Способ определения отношения концентрации урана @ -235 и -238 Советский патент 1984 года по МПК G01T1/167 G01N23/22 

18 Изобретение относится к разделу Приборы и методы экспериментальной физики и химии и может быть использовано для определения относительного содержания изотопов ураиа-235 и урана-238 в минералах и породах земного и внеземного происхождения и других материалах. Известен способ определения отно сительной концентрации изотопов урана-235 -и -238, который состоит в измерении скорости образования осколков деления в исследуемом и стандартном образцах с известным от ношением концентрации изотопов в нейтронном пучке 11. Наиболее близким по технической сущности -к изобретению является способ определения отношения концен раций урана-235 и -238, включающий переменную активацию ядер этих изотопов, основанньп на облучении иссл дуемого, материала смешанным потоком тепловых и резонансных нейтронов с последующим измерением соотноше(239, НИН -т-излучения продуктов ,235-- -Ва С2. деления (J Однако существующий способ не позволяет измерять отношение концентрации изотопов урана менее . Цепью изобретения является расши рение диапазона измерения в сторон меньшего содержания U до уровня к он центр аций 10 г/г. Цель достигается тем, что по способу определения отношения конц раций урана-235 и -238, включающем нейтронную активаидю ядер этих изо топов, измеряют продукты активации в образце, изготовленном из исслед мого материала, и в стандартном об разце с известным отношением концентраций изотопов урана-235 и -23 для чего проводят облучение исследуемого и стандартного образцов смешенным потоком тепловых и резонансных нейтронов, например, в реакторе, определяют отношение числа треков осколков деления урана-235 ,к наведенной активности гамма-излу чения нептуния-239 для: стандартног и исследуемого образцов и вычисляю отношение концентрации изотопов урана в образце из вь1ражения Ьм. Cm где А- известное отношение числа атомов и2 5/у23е в стандартном образце; , 1 -гт плотность треков осколков деления урана-235 для исследуемого- и стандартного образцов соответственно; о6р Тот число отсчетов наведенной гa tмaактивности Np в исследуемом и стандартном образцах соответственно. При этом нет необходимости знать плотность потока тепловых и резонансных нейтронов в реакторе. Дпя изготовления исследуемого образца отбирают 10 мг исследуемого вещества - тонкий однородный порошок с размерами крупинок 0,1-0,2 мкм. Затем исследуемое вещество наносят из взвеси в ацетоне на подложку из слюды фторофлогопита, имеющую собственную концентрацию . Толщина слоя наносимого вещества 0,2 мг/см, что несколько ниже 1100 среднего пробега осколков деления. Далее образец площадью 2 см покрывают сверху тонкой фольгой из слюды фторофлогопита с целью предотвращения повреждения исследуемого слоя и возможности его загрязнения урансодержащей пьтью. В качестве стандартного образца используют полевой шпат природного происхождения, в котором отношение концентрации и бьшо 0,00715 Изготовление стандартного образца производят аналогично исследуемому, размеры и форма образцов также аналогичными.. Наведенную гамма-активность в NP измеряют в одинаковой геометрии с помощью германиевого детектора. При этом для уменьшения погрешности статистику отсчетов доводят до 400-500. Дпя подсчета плотности треков образцы -травят в 10%-ном растворе HF и используют микроскоп. Погрешность этих измерений не превьш1ала ±4%. Таким образом измеряли лишь плотность следов осколков деления U и интенсивность у-квантов от радиоактивного распада изотопа 3 88 исследуемом и стандартном образцах. TIpij этом нет необходимоети знать вес образцов, а также абсолютную концентрацию урана в стандартном образце. Точность измерения искомого отношения определяется лишь статистическими ошибками, указанными в формуле заявки (при наборе свьш1е 400 отсчетов в каждом измерении ошибка измерений не превьш1ает ). Содержание урана во многих земных и особенно в неземных образцах 01244 . находится на уровне , поэтому предложенный способ прямого определения отношения / /U для некоторых материалов является един5 ственным. Использование предлагаемого способа измерения отношения концентрации изотопов уранв-235 и -238 ю обеспечивает по сравнению с существующими . способами измере- . ние концентраций до уровня 10 . г/г.

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ OTHOUIEНИЯ КОНЦЕНТРА1.Щ ИЗОТОПОВ УРАНА -235 и -238,включающий нейтронную активацию ядер этих изотопов, о т л и ч а ю щ и и с -я тем, что, с целью расширения диапазона измерения в сторону меньшей концентрации урана -235 до уровня , измеряют продукты активации в образце, изготовленном из исследуемого материала, .и в стандартном образце с известным отношением концентраций изотопов урана -235 и -238, для чего проводят облучение исследуемого и стандартного образцов смешанным потоком тепловых и резонансных нейтронов, определяют отношение числа треков осколков деления урана -235 к наведенной активности гаммаизлучения нептуния-239 для стандартного и исследуемого образцов и вычисляют отношение концентрации изотопов урана в образце из выражения . о5р oSp 23S Л . 235 где А известное отношение числа aTOMOBU Vu в стандартном образ-. $ це 5 (Л Nf Nf плотность треков , о5р ст осколков деления урана-235 для исследуемого и стандартного образцов соответственно ТоБр Т число отсчетов наот веденной гамма-ак239 тивностиМр В исследуемом и стандартном образце соответственно.