[發(fā)明專利]一種鈾裂變電離室鈾靶鈾同位素原子核數(shù)量定值方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202110871295.X | 申請日： | 2021-07-30 |
| 公開（公告）號： | CN113671556A | 公開（公告）日： | 2021-11-19 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 李立華;莫玉俊;李瑋;劉蘊(yùn)韜 | 申請（專利權(quán)）人： | 中國原子能科學(xué)研究院 |
| 主分類號： | G01T1/185 | 分類號： | G01T1/185;G01N27/626;G21C17/108 |
| 代理公司： | 北京天悅專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11311 | 代理人： | 田明;任曉航 |
| 地址： | 102413 *** | 國省代碼： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 裂變 電離室 鈾靶鈾 同位素 原子核 數(shù)量 方法 | ||
本發(fā)明屬于鈾同位素原子核數(shù)量定值技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鈾裂變電離室鈾靶鈾同位素原子核數(shù)量定值方法，包括如下步驟：步驟S1，獲得鍍靶的鈾同位素原子核數(shù)量的比值；步驟S2，獲取第一alpha譜，第一alpha譜是指鈾裂變電離室內(nèi)的鈾靶發(fā)射的alpha譜，在第一alpha譜上設(shè)定第一甄別閾，獲得第一閾上alpha計(jì)數(shù)；步驟S3，獲取第二alpha譜，第二alpha譜是指通過模擬程序得到的模擬的鈾裂變電離室內(nèi)的鈾靶發(fā)射的模擬alpha譜，在第二alpha譜上設(shè)置第二甄別閾，得到第二alpha譜的全譜計(jì)數(shù)和第二閾上alpha計(jì)數(shù)的比值；步驟S4，獲得總alpha計(jì)數(shù)；步驟S5，通過總alpha計(jì)數(shù)、測量獲取第一alpha譜的活時(shí)間、鈾同位素的衰變常數(shù)以及鈾靶的鈾同位素原子核數(shù)量的比值推算得到鈾靶中的各個(gè)鈾同位素原子核數(shù)量。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于鈾同位素原子核數(shù)量定值技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鈾裂變電離室鈾靶鈾同位素原子核數(shù)量定值方法。
背景技術(shù)
U-235裂變電離室(鈾裂變電離室)常用于測量低能中子和1MeV以上快中子的注量(率)，采用的是裂變碎片的計(jì)數(shù)推算中子注量(率)，由于在裂變中裂變碎片能獲得168MeV的動(dòng)能，相比主要本底U同位素衰變放出的alpha(3.9～4.8)MeV的動(dòng)能，有著極好的信噪比，測量的基本原理可以用公式(1)表示：
式中：
—表示單能中子能量為E時(shí)的中子注量率；
nE—表示鈾裂變電離室測得的裂變碎片的計(jì)數(shù)率；
RE—表示鈾裂變電離室的注量響應(yīng)；
ca—表示靶自吸收修正系數(shù)；
cl—表示閾下裂變碎片修正系數(shù)。
式(1)中RE的確定，首先要獲得鈾靶中鈾同位素原子核數(shù)量，這一般通過兩步方法測量獲得，第一步先用熱電離質(zhì)譜法測量采用的鈾靶材料中U-234、235、236、238同位素原子核的比例，第二步定鈾靶中U-234、235、236、238同位素的總量，在第二步中，根據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，目前存在3種確定鈾靶中U-234、235、236、238同位素總量的方法，第一種方法是稱重法[3]，稱重法稱的是鍍在底襯上的鈾物質(zhì)總質(zhì)量，但鍍在底襯上的鈾物質(zhì)的種類是很難確定的，大致可能有以下幾種：U(NO3)3、U(NO3)4、U(NO3)5、U(NO3)6、U2O3、U3O8及其他有機(jī)質(zhì)，因此，通過稱重很難確定U同位素的總量；第二種方法是通過屏柵電離室測量鈾靶衰變發(fā)射的總alpha計(jì)數(shù)確定U同位素的總量[1][4]，由于屏柵電離室通過計(jì)數(shù)測量alpha總量，必須設(shè)置一定的甄別閾以去除噪聲的影響，這同時(shí)也忽略了脈沖幅度較低的alpha計(jì)數(shù)，因此，通過屏柵電離室法無法精確定量alpha總數(shù)；第三種方法是通過小立體角探測器測量鈾靶衰變發(fā)射的總alpha計(jì)數(shù)確定U同位素的總量[1]，這種方法的缺點(diǎn)是探測效率太低，對用于反應(yīng)堆高注量率中子測量的鈾裂變電離室的鈾靶鈾同位素原子核數(shù)量定量需要太長的時(shí)間。
小立體角探測器裝置的組成如圖1所示，圖1中的準(zhǔn)直光闌對放射源所張的立體角的示意圖如圖2所示，h為源距準(zhǔn)直光闌的距離，R為準(zhǔn)直光闌的半徑，r為源活性區(qū)半徑，則活性區(qū)半徑為r的源對半徑為R的準(zhǔn)直光闌所張的有效立體角可以用公式(2)表示：
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