铀离心浓缩厂铀丰度在线监测仪本底自动测量方法研究

铀丰度在线监测仪是对铀浓缩厂工艺管道中UF6气体235U丰度进行在线监测的装置,本底是其核心关键技术指标,直接关系到丰度值的测量精度。原有本底测量方法需监测仪停止工作,人工将容器内的气体抽空进行测量。而本底自动测量方法通过改变测量容器内UF6气体的压力,用Na I(TI)探测器测量容器内UF6气体中235U发射的特征γ射线,利用压力传感器测量容器内UF6气体的压力值,最后对不同压力下的数据进行拟合获得监测仪的本底。实验结果表明,采用本底自动测量方法,监测仪铀丰度在线监测结果的相对标准偏差小于0.30%,与气体质谱计测量结果的最大相对偏差小于0.25%,表明该方法测量本底的准确度高;监测仪本底测量由软件自动完成,提高了监测仪的自动化程度,增强了监测仪的适用性。     

85Kr在线监测原型装置研制

用NaI（Tl）探测器和小型数字化谱仪组成一套后处理厂排放⁸⁵Kr在线监测原型装置，并开发相应的应用软件。该装置具有远程控制功能，可实现数据获取、分析及传输的远程操作，具有连续运行和间歇运行两种工作模式。在间歇运行模式下，可通过增大测量容器内的气体压力，进一步提高探测灵敏度和监测可靠性。在实验室条件下，测量时间为1200s时，装置的实际探测下限为3.4×10⁴Bq/m³，判断限为1.7×10⁴Bq/m³。当报警阈值设置为装置探测下限、测量容器内压力大于417kPa时，装置能对浓度高于8.1×10⁴Bq/m³的⁸⁵Kr气体进行可靠监测及报警。报警的漏报率和误报率均小于0.1%。     

UF6铀丰度在线监测技术

对铀浓缩厂产品丰度的监测是核保障监督和军控核查的重要监测内容。在线铀丰度测量技术是对铀浓缩厂产品端管道UF6气体^235U丰度连续监测的一项技术。通过在线监测铀丰度，可有效地对铀浓缩厂进行核材料衡算核实和监视，节约核查人力和资源，并可判断铀浓缩厂是否有高浓铀的生产活动，是国际公认的一种有效的针对铀浓缩厂的核查措施。     

小型CZT探测器测量浓缩厂铀富集度的实验研究

CZT（CdTe或CdZnTe）是一种新型化合物半导体探测器，用于γ射线能谱测量时，其能量分辨率介于HPGe探测器和NaI（T1）探测器之间。由于这种探测器具有体积小、重量轻、能在室温下长时间工作，易做成小型便携式测量装置等优点，因此，在核保障现场核查中得到了广泛应用。     

铀浓缩厂铀丰度在线监测装置研制

研制了铀浓缩厂产品端UF₆气体²³⁵U丰度在线实时监测装置。该装置由NaI（Tl）探测器、脉冲处理器、压力和温度传感器、管道阀门系统等组成,利用NaI(Tl)探测器对测量容器内气态UF₆中²³⁵U发射的特征γ射线进行测量来得到²³⁵U的量,利用传感器对气体温度、压力进行测量,根据理想气体状态方程得到UF₆气体中U的总量,从而得到²³⁵U丰度。该装置现场应用实验表明：铀丰度在线监测结果相对标准偏差小于1%,与气体质谱计测量结果相对偏差小于1%。     

一体化总中子探测仪的研制

研制的一体化总中子探测仪将电子学部件小型化并集成于探测器顶部，与探测器组成一体，达到了体积小、移动方便的目的;用能转动方向的LED实时显示测量结果，通过计算机进行数据处理和报警显示;探头部分设计为具有一定的探测方向性。该探测仪可用于核视察及在车间、仓库进行长期监测，也可用于寻找在设备或核废物中能发射中子的核材料。仪器对前方相距10cm处的252Cf中子源的探测效率为0.92%。经过长期试用考验，总中子探测仪稳定可靠。     

BC501A探测器康普顿电子谱的蒙特卡罗模拟和实验研究

针对高浓铀特性快速探测技术研究需要，开展了BC501A探测器康普顿电子谱的蒙特卡罗模拟和相关实验研究。BC501A探测器的尺寸为φ5″×2″，实验中采用了54Mn、60Co、65Zn、137Cs和152Eu等5种γ辐射源。     

9 带有信息屏障功能的铀材料属性测量系统研制

在军控核查技术的发展和使用中，透明性与保密性的矛盾十分突出。信息屏障（IB）技术的出现，带有信息屏障功能的核查系统的开发，为解决这一矛盾开辟了一条途径。信息屏障功能的作用，是屏蔽敏感信息，把保密的定量测量值转变成不保密的属性判断。为了能实际执行美俄之间在核武器削减和退役等方面达成的几个协议，在美国政府的大力支持下，美国几家国家实验室分别开发了各自带有IB功能的核查装置。有的装置在经过检测、演示和认证后，已经得到了实际应用。美国开发的几个装置都是用来测量钚材料或部件的属性。     

燃料组件组合测量装置的方案设计

在燃料元件制造厂，组件测量是核材料跟踪核查与衡算的基础。组件测量包括核材料富集度测量、称重以及组件标识（ID）唯一识别等，而富集度测量通常需要对组件不同部位进行抽样测量，以确定组件中核材料的一致性。本工作设计的燃料组件组合测量系统，能同时测量多种物理参数，具有多功能、多用途的特点。     

利用HPGe铀能谱143～1001 keV能区确定铀富集度的方法研究

在核保障领域，铀富集度是一项重要核查指标。本文提出了一种通过分析²³⁵U、²³⁸U和²²⁸Th （²³²U的衰变子体）的特征γ能峰拟合相对探测效率曲线确定铀富集度的方法，编写了铀富集度分析程序。用HPGe探测器对两种化学形态、富集度范围为1.8%~90.2%的铀样品进行了重复性测量。结果显示，富集度的测量分析值与标称值的相对偏差小于3%。