素 比 的铀材
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