Χ能谱法测定铀、钚同位素丰度.PDF

第 14 卷 第 3～ 4 期 . 14　 . 3～ 4 同　位　素 V o l N o 2001 年 8 月 Journal of Iso topes A ug 2001 能谱法测定铀、钚同位素丰度 唐培家, 李鲲鹏 ( 中国原子能科学研究院核保障技术实验室, 北京 102413) 摘要: 简单介绍了特殊核材料铀、钚同位素丰度测定在核材料管理和衡算中的作用; 着重描述了 能 谱法测定铀、钚同位素丰度的原理和实验方法。实验结果表明, 使用高分辨率的高纯锗探测器, 能 谱法测定铀、钚同位素丰度的不确定度在 2% 以内。 关键词: 铀; 钚; 同位素丰度; 能谱法 中图分类号: O 65762; O 61462　　文献标识码:A 　　文章编号:(2001) 03～ 为防止核材料的走私和非法转移, 核材料的严格控制和管理受到世界各国的普遍重视。核 ( ) 材料衡算是核实在规定的区域 物料平衡区 内所具有的核物料在规定的时间周期内发生的变 化, 使其不明损失量控制在一定的范围之内。核材料衡算是核材料控制和管理的基本方法之 一。 特殊核材料铀和钚同位素丰度的测定对核材料的管理和控制具有重要的意义。核材料管 理的目标之一是要确定所管辖核材料的种类和性质。同位素丰度的测定不仅能区别核材料的 种类和性质, 而且在核材料的衡算中也不可缺少。特别是对含钚物料的定量测量, 通常方法是 先测定240 Pu 自发裂变中子符合计数, 确定240 Pu 的含量, 然后再测定钚各同位素的丰度, 最后 [ 1 ] 计算得到含钚物料中钚的总含量 。 铀、钚同位素丰度测定的经典方法是质谱法。质谱法虽然分析精度较高, 但工作周期长, 而 且需要取样分析, 属于破坏性分析方法。 能谱法测定铀、钚同位素丰度属于非破坏性分析方 法。该方法可对整个样品进行扫描测量, 不需要取样, 分析速度快, 适合于对大量含有核材料的 物料进行现场盘存测量。本工作拟采用 能谱法测定铀、钚同位素丰度, 从而为核材料衡算提 供技术支持。 1　 能谱法测定同位素丰度的原理 238 239 240 241 242 钚样品中包含的同位素主要有: Pu、 Pu、 Pu、 Pu 和 Pu; 铀样品中包含的同位素主 234 235 238 236 232 要有: U 、 U 和 U 。在堆后料的铀样品中, 通常有 U 、 U 存在。 收稿日期: 修回日期: ( ) ( ) 作者简介: 唐培家 1941～ , 男 汉族 , 甘肃人, 研究员, 从事核保障技术研究 　第 3～ 4 期　　　唐培家等: 能谱法测定铀、钚同位素丰度 167 　　绝大多数的铀、钚同位素及其衰变子体都能发射其特征 射线。使用高分辨率的H PGe 谱仪测量铀、钚样品的 射线能谱的谱图示于图 1～ 3。在钚样品的 射线能谱中, 通常还能看 到241 的 衰变子体237 和其 - 衰变子体241 的特征 射线能峰。使用 谱仪测得 Pu U Am H PGe 铀、钚样品的 能谱数据, 再用