[发明专利]一种UF6

说明书

本发明属于放射性物质检测技术领域，涉及一种UF₆大罐中铀质量和丰度的核实测量装置和方法。所述的核实测量装置包括³He中子管、聚乙烯慢化体、电子学系统、移位寄存器、电脑，所述的³He中子管测量得到的中子强度的信号经所述的电子学系统放大后，经所述的移位寄存器传输给所述的电脑，所述的电脑利用数据获取软件获取中子强度信号；所述的聚乙烯慢化体包裹在所述的³He中子管的外侧，用于慢化中子。利用本发明的UF₆大罐中铀质量和丰度的核实测量装置和方法，能够在现场快速、准确的进行UF₆大罐中铀质量和丰度的核实测量。

技术领域

本发明属于放射性物质检测技术领域，涉及一种UF₆大罐中铀质量和丰度的核实测量装置和方法。

背景技术

UF₆是一种重要的核材料，它既可用于核能的和平利用，也可用于制造核武器和核爆炸装置，因而成为国际核保障监督、核军备控制及国家核材料管制的主要监控对象。

核材料的核实测量技术是有效实施核保障监督、核材料管制的重要技术手段，目的是及时和准确地获知核材料的种类、数量、同位素组成/丰度等信息，从而实现对核材料的有效管控。UF₆是核燃料循环中最为重要的核材料之一，是生产核燃料的关键材料。因此，研究UF₆的核实测量技术对于加强核不扩散和核保障监督，有效实施国家核材料管制，确保核材料申报的完整性和正确性具有重要的现实意义和实际应用价值。

绝大多数UF₆均贮存于标准的钢制容器中，据报道全球约有10万个UF₆大罐，每年处于运输中的UF₆大罐就有两万多个(每个罐装两吨低浓UF₆)。对这些大罐中的UF₆进行核实显得尤为重要。

公开资料显示，目前，国际原子能机构采用的针对钢制容器中UF₆核材料的核实测量技术主要是以视察员对浓缩厂或元件制造厂的周期性视察为基础的。视察员在设施现场会随机抽取部分UF₆罐进行测量以核实其中的UF₆质量和丰度。典型的UF₆测量技术是采用γ谱仪通过测定²³⁵U发射的185.7keV特征γ射线来确定²³⁵U丰度，UF₆的质量则采用负荷称重的方法来确定。

在一定条件下这些核实技术是有效的，但也有不足之处。

首先，测定丰度时185.7keV能量γ射线穿透力弱，对于UF₆贮存罐这种大体积对象来说，该方法只能测到最外层的对象信息(主要是最外层1-2mm材料，而实际UF₆罐的直径达几十英寸)，所测到的UF₆对象仅是整个罐中物料的一小部分(不足百分之一)，因此所测到的信息无法具有整体代表性(除非假设铀分布处处均匀、一致，没有隐藏替代)。尤其是对没有均质的UF₆罐(如因工艺变化而导致的或由于违规的物料转移场景产生的)或者罐内有隐藏、欺骗行为来说，这种不足之处会带来问题(无法核实)。

另一不足之处是UF₆罐的壁厚差异会带来测量误差，需要进行壁厚吸收校正。虽然利用称重方法可以确定罐质量，但无法确认罐内是否为UF₆，也无法对材料的种类进行核实。抽取样品进行分析检测虽然可以确认所有被测对象的性质，但工作量大，成本高，耗时长，同时会产生放射性废液的处理问题。

因此，寻求建立能够在现场针对UF₆大罐进行独立核实的新技术与设备具有重要的实际应用价值。

发明内容