專利名稱：克服核燃料二氧化鈾年齡對其鈾-235豐度在線檢查影響的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明為一種既可適用于二氧化鈾粉末的鈾-235豐度在線檢查，又可適用于二氧化鈾芯塊的鈾-235豐度在線檢查的克服核燃料二氧化鈾年齡對其鈾-235豐度在線檢查影響的方法。
采用自射線碘化鈉探測器伽瑪射線能譜單窗技術(shù)(即用一個能量甄別器)對核燃料二氧化鈾中的鈾-235豐度檢查時，存在年齡影響的問題。因?yàn)槎趸欀械拟?235和鈾-238進(jìn)行一系列衰變，產(chǎn)生一些子體，在二氧化鈾生產(chǎn)制作過程中，沉淀和水解去掉了這些子體，因此新生產(chǎn)出來的二氧化鈾放射性強(qiáng)度較低。但是新生產(chǎn)出來的二氧化鈾中的鈾-235和鈾-238子體衰變未達(dá)到平衡，所以隨著時間的增加，其放射性強(qiáng)度按指數(shù)規(guī)律上升。因此用鈾碘化鈉探測器伽瑪射線能譜單窗技術(shù)檢查二氧化鈾中的鈾-235豐度會受到二氧化鈾年齡的影響。
目前，在克服核燃料二氧化鈾年齡對其鈾-235豐度在線檢查影響的方法中均是采用單峰雙窗技術(shù)，即只用二氧化鈾碘化鈉探測器伽瑪射線能譜上的185.7千電子伏特一個峰做為峰窗，取相鄰185.7千電子伏特峰的高能量區(qū)域一段做為本底窗，利用峰窗面積和本底窗面積來確定二氧化鈾中的鈾-235豐度。如國際原子能機(jī)構(gòu)1976年出版的《核燃料質(zhì)量保證》一書中所載《輕水堆元件廠鈾-235豐度在線控制》一文中所述的方法。上述單峰雙窗方法的主要不足之處就在于峰窗只包含一個185.7電子伏特的峰，閥寬較窄，因此單位時間內(nèi)所獲得的數(shù)據(jù)較少，檢查速度慢。
本發(fā)明的目的就在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)方法中的不足之處，而提供一種可以克服核燃料二氧化鈾年齡對其鈾-235豐度在線檢查影響的方法，該方法既可適用于二氧化鈾粉末的鈾-235豐度在線檢查，又可適用于二氧化鈾芯塊的鈾-235豐度在線檢查。
本發(fā)明的方法可采用下述措施來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明采用二氧化鈾碘化鈉探測器伽瑪射線能譜雙峰雙窗技術(shù)方法來克服二氧化鈾年齡對其鈾-235豐度在線檢查的影響。
本發(fā)明取二氧化鈾碘化鈉探測器伽瑪射線能譜上98千電子伏特和185.7千電子伏特兩個峰做為峰窗，取相鄰185.7千電子伏特峰的高能量區(qū)域一段做為本底窗。
本發(fā)明的鈾碘化鈉探測器伽瑪射線能譜雙峰雙窗技術(shù)方法為克服二氧化鈾年齡對其鈾-235豐度在線檢查的影響提供了一種有效的檢查手段，克服了現(xiàn)有技術(shù)方法中存在的閾寬較窄、獲取數(shù)據(jù)較少、檢查速度較慢的不足之處。該方法既可適用于二氧化鈾粉末的鈾-235豐度在線檢查，又可適用于二氧化鈾芯塊的鈾-235豐度在線檢查。
附圖
為二氧化鈾碘化鈉探測器伽瑪射線能譜。
通過高純鍺探測器對二氧化鈾進(jìn)行測試分析，發(fā)現(xiàn)二氧化鈾碘化鈉探測器伽瑪射線能譜第一個峰(即98千電子伏特的峰)中主要成份是鈾-235的貢獻(xiàn)，這樣98千電子伏特和185.7千電子伏特的凈面積也與二氧化鈾中鈾-235豐度成正比。因此可以將98千電子伏特和185.7千電子伏特兩個峰包括在一起，做為獲取數(shù)據(jù)的峰窗(即圖中從a到b)。相鄰峰窗的右邊高能量區(qū)域取一段做為本底窗(即圖中從c到d)。這樣通過峰窗的面積(計(jì)數(shù)率)和本底窗面積(計(jì)數(shù)率)，可求出雙峰的凈面積，即二氧化鈾中98千電子伏特和185.7千電子伏特兩種能量的伽瑪射線強(qiáng)度總和。
由于產(chǎn)生年齡影響的原因主要為二氧化鈾中鈾-238衰變放射出的1001千電子伏特等高能伽瑪射線的康普頓散射形成的與年齡有關(guān)的本底造成的。因此峰窗下面的本底面積與本底窗的面積之比為一常數(shù)，此常數(shù)與豐度和年齡無關(guān)。因此通過上面分析可設(shè)計(jì)刻度方程為E＝a·P+b·B或E＝a·P+b·B+c其中E為鈾-235豐度，P和B分別為峰窗和本底窗面積，a、b、c為刻度系數(shù)。
附表為利用鈾碘化鈉探測器伽瑪射線能譜雙峰雙窗方法對二氧化鈾芯塊(豐度為3.0%)測量結(jié)果
從表中可以看出，所測豐度值與樣品的年齡無關(guān)。因此采用鈾碘化鈉探測器伽瑪射線能譜雙峰雙窗方法測二氧化鈾中鈾-235豐度克服了樣品年齡的影響。
鈾碘化鈉探測器伽瑪射線能譜雙峰雙窗方法對二氧化鈾中鈾-235豐度檢查可實(shí)現(xiàn)在線動態(tài)檢查。采用兩個能量甄別器和兩個多定標(biāo)器，將第一個能量甄別器的上、下閾置于峰窗位置，即包括98千電子伏特和185.7千電子伏特兩個峰(圖中a和b位置)，另一個能量甄別器的上、下閾置于本底窗位置(即圖中c和d位置)。核燃料元件棒或裝有二氧化鈾粉末的容器，勻速通過碘化鈉探測器，經(jīng)過兩個能量甄別器、兩個多定標(biāo)器以一定多定標(biāo)時間分別連續(xù)記錄峰窗的計(jì)數(shù)和本底窗的計(jì)數(shù)，通過方程E＝a·P+b·B或者E＝a·P+b·B+c便可確定元件棒中各個位置上的二氧化鈾芯塊或裝有二氧化鈾粉末的容器各個位置上的鈾-235豐度，從而實(shí)現(xiàn)在線檢查。因此該方法不僅適用于二氧化鈾粉末的鈾-235豐度在線檢查，同樣適用于二氧化鈾芯塊的鈾-235豐度在線檢查。
權(quán)利要求
1.本發(fā)明為一種既可適用于二氧化鈾粉末的鈾-235豐度在線檢查，又可適用于二氧化鈾芯塊的鈾-235豐度在線檢查的克服核燃料二氧化鈾年齡對其鈾-235豐度在線檢查影響的方法，其特征在于采用二氧化鈾碘化鈉探測器伽瑪射線能譜雙峰雙窗技術(shù)方法來克服二氧化鈾年齡對其鈾-235豐度在線檢查的影響。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的克服核燃料二氧化鈾年齡對其鈾-235豐度在線檢查影響的方法，其特征在于取二氧化鈾碘化鈉探測器伽瑪射線能譜上98千電子伏特和185.7千電子伏特兩個峰做為峰窗，取相鄰185.7千電子伏特峰的高能量區(qū)域一段做為本底窗。
全文摘要
本發(fā)明為一種克服核燃料二氧化鈾年齡對其鈾-235豐度在線檢查影響的方法，其特征在于采用二氧化鈾碘化鈉探測器伽瑪射線能譜雙峰雙窗技術(shù)方法來克服二氧化鈾年齡對其鈾-235豐度在線檢查的影響。本發(fā)明的方法克服了現(xiàn)有技術(shù)方法中存在的閾寬較窄、獲取數(shù)據(jù)較少、檢查速度較慢的不足之處。該方法既可適用于二氧化鈾粉末的鈾-235豐度在線檢查，又可適用于二氧化鈾芯塊的鈾-235豐度在線檢查。
文檔編號G01T1/16GK1090647SQ93100879
公開日1994年8月10日 申請日期1993年2月5日 優(yōu)先權(quán)日1993年2月5日
發(fā)明者劉蘭華, 劉南陔, 鄧景珊 申請人:河南菲尼科技實(shí)業(yè)公司