RU2189612C1 - Способ контроля обогащения газообразного гексафторида урана ураном-235 - Google Patents
Способ контроля обогащения газообразного гексафторида урана ураном-235 Download PDFInfo
- Publication number
- RU2189612C1 RU2189612C1 RU2000133015A RU2000133015A RU2189612C1 RU 2189612 C1 RU2189612 C1 RU 2189612C1 RU 2000133015 A RU2000133015 A RU 2000133015A RU 2000133015 A RU2000133015 A RU 2000133015A RU 2189612 C1 RU2189612 C1 RU 2189612C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- uranium
- hexafluoride
- gamma radiation
- intensity
- chamber
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measurement Of Radiation (AREA)
Abstract
Использование: в технологических потоках заводов по разделению изотопов урана. Сущность: в способе определение содержания урана-235 производят путем измерения интенсивности гамма-излучения. Определение общего содержания урана в гексафториде урана осуществляется путем одновременного контроля давления и температуры газа в измерительной камере. Технический результат: сокращение аппаратурных затрат, исключение применения внешнего радиоизотопного источника. 3 ил.
Description
Изобретение относится к способам контроля обогащения газообразного гексафторида урана ураном-235 и может быть применено на заводах по разделению изотопов урана.
Известен способ [1] контроля обогащения газообразного гексафторида урана ураном-235, заключающийся в облучении потоком гамма-излучения первой камеры с гексафторидом урана, одновременной регистрацией интенсивности гамма-излучения урана-235 от гексафторида урана, находящегося во второй камере, параллельно соединенной с первой, и интенсивности характеристического Kα излучения урана от первой камеры. Концентрацию урана-235 определяют по формуле
где С5 - концентрация урана-235 в гексафториде урана;
I - интенсивность собственного гамма-излучения урана-235;
I - интенсивность характеристического рентгеновского Kα излучения урана;
α - градуировочная постоянная.
где С5 - концентрация урана-235 в гексафториде урана;
I - интенсивность собственного гамма-излучения урана-235;
I - интенсивность характеристического рентгеновского Kα излучения урана;
α - градуировочная постоянная.
Сложность реализации этого способа требует больших аппаратурных затрат и значительных расходов на эксплуатацию установок. Способ требует применения внешнего радиоизотопного источника с энергией гамма-излучения выше К-края поглощения урана.
Наиболее близким к предлагаемому является способ [2] контроля обогащения газообразного гексафторида урана, заключающийся в облучении потоком моноэнергетического гамма-излучения камеры с гексафторидом урана, одновременном измерении от этой камеры интенсивности гамма-излучения урана-235 и интенсивности прошедшего через камеру потока моноэнергетического гамма-излучения. По отношению интенсивности собственного гамма-излучения урана-235 к степени ослабления моноэнергетического гамма-излучения от внешнего радиоизотопного источника определяют концентрацию урана-235 в гексафториде урана по формуле
где С5 - концентрация урана-235 в гексафториде урана;
I - интенсивность собственного гамма-излучения урана-235 от гексафторида урана;
N0 - интенсивность потока моноэнергетического гамма-излучения, прошедшего от внешнего источника излучения через камеру без гексафторида урана;
N - интенсивность потока моноэнергетического гамма-излучения, прошедшего от внешнего источника излучения через камеру с гексафторидом урана;
α - градуировочная постоянная.
где С5 - концентрация урана-235 в гексафториде урана;
I - интенсивность собственного гамма-излучения урана-235 от гексафторида урана;
N0 - интенсивность потока моноэнергетического гамма-излучения, прошедшего от внешнего источника излучения через камеру без гексафторида урана;
N - интенсивность потока моноэнергетического гамма-излучения, прошедшего от внешнего источника излучения через камеру с гексафторидом урана;
α - градуировочная постоянная.
Способ требует значительных аппаратурных и больших эксплуатационных затрат из-за применения внешнего радиоизотопного источника гамма-излучения.
Задача заключается в снижении аппаратурных затрат на реализацию способа измерения, в исключении из процесса измерения внешнего радиоизотопного источника.
Техническое решение достигается тем, что согласно способу контроля обогащения гексафторида урана, заключающемуся в измерении от камеры с гексафторидом урана интенсивности гамма-излучения урана-235, одновременно измеряют давление и температуру находящегося в этой камере гексафторида урана, а содержание урана-235 определяют по формуле
где С5 - концентрация урана-235 в гексафториде урана;
I - интенсивность гамма-излучения урана-235;
t - температура гексафторида урана;
Р - давление гексафторида урана;
α - градуировочная постоянная.
где С5 - концентрация урана-235 в гексафториде урана;
I - интенсивность гамма-излучения урана-235;
t - температура гексафторида урана;
Р - давление гексафторида урана;
α - градуировочная постоянная.
В сравнении с прототипом предложенное решение обладает новизной, т.к. значительно упрощает аппаратурную реализацию способа, исключает применение внешнего радиоактивного источника, снижает эксплуатационные расходы оборудования.
В патентной и научно-технической литературе не описаны аналогичные способы. Следовательно, предложенное решение отвечает критерию "существенные отличия".
На фиг.1 изображена функциональная схема экспериментальной установки для реализации предложенного способа.
На фиг. 2 и 3 представлены результаты экспериментальных измерений концентрации урана-235 по предлагаемому и известному способам, соответственно, в зависимости от давления гексафторида урана.
Изображенная на фиг. 1 установка содержит цилиндрическую камеру 1, детектор 2, прибор измерения давления 3, датчик температуры 4, блок сбора данных 5, анализатор 6, вычислительный комплекс 7, входной клапан 8, выходной клапан 9.
Детектор 2 регистрирует гамма-излучение урана-235 от находящегося в камере 1 гексафторида урана, одновременно прибором 3 измеряется давление и датчиком 4 температура гексафторида урана в этой камере. Концентрацию урана-235 в гексафториде урана определяют по формуле (2).
В выражении (2) величина интенсивности I собственного гамма-излучения урана-235 пропорциональна содержанию урана-235 в гексафториде урана. Значение величины общего содержания урана в газе пропорционально P/t. В процессе обогащения урана присутствие в гексафториде урана газообразных соединений других элементов маловероятно.
Погрешность δ измерения обогащения по предлагаемому способу обусловлена тремя независимыми составляющими: статистической погрешностью δ5 измерения интенсивности гамма-излучения урана-235; погрешностью δp измерения давления и погрешностью δt измерения температуры:
В выражении (3) составляющая погрешности δ5 является статистической погрешностью измерения интенсивности гамма-излучения с энергией 185,6 кэВ. Эта составляющая погрешности может быть снижена путем увеличения времени измерения.
В выражении (3) составляющая погрешности δ5 является статистической погрешностью измерения интенсивности гамма-излучения с энергией 185,6 кэВ. Эта составляющая погрешности может быть снижена путем увеличения времени измерения.
Величины погрешности δp и погрешности δt характеризуются погрешностью прибора давления и погрешностью датчика температуры.
Предложенный способ испытан на экспериментальной установке. Камера 1 представляла алюминиевый цилиндр диаметром 26 см, высотой 30 см. Детектор 2 NaJ (T1) диаметром 15 толщиной 2 см с фотоумножителем ФЭУ-173. Прибор давления типа МЦ-2 с классом точности 0,5, датчик температуры - платиновый термометр с классом точности 0,2.
Анализатор 6 представляет двухканальный амплитудный анализатор импульсов, первый канал которого настраивался на энергетическую линию 185,6 кэВ, второй канал регистрировал гамма-излучение в более высокоэнергетическом интервале с целью учета фоновой составляющей под пиком 185,6 кэВ. Блоком 5 сбора данных производилась регистрация результатов измерения прибором давления и датчиком температуры. Этим блоком осуществлялось преобразование информации о давлении и температуре к виду, удобному для обработки в вычислительном комплексе 7, в качестве которого применялась ЭВМ. На вычислительный комплекс одновременно поступала информация с выхода анализатора 6.
После напуска в камеру гексафторида урана до требуемого давления камера отсекалась вентилями 8, 9. Включалось измерение интенсивности гамма-излучения, одновременно измерялись и постоянно фиксировались значения температуры и давления. Вычислялись средние значения температуры и давления за весь период измерения интенсивности гамма-излучения урана-235. По формуле (2) рассчитывались значения концентрации урана-235. Величина I корректировалась на величину фоновой составляющей под пиком 185,6 кэВ. Давление в камере изменялось, циклы измерений повторялись на каждой ступени давления. При аналогичных условиях были проведены измерения по известному способу. При этом значение концентрации урана-235 рассчитывалось по формуле (1). Обработка информации ЭВМ при измерении по известному способу производилась с учетом фоновых составляющих величин I, N0, N.
Результаты измерений представлены графически на фиг. 2 и фиг.3, как С5/Сист.= f(Р), т.е. как зависимость от давления отношения концентрации С5 к истинному значению концентрации Сист.. За истинное значение концентрации принята величина 0,3600±0,0018 мас.%, определенная как средняя величина из трех измерений масс-спектрометром.
На фиг. 2, 3 отрезки, показывающие отклонения, представляют собой суммарную ошибку измерения и масс-спектрометра.
Проведенные измерения показывают, что предложенный способ позволяет производить контроль обогащения гексафторида урана с погрешностью не хуже погрешности измерения по известному способу.
Основным достоинством предлагаемого решения является то, что оно не требует применения внешнего радиоизотопного источника гамма-излучения, что значительно снижает аппаратурные и эксплуатационные затраты установок.
Источники информации
1. Измеритель массовой доли ИМД. Техническое описание и инструкция по эксплуатации eK2.800.011 ТО. Уральский Электрохимический комбинат, г. Новоуральск, Свердловской обл., 1987г. с. 10, 13.
1. Измеритель массовой доли ИМД. Техническое описание и инструкция по эксплуатации eK2.800.011 ТО. Уральский Электрохимический комбинат, г. Новоуральск, Свердловской обл., 1987г. с. 10, 13.
2. Richard B. Strittmatter "AGAG-PHASE UF6 ENRICHMENT MONITOR", Los-Alamos National Laboratory, Nuclear technology, 1982, november, p. 355, (прототип).
Claims (1)
- Способ контроля обогащения газообразного гексафторида урана ураном-235, заключающийся в измерении от камеры с гексафторидом урана интенсивности гамма-излучения урана-235, отличающийся тем, что одновременно с измерением интенсивности гамма-излучения урана-235 измеряют давление и температуру гексафторида урана, а о содержании урана-235 в гексафториде урана судят по значению отношения
где С - содержание урана-235 в гексафториде урана;
I - интенсивность гамма-излучения урана-235;
Р - давление гексафторида урана в камере;
t - температура гексафторида урана в камере;
α - градуировочная постоянная.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000133015A RU2189612C1 (ru) | 2000-12-28 | 2000-12-28 | Способ контроля обогащения газообразного гексафторида урана ураном-235 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000133015A RU2189612C1 (ru) | 2000-12-28 | 2000-12-28 | Способ контроля обогащения газообразного гексафторида урана ураном-235 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2189612C1 true RU2189612C1 (ru) | 2002-09-20 |
Family
ID=20244165
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2000133015A RU2189612C1 (ru) | 2000-12-28 | 2000-12-28 | Способ контроля обогащения газообразного гексафторида урана ураном-235 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2189612C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004107353A1 (fr) * | 2003-06-02 | 2004-12-09 | Federal Unitari State Enterprise 'siberian Chemical Combine' | Procede pour controler la fraction massique de l'uranium-235 dans l'hexafluorure d'uranium et systeme de controle |
-
2000
- 2000-12-28 RU RU2000133015A patent/RU2189612C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Richard B. Strittmatter, A gas-phase UF 6 enrichment monitor, NUCLEAR TECHNOLOGY, vol. 59, nov 1982, p.355-362. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004107353A1 (fr) * | 2003-06-02 | 2004-12-09 | Federal Unitari State Enterprise 'siberian Chemical Combine' | Procede pour controler la fraction massique de l'uranium-235 dans l'hexafluorure d'uranium et systeme de controle |
| CN100505108C (zh) * | 2003-06-02 | 2009-06-24 | 联邦化工西伯利亚集团公司 | 控制气态六氟化铀中的铀-235质量分数的方法和控制系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3009062A (en) | Absorption analyzer | |
| US4016419A (en) | Non-dispersive X-ray fluorescence analyzer | |
| GB1127342A (en) | Method of and apparatus for determining the mean size of given particles in a fluid | |
| RU2189612C1 (ru) | Способ контроля обогащения газообразного гексафторида урана ураном-235 | |
| US3717753A (en) | Liquid scintillation spectrometer with automatic setting of channel limits | |
| RU2267800C1 (ru) | Способ идентификации альфа-излучающих радионуклидов | |
| RU2330308C1 (ru) | Способ контроля массовой доли изотопа уран-235 в газовой фазе гексафторида урана и система измерения для его реализации | |
| RU2256963C2 (ru) | Способ контроля массовой доли изотопа уран-235 в газовой фазе гексафторида урана и система измерения для его реализации | |
| Thomas et al. | Improved resolution in high-sensitivity dual-label gas radiochromatography | |
| Banick | Determination of Americium-243 by Separation and Counting of Neptunium-239 Daughter. | |
| Ogawa et al. | A new method for atmospheric tritium measurement by a source modulation technique | |
| JPS5977346A (ja) | 物質元素組成分析装置 | |
| Balla et al. | Uncertainty budget and validation of NAA using Reference Materials | |
| RU2185667C1 (ru) | Способ и система контроля обогащения гексафторида урана | |
| JPS61160079A (ja) | ベ−タ核種分析装置 | |
| EP4273590A1 (en) | Device for determination of specific activity of radiocarbon (14c) | |
| Nyarko et al. | Application of NAA standardization methods using a low power research reactor | |
| JPS5492388A (en) | Chromatograph mass spectrographic apparatus | |
| RU2457557C1 (ru) | Способ определения обогащения топливных таблеток, содержащих смесь изотопов урана, ураном 235 | |
| RU2325672C1 (ru) | Способ контроля массовой доли изотопа уран-235 в газовой фазе гексафторида урана и система измерения для его реализации | |
| Hao et al. | Gamma spectral analysis method based on lanthanum bromide scintillation crystal for seawater | |
| SU743410A1 (ru) | Способ измерени количества продукта по его собственному излучению | |
| RU2396613C1 (ru) | Способ контроля массовой доли изотопа уран-235 в газовой фазе гексафторида урана | |
| US3761225A (en) | Nuclear backscatter analyzer for quantitative analysis using isotope ratio method | |
| SU1040389A1 (ru) | Способ определени химического состава вещества |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| PD4A | Correction of name of patent owner |