Современные аналитические методики, использующие ядерное излучение, обладают рядом преимуществ, основным из которых является их неразрушающий характер. Альфа и бета - излучения сильно поглощаются веществом, поэтому наиболее эффективными оказываются методики, использующие проникающую радиацию – гамма излучение.
Измерения активности обычно выполняется без спектрометрии, однако ее привлечение дает возможность получить намного более детальную информацию, что необходимо как для эффективного решения задач защиты персонала, так и для прогноза изменения активности во времени. С помощью спектрометрии гамма излучения можно получить информацию о спектральном составе излучателя и о содержании изотопов в нем.
Для безопасного обращения с ураном необходимо контролировать уровень его радиоактивности, поскольку она может иметь несколько источников разного происхождения.
Целью настоящей дипломной работы являлось изучение радиоактивности блочков урана, участвовавших в экспериментах на критических стендах, с помощью спектрометрии гамма излучения.
Проводились измерения спектров блочков различного обогащения с разными временами выдержки. Была произведена оценка вкладов различных типов радиоактивности. Измерения спектров для контроля радиоактивности проводились на коаксиальном германиевом детекторе.
Так же целью дипломной работы являлось измерение обогащения блочков урана, недавно участвовавших в экспериментах. Аппаратура для измерения обогащения предназначена для необлученного урана, поэтому проверялась возможность определения обогащения в зависимости от времени выдержки после участия в экспериментах. Измерения обогащения проводились с использованием натрий – йодного детектора.
В результате анализа спектров гамма излучения, измеренных для блочков урана БФС с различным содержанием U235 с месячной выдержкой после участия в экспериментах были получены данные об изотопном составе спектров. Для каждого спектра была проведена оценка вкладов различных типов радиоактивности.
2. Было установлено, что наибольший вклад в активность урановых блочков с месячной выдержкой вносят осколки деления. Наиболее «сильными» из них являются следующие изотопы: Nb95, Zr95, Ce141, La140, Ru103.
3. Среди трех блочков с разным процентным содержанием U235 (0,4%, 36%, 90%) наибольшее увеличение активности наблюдалось у обедненной окиси урана (содержание U235 – 0,4%).
4. В результате анализа спектров гамма излучения блочков урана с длительной выдержкой после использования в экспериментах на критстендах, следы активации были обнаружены лишь по Ce137, период полураспада которого около 30 лет.
5. При сопоставлении энергетических зависимостей относительной эффективности было установлено, что для разных спектров они имеют разный вид. Это приводит к необходимости определения энергетического хода относительной эффективности для каждого нового спектра.
6. В ходе измерений обогащения было установлено, что стандартная аппаратура не подходит для определения обогащения активированного урана. С увеличением выдержки после активации (вследствие распада мешающих короткоживущих изотопов – продуктов деления) результаты измерений приближались к правильным (паспортному значению обогащения).
