数字化铀浓度在线分析测量系统设计

基于γ吸收法对原有的模拟式在线分析测量系统进行升级改造。改造后的测量系统包括探头、数字化谱仪和工业计算机三部分。探头和数字化谱仪实现γ射线透射强度测量,分别安装在壁龛内、外,工业计算机上配置上位机软件安装在主控室;上位机软件与数字化谱仪间的数据传输、命令控制通过CAN总线接口完成。经测试,本测量系统测量铀浓度的相对标准差为0.0294%;连续测量10 h,测量结果全部落在μ±3σ范围。     

铁矿浆品位在线分析系统的研制

利用双能量γ射线吸收法成功研制了铁矿浆品位在线检测仪.该检测仪可用于铁矿石处理工艺中对矿浆铁品位进行在线检测和控制.矿浆浓度、粒度变化对品位测量的影响很小,品位测量误差小于0.5%,射线计数率的长期稳定性＜0.05%.此方案对工业现场条件有较好的适应性.     

基于密度法的重水浓度在线监测技术研究

重水作为重水反应堆的慢化材料,其浓度直接影响反应堆的性能。重水浓度分析一般在反应堆长时间停堆剂量下降后进行。本工作通过离线式密度仪对不同浓度重水标准样品进行密度测量,建立密度法测量高浓度重水的工作曲线,设计重水在线监测初步方案,在反应堆运行时监测重水浓度。     

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%。     

IDR生产线氢氟酸中铀浓度分析

建立了一种用于测定干法生产线副产品氢氟酸中铀含量的方法。利用硝酸与氢氟酸在沸点上的显著差异,使样品在浓硝酸作用下加热至近干以去除其中的氢氟酸,然后用硝酸溶液提取残渣中的铀,形成硝酸铀酰清溶液。硝酸铀酰在铀荧光增强剂的作用下能够产生单一的、具有很高荧光效率的络合物。此络合物能在MUA微量铀分析仪发出的紫外光照射下产生荧光,其荧光强度与样品溶液中的铀浓度成正比,采用标准加入法直接用微量铀分析仪测定待测样品溶液中的铀浓度,从而计算出氢氟酸中铀含量。本方法检出下限为0.05×10-3μg/mL;线性范围0.15×10-3~4.0μg/mL;回收率在92%~105%之间;相对标准偏差优于6.0%。该方法用于IDR副产品氢氟酸中铀含量分析,取得了满意的结果。     

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。     

铁矿浆品位在线分析系统的研制

利用双能量γ射线吸收法成功研制了铁矿浆品位在线检测仪.该检测仪可用于铁矿石处理工艺中对矿浆铁品位进行在线检测和控制.矿浆浓度、粒度变化对品位测量的影响很小,品位测量误差小于0.5%,射线计数率的长期稳定性＜0.05%.此方案对工业现场条件有较好的适应性.     

1AP中铀钚在线分析

为及时监测后处理台架实验1AP中铀和钚浓度,设计加工了1套用于铀钚浓度在线测量的X射线荧光装置,该装置几何光路入射光线与出射光线夹角为60°。为保护光管和探测器不受环境腐蚀,对装置进行了密封。采用已定值的铀和钚配制不同浓度的系列溶液作标准溶液,绘制工作曲线,在此基础上,建立了测量铀钚浓度的分析方法。经测试,本装置测量铀浓度的相对标准偏差为0.42%;连续测量3 h,相对极差为1.6%,说明该装置稳定性良好。应用该装置对台架实验1AP中铀浓度进行在线测量,能及时检测铀浓度的波动,测量值与滴定法得到的值较一致。     

UF6铀丰度在线监测装置研制进展

铀丰度在线测量技术是用于铀浓缩厂产品端对管道内UF6气体中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测,节约核查人力和资源,并可判断铀浓缩厂是否有高浓铀生产活动,是国际公认的一种针对铀浓缩厂核查的有效措施。     

同位素气溶胶加入法ICP-MS在线分析单粒子中的铀总量

本研究发展了一种ICP-MS同位素气溶胶加入法,可实时标定仪器灵敏度,对气溶胶粒子进行在线定量分析。介绍了同位素气溶胶加入法的原理和参数测量方法,并应用该方法对人工发生的天然铀单粒子中的铀总量进行在线分析,考察方法的可行性。实验结果表明,该方法测得的单粒子中238U原子数的精度为5.6%,比气溶胶发生器给出的计算结果偏大19%,讨论了偏差的可能主要来源。     

基于MC-ICP-MS的土壤中铀的分析方法

针对多接收电感耦合等离子体质谱(MC-ICP-MS)设备测量,通过环境土壤样品溶解、铀的分离纯化、上机测量及微量铀结果分析等过程,进行电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)微量元素分析方法研究。为考察化学流程对测量结果的影响,在正式土壤样品处理前进行了全流程空白样本底测量,结果表明：流程的本底铀含量相对于样品中铀含量仅为0.1%以下,对测量结果影响较小,能够满足环境样品中微量元素分析的要求。     

基于EDXRF的钛铁品位在线分析系统及应用研究

钛铁品位检测效率的高低是关系钛精矿、铁精矿生产规模化的关键问题。鉴于能量色散X荧光分析（EDXRF）技术的非破坏性、多元素快速分析等优势,开发了钛铁品位在线自动分析系统,该系统采用²³⁸Pu作为X射线激发源,利用正比计数器进行探测,并针对选矿厂电法选出的矿物种类的特殊性,建立了特有的系统工作曲线。经801次取样测试,该系统作业率为95.38%,对钛品位分析绝对误差小于0.5%的合格率为95.15%。整个分析过程仅需5 min,实现了对生产过程的实时监测,满足了钛铁精矿品位在线质量控制的需求。     

基于Davies-Gray电位滴定法精密测定25~50 mg铀含量

铀是重要的核燃料，精密、准确地测量铀含量对提高核设施单位有效履行其核保障责任的能力具有极其重要的作用。依据Davies-Gray电位滴定法，将原方法中加入硫酸亚铁后搅拌速度和时间进行了条件实验优化，同时使用纯铂金电极替代了目前通用的商用复合电极，在此基础上建立了对25~50 mg铀含量样品的测定方法。本方法在对铀含量为25~50 mg的铀溶液进行滴定时，相对标准偏差为0.056 8%（n=12），优于国内相关方法对克级铀含量的滴定。同时，本实验室用该方法对2017年国际原子能机构组织的二氧化铀芯块实验室分析能力比对中的铀含量进行了测定，稳健Z比分数为0.78，小于2，结果满意。     

基于Davies-Gray电位滴定法精密测定25～50 mg铀含量

铀是重要的核燃料,精密、准确地测量铀含量对提高核设施单位有效履行其核保障责任的能力具有极其重要的作用。依据Davies-Gray电位滴定法,将原方法中加入硫酸亚铁后搅拌速度和时间进行了条件实验优化,同时使用纯铂金电极替代了目前通用的商用复合电极,在此基础上建立了对25~50 mg铀含量样品的测定方法。本方法在对铀含量为25~50 mg的铀溶液进行滴定时,相对标准偏差为0.056 8%（n=12）,优于国内相关方法对克级铀含量的滴定。同时,本实验室用该方法对2017年国际原子能机构组织的二氧化铀芯块实验室分析能力比对中的铀含量进行了测定,稳健Z比分数为0.78,小于2,结果满意。     

蒙特卡罗方法在中子活化在线分析系统设计中的应用

选取重水、石墨、聚乙烯等6种慢化材料，利用MCNP程序对不同的慢化材料进行模拟计算分析。计算结果表明，中子活化在线分析系统的最优化慢化材料为聚乙烯。实验测定了以聚乙烯为慢化材料的中子活化分析系统的热中子注量率随源到引出孔之间的距离以及探测器处于不同位置时的分布关系，为下一步进行中子活化在线分析研究提供了依据。