Сборник тезисов докладов IX Международной молодежной научной конференции

Полярное сияние 2006

Ядерное будущее: безопасность, экономика и право

Содержание сборника

Секция «Безопасность ядерных технологий»

Все доклады секции


ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ АКТИВНОГО МЕТОДА НЕЙТРОННЫХ СОВПАДЕНИЙ ДЛЯ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ МАССЫ ИЗОТОПА УРАНА-235 В РЕГЕНЕРИРОВАННОМ ТОПЛИВЕ

Захарчук И.В.

Озерский технологический институт (филиал) МИФИ

Темой настоящей работы является исследование возможности применения активного метода нейтронных совпадений
для неразрушающего контроля массы изотопа урана-235 в регенерированном топливе. Регенерированный уран-235 также является ядерным материалом и может быть использован при изготовлении оружия (с условием дополнительной обработки), а, следовательно, требует ведения учета и контроля его состояния. Задача контроля массы урана неразрушающими методами стала актуальна в последние годы, в связи с международными договорами о разоружении и нераспространении ядерного оружия.

В ходе работы: получены данные для построения двух калибровочных кривых для урана обогащением 14 и 17%; построена калибровочная зависимость общая для двух исследуемых продуктов; проведен анализ всех измерений по полученной общей калибровке и калибровкам для каждого обогащения в отдельности, и сделан вывод о том, что при анализе образцов урана каждого конкретного обогащения большая точность достигается при использовании отдельной калибровки.

Для реализации поставленной задачи контроля массы урана выбрана установка AWСС американской фирмы CANBERRA.

В основе работы лежит метод калибровочных кривых, позволяющих установить однозначную зависимость между массой высокообогащенного урана и скоростью счета двойных совпадений. Скорость счета двойных совпадений пропорциональна потоку нейтронов вынужденного деления, покидающих образец. Вынужденное деление только урана-235 инициируется нейтронами «подсветки» с помощью Am-Li источников, поскольку средняя энергия нейтронов у них составляет 300 кэВ, что меньше порога вынужденного деления урана-238.

При измерениях необходимо полностью соблюдать условия калибровки, в число которых входит: геометрия расположения образца в измерительной полости счетчика, источники нейтронов подсветки (Am-Li), а набор фона перед измерениями следует проводить с находящимся в измерительной полости счетчика пустым контейнером.

Проведенные эксперименты показали, что метод калибровочной кривой позволяет определять массу урана-235 в контейнерах в диапазоне от 2400 до 3100 грамм с погрешностью не более 9%, в случае с индивидуальной калибровкой для каждого продукта, и не более 11%, для общей градуировки. Указанный диапазон масс реально включает разброс масс урана-235 в технологических контейнерах склада готовой продукции завода 235.