基于252Cf源驱动噪声分析法的铀部件裂变中子时间关联符合计数模拟研究

依据中子源驱动噪声分析法原理,针对铀材料或铀部件的质量属性测量问题,采用蒙特卡罗(MonteCarlo)模拟方法,模拟研究了几何形状相同、富集度相同而质量不同的球形金属铀部件的质量测量,获得了与铀部件质量测量相对应的时间关联符合计数分布。研究结果表明,中子源注入铀部件后所构成的核信息系统,可根据源与探测器间的中子时间关联符合计数分布获得铀部件的质量等特性。通过对半径4.67 cm、质量8.00 kg的球形铀部件样品的模拟研究与分析,获得源-探测器之间的时间关联符合计数,基此,模拟研究了几何形状相同、富集度相同而质量不同的球形铀部件,实现了对铀部件质量属性的测量。     

时间关联符合法铀部件质量测量中的几何影响

外中子源注入铀部件后,根据两路探测器间的中子和gamma粒子时间关联符合计数分布可获得铀部件的质量等特性。本文利用粒子蒙特卡罗输运程序,对富集度相同、几何尺寸各异的4块半球壳形状的金属铀部件质量测量实验进行模拟,获得对应粒子的时间关联符合计数分布。然后,根据模拟计算结果,评估几何形状对质量分辨的影响。研究结果表明,4块半球壳金属铀部件的形状对其质量测量的影响不大。     

金属铀部件~(235)U富集度中子时间关联符合测量实验优化分析

金属铀部件235 U富集度中子时间关联符合测量实验采用252 Cf源驱动噪声分析法来获得金属铀部件的标签参数——源与探测器间的中子时间关联符合计数,用于相同几何、不同富集度的金属铀部件间的识别。本文对该实验进行了蒙特卡罗数值模拟,模拟计算结果表明,直穿布局下泄漏中子不能得到利用,且探测中子能量区间的选择会影响测量效果。根据实验布局和探测中子能量区间,对实验进行添加含氢反射层布置优化,方案优化后的实验模拟计算和测量结果均表明,优化实验方案提高了该测量方法对相同几何、不同富集度金属铀部件的识别能力。     

定时DT中子源驱动铀部件的相关函数测量

由于铀部件自发中子强度弱,特征γ射线能量较低,对密封容器中铀部件高置信度认证是当前军控核查研究中的一个难点和热点。本研究利用加速器定时DT中子源,通过高速数据采集系统与多道分析器完成了铀部件相关函数测量。测量了多个质量不同的半球壳高浓铀、贫化铀及铅部件,获得了中子源-探测器之间的相关函数C12(τ)和C13(τ),以及探测器-探测器的互相关函数C23(τ)。结合n-γ分辨技术,获得了不同铀部件的瞬发中子衰减常数α。由测量参数能够有效地区分不同质量或浓缩度的铀部件。     

铀材料同位素组成的主动中子测量方法初步模拟研究

通过使用GEANT4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,在同种能量中子人射下,235U与238U发生诱发裂变与(n,2n)、(n,3n)反应截面不同,从而产生的时间关联符合中子计数也不同,根据测量的符合中子的计数反推其同位素组成.模拟采用了能量分别为2.5 MeV与1...     

铀部件质量属性测量中的信噪比初步分析

利用蒙特卡罗程序对252Cf快电离室诱发不同质量金属铀部件的中子输运过程进行了模拟,获得屏蔽与直穿两种实验布局条件下252Cf快电离室与探测器之间的中子时间关联符合计数,初步评估测量过程中的信噪比,作为实验前端布局的重要依据。结果表明,两种布局下的信噪比均与铀部件质量成正比,直穿布局下的信噪比较高。     

铀材料的识别

对铀材料的探测和识别进行了研究，给出了不同浓缩度铀的γ特征谱，并对其中＾２３５Ｕ与＾２３８Ｕ的丰度比和其γ射线强度比进行了分析。根据实验结果，可以直接由铀材料的γ特征谱得到其浓缩度，并计算出该铀材料的质量。     

铀属性测量中的时间关联符合法研究进展

综述了在铀属性测量中,时间关联符合法的研究进展情况,简要地介绍了铀、钚的属性,核材料的被动与主动探测方式、时间关联符合法的基本原理、起源和发展,详细地归纳了时间关联符合法在计算方法、数值模拟、实验研究和应用研究四个方面的国内外研究现状,并分析了发展趋势及需要解决的问题。     

主动法中子时间关联符合测量探测金属铀质量和丰度

主动法中子时间关联符合测量是金属铀核查认证技术的重要手段之一。本文通过数值模拟分析了窄束²⁵²Cf中子源诱发不同质量、不同丰度的金属铀材料的中子输运过程,并获得了其时间关联符合计数。通过分析时间关联符合计数特征参数,验证了时间关联符合计数的FWTH与增殖系数、FWTH内的总计数与增殖系数和²³⁵U质量的乘积及外中子源衰减与金属铀总质量的正比关系,由此建立了金属铀质量和丰度的主动中子时间关联符合测量探测方法。     

Hidex 300SL液闪装置测量低水平氚水活度的参数优化

Hidex 300SL是基于三管符合计数/两管符合计数(TDCR)方法绝对测量低水平氚水活度的液闪装置。本工作基于该装置对标准非淬灭氚水样品进行测量研究,明确了系统的探测效率与TDCR的关系;讨论了该装置的测量模式、符合时间等参数对计数率、衰变率和TDCR的影响;并对仪器的运行参数进行选择优化,在"H-3"测量模式及35ns的符合时间窗下,系统对3 H的探测效率达73.2%,衰变率稳定性好于0.47%;最后对空气本底样品进行测量,评估了该装置对氚水样品的探测下限,为后续环境低水平样品的精确测量提供有益参考。     

铀-235浓缩度的在线监测器

【美国《核工艺学》1982年11月第355页报道】美国气体扩散工厂已研制出一种碘化钠(铊)晶体监测器,用以测量铀浓缩工厂六氟化铀气流中的铀-235浓缩度。其基本原理是同时测量铀-235的含量和铀的总含量,以确定铀-235的浓缩度。铀-235的含量是通过测量铀-235→钍-231的α衰变所放射出的185.7千电子伏的γ射线的计数算出的,     

水中~(90)Sr测量的不确定度评定

依据水中锶-90放射化学分析方法(GB 6766-1986),分析了水中~(90)Sr计算公式中的有关参数和分析过程中的影响因素,确定了水中~(90)Sr测量的不确定度分量,并对这些分量进行评定。给出水中~(90)Sr分析不确定度主要是由样品测量计数和仪器探测效率引入的,可以通过适度地增加测量时间来减小样品计数不确定度,但测量时间不宜超过24 h。     

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。     

重屏蔽条件下铀材料丰度的时间关联测量分析

针对高原子序数物质屏蔽下的铀材料,提出了一种新的技术方法来估算其铀丰度。首先,用D-T中子发生器的14 MeV中子对铀材料及屏蔽层进行主动质询,同时利用裂变射线探测器得到裂变中子/γ射线时间关联测量谱。然后,利用成像探测器建立的断层扫描图像得到铀材料及屏蔽层的几何和材料参数,并调用不同的铀丰度参数进行蒙特卡罗模拟计算,得到时间关联计算谱。最后,寻找与测量谱最匹配的模拟谱,确定铀材料的实际铀丰度。通过对比裂变射线探测器实验测量得到的所有裂变中子/γ射线时间关联谱,结果发现在各种屏蔽层状态下,高浓铀材料与贫化铀材料的时间关联谱均存在显著差异,可用时间关联谱作为区分不同铀材料丰度的重要技术特征;对于相同铀丰度和屏蔽状态下的铀材料,模拟谱与测量谱吻合较好,表明时间关联谱的模拟与实验分析可为铀材料铀丰度的估算提供技术基础。     

时间关联符合法探测铀部件质量实验研究

采用²⁵²Cf源中子诱发金属铀部件裂变的主动探测方法对铀部件质量识别进行探索,实验测量了3.8～15.2kg8件高浓缩铀部件的源中子与探测器的互相关函数谱C₁₂(τ),互相关函数谱积分值R₁₂随铀部件质量有明显的变化规律。当铀部件质量为3.8～7.2kg时,质量灵敏系数为8.5%;铀部件质量为7.2～15.2kg时,质量灵敏系数为11.0%。     

MC法模拟不同中子源激励铀材料中子和γ飞行时间谱

为探索中子源激励探测铀材料应用技术,基于Geant4平台建立了中子源激励铀材料模拟中子和γ飞行时间谱的数学模型,模拟计算了利用不同中子源激励铀材料、使用不同探测器计数的中子和γ飞行时间谱,结果与已有相应实验谱特征相符。模拟结果表明:D-D和~(252)Cf源激励得到的中子和γ飞行时间谱有明显差异;在相同激励源和测量几何条件下,使用液体闪烁体探测器和塑料闪烁体探测器记录到的中子和γ飞行时间谱基本相同。本文结果可为外中子源激励探测铀材料技术研究提供参考。     

金属样品中放射性含量的γ谱测定

利用γ能谱分析方法,对宝钢等八个钢厂的钢样和铀同位素浓缩试验装置退役设各金属样品的放射性核素进行了分析,结果表明:八钢厂多数钢材中含铀量在6.5Bq/kg以下,个别钢样中含微量钍旷退役设备金属部件去污回炼后,锭中含铀量与市售钢材水平相当.铝质部件回炼后除个别样品的含铀量稍高外,多数样品含铀量为10—15Bq/kg.     

铀钚溶液设备外中子探测效率研究

中子探测技术作为一种非破坏性分析技术,是铀钚溶液系统钚含量监测的一个较好的选择.基于典型的盛放铀钚溶液的圆柱形设备和典型的热中子探测器,开展了设备外中子探测效率研究,以实现对铀钚溶液系统的钚含量监测.对探测器的位置、慢化体及屏蔽体布置、料液浓度和料液分段对探测响应计数的影响进行了研究,获得了优化的探测效率以及不同轴向段...     

铀同位素浓缩试验装置退役设备零部件的化学去污

本文概略地介绍了铀同位素浓缩试验装置退役设备零部部件去污所采用的主要去污方法(化学去污法)的原理、工艺过程和去污效果.     

基于低能特征峰的自然伽玛能谱测井方法探讨及实践

提出了一种新的自然伽玛能谱测井的方法,该方法仅探测低能伽玛射线,选定~(214)Bi的609.3keV和~(208)Tl的583.2keV特征峰分别作为铀道和钍道的计数窗口.采用HPGe伽玛谱仪对测井模型进行实验测量,获得的铀道、钍道测井曲线效果很好,验证了该方法的可行性,表明基于HPGe探头的铀矿伽玛测井研究前景诱人.