Влияние примесей при измерении обогащения урана в

УДК 621.311.25(06) Физико-технические проблемы ядерной энергетики
Ю.В. ВОЛКОВ, А.П. ПОНОМАРЕВ, Е.А. ВЕТЛУГИН1
1Московский
ООО «СКБ НОВАТОР», г. Москва,
инженерно-физический институт (государственный университет)
ВЛИЯНИЕ ПРИМЕСЕЙ ПРИ ИЗМЕРЕНИИ ОБОГАЩЕНИЯ
УРАНА В ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМ РАСТВОРЕ
В докладе описывается проблема влияния примесей на измерение обогащения
урана по изотопу уран-235 в азотнокислом растворе.
Для измерения обогащения урана по изотопу уран-235 в работе использовался анализатор «Кобра» СКТБ «Новатор».
Для измерения используются два физических принципа [1]. Для измерения общей концентрации урана используется гамма-абсорбционный
метод [2]. Для измерения концентрации изотопа уран-235 используются
измерения по собственному излучению (авто-эмиссионный метод) [3].
Загру зка контейнеров
Предположительно: неспеченые таблетки
0,0
100
250
-0,2
80
200
-0,4
60
150
-0,6
40
100
-0,8
20
50
-1,0
0
0
Рис. 1. Временной тренд прибора
48
ISBN 978-5-7262-0883-1. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2008. Том 1
5:29:37
300
5:21:22
120
5:13:08
0,2
5:04:53
350
4:56:39
140
4:48:24
0,4
4:40:10
400
4:31:55
160
4:23:41
0,6
4:15:26
0
450
Уран-235(L)
Оценка примесей(L)
Обогащение(L)
Корреляция(L)
Уран-общ(R)
4:07:12
2
180
3:58:57
4
0,8
500
3:50:43
6
200
3:42:28
8
1,0
3:34:14
10
УДК 621.311.25(06) Физико-технические проблемы ядерной энергетики
После установки прибора в технологическую линию стали наблюдаться случаи завышения показаний гамма-абсорбциометра (см. рис.1). Причем наблюдались случаи, когда уровень сигнала от источника Ам-214 падал до уровня фона. Было предложено ввести параметр «Оценка примеси», которые представляет собой отношение площади фона к площади
пика умноженные на подобранную константу. Константа подбиралась
исходя из соображений шкалы от 0 до 100.
При измерениях возникала ситуация, когда общая концентрация урана
растет, обогащение растет, корреляция между концентрацией урана-235 и
общего урана положительная и близка к 1, оценка примесей также растет.
То есть получается, в растворе появилась примесь, которая смогла снизить уровень излучения источника в гамма-абсорбциометре до уровня
фона. Концентрации общего урана и концентрация урана-235 растут коррелированно. И так как измерения этих концентраций производятся по
разным физическим принципам, было предложена следующая модель. В
аппарат растворения поступают неспеченые таблетки, содержащие пластификатор. При попадании в азотную кислоту таблетки растворяются,
пластификатор образует желеобразную массу, которая содержит в себе
большое количество урана. Присутствие данной массы и вызывает эффект
коррелированного завышения концентрации урана.
Технологический раствор отбирался для отправки в ЦЗЛ с оформлением наряда [4] с февраля по июль 2007. Показания анализатора фиксировались в момент отбора. Пробы передавались в ЦЗЛ для детального элементного анализа. В ЦЗЛ для определения примесей применялись: атомно-абсорбционная спектроскопия, масс-спектроскопия с индуктивно связанной плазмой, масс-спектрометрия, рентгено-флюоресцентный анализ
на анализаторе ARL ADVANT’XP. Полученные результаты сопоставлялись с показаниями анализатора. В результате не удалось выявить какойлибо корреляции между наличием более чем 20 элементов и завышениями
показаний анализатора.
Список литературы
1. Якубович А.Л. Ядерно-физические методы анализа минерального сырья. М.: Атомиздат, 1969. 471 с.
2. Райлли Д., Энсслин Н., Смит Х. Пассивный неразрушающий анализ ядерных материалов. М.: БИНОМ, 2000.
3. Фролов В.В. Ядерно-физические методы контроля делящихся веществ. М.: Энергоатомиздат, 1989.
4. Основные требования к приборным средствам контроля параметров ядерной безопасности. Отраслевой руководящий документ.
ISBN 978-5-7262-0883-1. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2008. Том 1
49