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无源效率刻度法测量高浓铀浓缩度

核电子学与探测技术 2012年第6期32卷 650-652,685页

作者：张宏俊任忠国熊忠华莫钊洪刘振汉赵德山中国工程物理研究院四川绵阳621900

利用HPGe谱仪测量了高浓铀样品γ谱,分析γ谱中235U的特征γ射线163和186 keV以及238U的特征γ射线1 001 keV的峰面积。利用ISOCS软件建立测量模型,对这几条γ射线进行了无源效率刻度。实验结果显示,测量值与参考值相差+1.1%,其误差主... 详细信息

利用HPGe谱仪测量了高浓铀样品γ谱,分析γ谱中235U的特征γ射线163和186 keV以及238U的特征γ射线1 001 keV的峰面积。利用ISOCS软件建立测量模型,对这几条γ射线进行了无源效率刻度。实验结果显示,测量值与参考值相差+1.1%,其误差主要来源于无源效率刻度计算和峰面积计算。

关键词：高浓铀浓缩度无源效率刻度

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铀部件浓缩度和年龄测量技术研究

铀部件浓缩度和年龄测量技术研究

作者：李俊杰中国工程物理研究院

学位级别：硕士

核武器采用钚或高浓铀两种裂变材料,武器拆卸后对这两种材料的测量是核查技术研究的重点。国内外已对钚材料开展过全面深入的研究,当前,铀部件的测量是核查技术研究的热点与难点问题。其中,浓缩度是铀材料最基本的属性,一直是核查最关... 详细信息

核武器采用钚或高浓铀两种裂变材料,武器拆卸后对这两种材料的测量是核查技术研究的重点。国内外已对钚材料开展过全面深入的研究,当前,铀部件的测量是核查技术研究的热点与难点问题。其中,浓缩度是铀材料最基本的属性,一直是核查最关注的对象之一;而浓缩铀的年龄可以给出一些历史信息,能够判断该材料是否为指定型号批次的武器,也受到越来越多的关注。通过对核材料的特征Y射线谱进行分析一直是最常用的无损分析方法。这种分析方法中,铀的浓缩度是通过234U、235U、238U三种同位素的活度比关系得到的,而铀年龄是利用子母核的活度比随时间的变化关系确定的。可见,不同核素的活度比测量是浓缩度和年龄分析的关键,而活度比的测量中最大的影响因素就是探测效率比值的确定。为了得到所需射线的探测效率比值,本论文分别采用了绝对效率法和相对效率法两种分析方法。首先采用Geant4程序包开展了铀部件模拟,获得了相应特征射线的绝对探测效率,并结合实测能谱数据给出了浓缩度结果,与参考值符合较好。本论文着重开展了完全基于实验的相对效率分析方法研究。浓缩度测量方面主要基于PC/FRAM软件开展研究,重点对两个自带的铀分析参数"Uhienr.pst"和"Uloenr.pst"进行了细致的研究。最终给出了适用于高浓缩铀部件分析的优化参数,采用此参数分析时无需考虑本底干扰,能够较快的给出可靠的浓缩度结果。本论文还开展了铀部件年龄的测量研究。首先对U-Bi法开展了实验研究,该方法主要利用效率曲线法分析获得所需的活度比信息,结合实验具体情况,分析了这种方法的优缺点。针对U-Bi法中存在相对效率拟合精度差问题,提出了相近效率法的分析思路,选用了227Th和235U这对子母核,并对一4kg的高浓铀部件进行了测量,分析给出的铀年龄结果为50.5年,这与该部件的参考年龄接近。通过本论文的研究,初步解决了铀部件的浓缩度和年龄测量问题。取得的主要成果在于首次提出了一种新的浓缩铀年龄无损测量方法—227Th235U分析方法,该方法只需对230keV-245keV这一很窄的能段进行分析,同时分析选用的特征射线不存在天然本底干扰问题,相对U-Bi法具有快速、准确的优点。

关键词：军控核查铀部件浓缩度年龄相对效率相近效率

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时间关联符合法测量铀部件浓缩度

时间关联符合法测量铀部件浓缩度

作者：谢文雄中国工程物理研究院

学位级别：硕士

金属铀是制造核弹头的重要核材料,对金属铀的核查技术研究是当前核查技术研究中的热点与难点问题。由于铀材料的自发裂变中子发射率很低（每千克235U的中子发射率为0.312s-1,每千克238U的中子发射率为14s-1）,采用无源的被动探测方法很... 详细信息

金属铀是制造核弹头的重要核材料,对金属铀的核查技术研究是当前核查技术研究中的热点与难点问题。由于铀材料的自发裂变中子发射率很低（每千克235U的中子发射率为0.312s-1,每千克238U的中子发射率为14s-1）,采用无源的被动探测方法很难核查,所以应采用主动法进行探测。时间关联符合法是主动法的一种,可以应用于裂变材料的无损分析,是金属铀核查认证技术的重要手段之一。美国橡树岭国家实验室以此为基础开发和研制了核材料识别系统（Nuclear Materials Identification System,NMIS）。关于这个方法国际上发表的论文中有一些数值模拟结果,但是只有极少量有参考价值的实验数据;而国内的研究大多停留在初步的数值模拟阶段。本论文应用时间关联符合法对探测铀部件浓缩度进行了初步的实验研究,选用两种不同的定时中子源（锎电离室与定时氘氚中子发生器）以及相应的探测系统对质量（8千克左右）与形状（半球壳）相似的高浓铀和贫化铀部件进行探测,获得了源与探测器、探测器与探测器之间的时间关联信号。通过对时间关联信号的分析,可以得到相应的标签参数来表征铀部件的浓缩度。这些参数对铀部件的浓缩度具有很高的敏感性,能够有效的区分质量与形状相似而浓缩度不同的铀部件。本论文进行了初步的数值模拟计算。通过MCNP程序对实验最基本的情况做了初步的数值模拟,得出了相应的时间关联系数,分析了其中中子信号与γ信号的分布,并对以此分辨高浓铀与贫化铀部件的可行性进行了评估,为后续的实验与数据分析奠定了基础。在以锎快电离室为源的实验中,测量并分析了源-探测器之间的时间关联信号C12（τ）。首先以多次的对比实验为基础,设计出了有利于铀部件浓缩度测量的前端布局以及相关的测量条件。同时采用上升时间法对所测得的时间关联信号进行n-γ分辨,分析了时间关联信号的具体构成。继而对所测得时间关联信号的本底和有效信号进行了详细的分析,提出了可行的数据处理方法,继而以标签参数R12为判据,有效地鉴别出高浓铀与贫化铀部件,敏感系数ΔR/Δm/R达19.4%。在以定时氘氚中子发生器为源的实验中,测量并分析了源-探测器之间的时间关联信号C12（τ）与探测器-探测器之间的时间关联信号C23（τ）。以锎源实验的经验为基础进行了探索性实验,对实验布局、测量条件、数据处理等方面进行了初步的分析与设计,并通过对比实验得到了最合适的前端布局。对所测得的时间关联信号进行处理后,以标签参数R12及R23为判据,都能够对质量与形状相似的高浓铀与贫化铀部件进行明显的区分,敏感系数分别为12.09%和16.88%,证明了以定时氘氚中子发生器为中子源来进行实验的可行性。本论文分析不同时间关联信号的特点以及两种外中子源的优劣,为测量系统的进步改进提出了初步的设想。本论文的主要成果在于,以时间关联符合法能够在不同的测量条件下用多种测量方式明显区分高浓铀与贫化铀部件。这在国内该方向具有开创性的意义,为下一步的相关研究奠定了基础,同时也对建立铀部件属性测量系统起到了推动作用。

关键词：核查铀部件浓缩度时间关联符合法锎电离室氘氚中子发生器

用测量α总活度的方法快速检验铀-235浓缩度的试验

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铀矿冶 1993年第3期12卷 194-197页

作者：朱天侠核工业北京化工冶金研究院 101149

在^(234)U浓缩过程中,^(234)U也同时被浓缩。^(234)U的α比活度比^(235)U约高3个数量级,因此,可以根据样品α比活度的增加估计^(235)U的浓缩度。经试验证明,从天然铀中浓缩^(235)U,在低浓缩度时,^(235)U浓缩度的提高与α比活度的增加,... 详细信息

在^(234)U浓缩过程中,^(234)U也同时被浓缩。^(234)U的α比活度比^(235)U约高3个数量级,因此,可以根据样品α比活度的增加估计^(235)U的浓缩度。经试验证明,从天然铀中浓缩^(235)U,在低浓缩度时,^(235)U浓缩度的提高与α比活度的增加,近似呈线性关系。浓缩度为0.1％时,比活度增加约8％,反应灵敏。

关键词：铀浓缩度 α比活度快速检验内闪法

流动电极电吸附去除水中Na^(+)、SO_(4)^(2-)、Fe^(3+)及Ca^(2+)

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环境工程学报 2021年第4期15卷 1252-1259页

作者：高新源李爱民刘佩春刘玉斌宋海鸥李阳战树岩南京大学环境学院南京210023 天津万峰环保科技有限公司天津300300

采用流动电极代替传统的固定电极电吸附水中离子,即流动电极电吸附技术,以解决传统电吸附技术的吸附效率衰减和电极再生难等问题。结果表明:流动电极浆体的搅拌可提高电吸附出水电导率的稳定性,搅拌有助于改善流动电极浆体的均匀性及离... 详细信息

采用流动电极代替传统的固定电极电吸附水中离子,即流动电极电吸附技术,以解决传统电吸附技术的吸附效率衰减和电极再生难等问题。结果表明:流动电极浆体的搅拌可提高电吸附出水电导率的稳定性,搅拌有助于改善流动电极浆体的均匀性及离子脱附率;电压的增加极大极高电吸附的去除率,当电压为1.5 V时,电吸附Na2SO4的去除率达到14.3%;当Na2SO4溶液流速由5 m L·min^(-1)降为2 m L·min^(-1)时,电吸附Na2SO4的去除率增加了11%,但流动电极的流速影响较小;流动电极中吸附的盐分浓缩度可达到11倍以上,降低了电吸附过程中浓水量,增加了得水率。相比于固定电极电吸附,流动电极电吸附在处理重金属Fe3+和结垢离子Ca^(2+)等均可实现稳定的吸附-脱附循环。

关键词：流动电极电吸附除盐搅拌浓缩度