Введение
1. ФИЗИЧЕСКАЯ ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ
2. УСТАНОВКА
3. ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
4. ОБРАБОТКА СПЕКТРА
5. РАСЧЕТ ПОГРЕШНОСТИ СОДЕРЖАНИЯ
6. Результаты обработки
Заключение
Литература
В ряду актуальных задач науки и техники важную роль играет разработка аналитических методик определения содержания элементов. Требуется обеспечить возможность ответить на вопрос, какие вещества присутствуют в анализируемом объекте, и в каком количестве. Необходимо, чтобы методика была по возможности универсальной (применимой ко всем элементам) и обеспечивала бы приемлемую точность. Кроме того, существенным оказывается диапазон измеримого содержания и оперативность методики, а также сохраняется ли анализируемый объект после проведения анализа.
Нейтронный спектральный анализ (НСА) основан на пропускании нейтронов через исследуемый образец. Наличие ярко выраженных резонансов в полном нейтронном сечении большинства элементов (за исключением водорода) делает метод практически универсальным. Получаемая информация здесь относится даже не к элементам, а к изотопам, что резко повышает ценность методики в случаях, когда соотношение содержания изотопов может отличаться от природного. Немаловажно и то, что НСА является неразрушающим методом, что очень существенно при работе с дорогостоящими или радиоактивными образцами.
Нейтронный спектральный метод неразрушающего контроля изотопного состава сводится к измерению и последующему анализу спектра пропускания нейтронов через исследуемый образец в резонансной области энергий. Он основывается на использовании энергетической зависимости полного нейтронного сечения, которая к настоящему времени достаточно хорошо изучена. Наиболее удобная область энергий нейтронов 1-500 эВ, где расположено значительное число резонансов в энергетическом ходе полного сечения средних и тяжелых ядер.
Преимущество данной методики состоит в том, что она измеряет именно количество вещества, а не его радиоактивность. Из-за удаления детектора на метры от исследуемого объекта НСА нечувствителен не только к относительно небольшой активности топлива критических сборок, но и к высокой активности отработавшего ядерного материала энергетических реакторов.
К недостаткам методики следует отнести необходимость значительных затрат на создание времяпролётного спектрометра медленных нейтронов с достаточно мощным импульсным источником нейтронов на основе реактора или ускорителя и не слишком высокую оперативность (спектры надо набирать 1-3 часа).
В данной работе нейтронный спектральный анализ (НСА) использован для проверки заявленного изотопного состава проб кадмия из Изотопного Фонда страны. Некоторое время назад возникла необходимость проверить, действительно ли предложенные пробы отличаются в нужную сторону от природного соотношения содержания изотопов и имеют заявленный изотопный состав. Применение этой достаточно новой методики было вызвано необходимостью избежать затрат дорогостоящего материала, к чему неизбежно вело применение разрушающих методик (например, масс-спектрометрии).
В результате проделанной работы со спектрами пропускания резонансных нейтронов для образцов 4 композиций изотопного состава плутония (заявленная доля Pu239 по массе составляла 95%,89%,77% и 67%) определено абсолютное содержание изотопов Pu239, Pu240, Pu241 и Pu242, а также Ам241.
Число спектров, количество провалов для каждого изотопа, оценка изотопного состава после усреднения по каждому спектру. Обсуждения качесва результатов – роль статистики и ограничения метода площадей (только синглеты и потому обрабатывается лишь 10-20% спектра). Что определяет точность – статистика набора спектра и несовершенство расчетной модели - нужен метод формы.
