Проверка возможностей нейтронного спектрального анализа для контроля содержания и изотопного состава урана разного обогащения - Дипломная работа

В данной дипломной работе рассматриваются возможности достаточно новой методики - нейтронного спектрального анализа - для определения содержания урана и его изотопного состава. Неразрушающий характер методики существенен как применительно к ценным пробам (драгоценности, уникальные изделия, внеземные образцы), так и в случае исследования объектов с высокой радиоактивностью (отработавшее ядерное топливо). Из-за удаления детектора на метры от исследуемого объекта НСА нечувствителен не только к относительно небольшой активности ядерного материала критических сборок, но и к высокой активности отработавшего ядерного топлива транспортных и энергетических реакторов. Были предоставлены спектры резонансного пропускания нейтронов, измеренные ранее для группы образцов урана разного обогащения на времяпролётном спектрометре при ускорителе электронов - микротроне МИ-30 критического стенда БФС ФЭИ. Необходимо было проанализировать 17 спектров, измерявшихся в разное время для образцов, различающихся по форме, толщине, химическому соединению и изотопному составу , оценить содержание урана в исследовавшемся образце и его изотопный состав и сопоставить полученые результата с паспортными данными. Особое внимание в работе уделяется проблеме регенерированного урана и нахождению содержания изотопа U236. 4) Анализ содержания изотопов по площадям резонансных провалов в измеренных спектрах 5) Определение содержания U236 в пробах 6) Оценка содержания изотопа в исследовавшихся образцах 7) Подтверждение процентного изотопного состава образцов урана различного обогащения 1. Общая часть 1.1 Перспективы ядерной энергетики Перспективы использования ядерной энергии в качестве одного из основных направлений развития энерготехнологий будущего весьма привлекательны для России. При этом российская ядерная энергетика имеет значительные резервы для своего роста: ресурсы урана и промышленная инфраструктура; частично построенные блоки АЭС суммарной мощностью около 10 ГВт, достройка которых потребует весьма умеренных капитальных вложений; резервы атомного машиностроения, позволяющие, в частности, вести сооружение за рубежом 5 энергоблоков АЭС. При имеющихся ресурсах урана (залежи в недрах, складские запасы на горнодобывающих предприятиях, запасы высокообогащённого урана) срок функционирования отечественной атомной энергетики на тепловых реакторах, если оставаться на уровне мощности - 20 ГВт (эл.), составляет ~ 80-90 лет. Так как в отработавшем топливе исходный уран израсходован всего лишь на 3% от первоначальной массы. Вместе с тем, уран, полученный в результате переработки ОЯТ энергетических реакторов, по изотопному составу отличается от природного урана. Сначала проверяемую учетную единицу взвешивают, оценивают количество U, а затем определяют его изотопный состав, чтобы проверить и сопоставить с имеющимися данными количества изотопа U235 в данной учетной единице. Для неразрушающего контроля используется главным образом ядерно-физические методы, основанные на регистрации собственного гамма, рентгеновского и нейтронного излучения (пассивные методы) и индуцированного излучения (активные методы). 21 декабря 2000 года депутаты Государственной Думы Российской Федерации подавляющим большинством голосов одобрили поправку к статье 50 закона об охране окружающей среды, что сделало возможным ввоз в страну из-за рубежа отработавшего ядерного топлива. При этом используется предположение о независимости площади провала от разрешения, что выполняется для достаточно изолированных линий. 2.4 Программное обеспечение При обработке результатов измерений использовалась ЭВМ типа IBM РС. Пропускание T(E)=(exp(-с?rez(E)))dE нейтронный спектральный анализа уран где f(E)-функция разрешения, с-толщина образца, ?rez(E)-полное сечение.