[發明專利]232U的測定方法

有效

• 申請號: 201210035832.8
• 申請日: 2012-02-17
• 公開（公告）號: CN103257147A
• 公開（公告）日: 2013-08-21
• 發明（設計）人: 王琛;趙永剛;李力力;朱留超;趙興紅;常志遠
• 申請（專利權）人: 中國原子能科學研究院
• 主分類號: G01N23/00
• 分類號: G01N23/00;G01N27/62
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于分析化學技術領域，具體涉及²³²U的測定方法。

背景技術

反應堆輻照后的鈾樣品中鈾的同位素通常為²³²U、²³³U、²³⁴U、²³⁵U、²³⁶U、²³⁸U。其中的小組份鈾同位素²³²U、²³³U、²³⁴U、²³⁶U及其子體的存在，給核燃料循環和核燃料元件制造帶來輻照和污染問題，增大了防護難度，尤其是²³²U，其半衰期短、衰變子體產生的γ射線能量高、熱中子吸收截面大，是元件制造中嚴格限制的鈾同位素。美國ASTM標準規定反應堆輻照后的鈾樣品中²³²U的最高限制值為0.005μg/gU。為了準確測量鈾樣品中的²³²U，美國試驗與材料學會建立了標號為ASTM?C761-96的標準實驗方法，我國也等效采用ASTM?C761-88建立了核行業標準EJ?727-1992，這兩種標準都是采用比色法測定電沉積源中鈾的質量，使用α能譜法測定電沉積源²³²U質量。但此方法較為繁瑣，確定電沉積源中鈾的質量時，需要做工作曲線，并且確定每個沉積源質量時均須進行比色測定。

發明內容

本發明針對以上技術存在的問題，提出了一種²³²U的測定方法，該法操作簡單、測量準確。

本發明采用α能譜和質譜聯用測量反應堆輻照后鈾樣品中的²³²U的含量。

通過α能譜測量可測得²³⁴U、²³⁵U、²³⁶U、²³⁸U的總α計數。由于²³²U釋放出兩種α粒子，能量分別為5.28MeV與5.32MeV，與²²⁸Th的能量為5.34MeV的α射線相重疊，但可通過²²⁸Th的另一能量為5.42MeV的α射線扣除²²⁸Th對²³²U的貢獻，得到²³²U的計數。²³²U的質量可用扣除后的²³²U的α計數與其本征比活度計算出，其計算公式如下：

m₂₃₂＝A₂₃₂/α₂₃₂＝(N_5.3-0.3767·N_5.42)/(t·α₂₃₂·Ef)???(1)

公式(1)中：

m₂₃₂、A₂₃₂、α₂₃₂分別為樣品中²³²U的質量、²³²U活度、²³²U的本征比活度；

t、Ef分別為α能譜儀的測量時間和探測器效率；

N_5.3為²³²U的5.26MeV、5.32MeV及²²⁸Th的5.34MeVα峰的總α計數；

N_5.42為²²⁸Th的5.42MeVα峰的凈計數。

通過多接收電感耦合等離子體質譜儀測量鈾樣品中²³²U、²³³U、²³⁴U、²³⁵U、²³⁶U和²³⁸U占U元素的原子百分比，由于²³²U、²³³U所占原子百分比太小，可忽略不計。以²³⁴U為例，其比活度及質量計算公式如下：

A₂₃₄＝m₂₃₄·α₂₃₄???????????????????????????????????(2)

A₂₃₄＝N₂₃₄·/(t·Ef)????????????????????????????????(3)