RU2330308C1 - Способ контроля массовой доли изотопа уран-235 в газовой фазе гексафторида урана и система измерения для его реализации - Google Patents
Способ контроля массовой доли изотопа уран-235 в газовой фазе гексафторида урана и система измерения для его реализации Download PDFInfo
- Publication number
- RU2330308C1 RU2330308C1 RU2006138927/28A RU2006138927A RU2330308C1 RU 2330308 C1 RU2330308 C1 RU 2330308C1 RU 2006138927/28 A RU2006138927/28 A RU 2006138927/28A RU 2006138927 A RU2006138927 A RU 2006138927A RU 2330308 C1 RU2330308 C1 RU 2330308C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- uranium
- hexafluoride
- isotope
- mass fraction
- uranium hexafluoride
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measurement Of Radiation (AREA)
Abstract
Предложенное изобретение относится к анализу ядерных материалов и предназначено для использования при оперативном технологическом контроле процесса обогащения гексафторида урана ураном-235 на изотопно-разделительных заводах. Задачей изобретения является создание такого способа и системы контроля, которые позволяют устранить влияние во времени нестабильности параметров блоков детектирования, полностью учесть фоновую составляющую под основным аналитическим пиком с энергией 185,7 кэВ, снизить аппаратурные затраты с одновременным повышением точности измерений. Способ контроля массовой доли изотопа уран-235 в газовой фазе гексафторида урана заключается в измерении в выбранном временном интервале интенсивности гамма-излучения урана-235 с одновременным измерением давления и температуры газа в измерительной камере, при этом каждое измерение массовой доли изотопа уран-235 в газовой фазе гексафторида урана выполняют в два этапа, на первом этапе производят измерение интенсивности гамма-излучения от контрольных источников из закиси-окиси урана, вводимых в пространство между измерительной камерой и детектором, на втором этапе производят регистрацию излучения непосредственно от гексафторида урана, находящегося в измерительной камере при различных значениях давления гексафторида урана, а массовую долю изотопа уран-235 в газовой фазе гексафторида урана определяют расчетным путем. В известную систему контроля дополнительно введены контрольные источники из закиси-окиси урана, расположенные на заслонке с механическим приводом, клапан отбора пробы для масс-спектрометрического анализа и соединенный с ним пробоотборник, а впускной и выпускной клапаны управляются электронными ключами по командам управляющего контроллера. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к анализу ядерных материалов и предназначено для использования при оперативном технологическом контроле процесса обогащения гексафторида урана ураном-235 на изотопно-разделительных заводах.
Известен способ [1] контроля массовой доли изотопа уран-235 в газообразном гексафториде урана, заключающийся в измерении давления и температуры гексафторида урана, а также интенсивности гамма-излучения урана-235 от гексафторида урана, находящегося в измерительной камере, представляющей собой алюминиевый цилиндр. Массовую долю изотопа уран-235 в гексафториде урана определяют по формуле
где С5 - массовая доля изотопа уран-235 в гексафториде урана, %;
I - интенсивность гамма-излучения изотопа уран-235;
Т - абсолютная температура гексафторида урана в камере, К;
Р - давление гексафторида урана, Па;
α - градуировочная постоянная.
Недостаток способа заключается в том, что численные результаты контроля можно получать только через промежутки времени, превышающие величину временного интервала измерения. При приемлемой точности этот промежуток составляет 40-45 минут, включая время напуска изотопной газовой смеси в измерительную камеру, время выдержки для уравнивания температуры и давления и время последующего удаления гексафторида урана из камеры, что неприемлемо для технологического управления каскадными установками, отслеживания в режиме реального времени переходных процессов в каскаде или для оперативного реагирования на аварийные отклонения изотопной концентрации от установленных порогов.
Также известен способ и устройство контроля массовой доли изотопа уран-235 в гексафториде урана, находящегося в жидкой или твердой фазе [2]. Способ заключается в одновременном определении количества зарегистрированных импульсов гамма-излучения изотопа уран-235 в области энергий 185,7 кэВ и количества зарегистрированных импульсов в более высокоэнергетическом диапазоне, основной вклад в который вносят гамма-кванты дочерних продуктов распада 238U, образующиеся в измеряемом продукте и испытывающие комптоновское рассеяние в детекторе, а массовую долю изотопа уран-235 рассчитывают по формуле
где Е - массовая доля изотопа уран-235 в гексафториде урана;
a - градуировочная постоянная;
С1 - количество зарегистрированных импульсов гамма-излучения урана-235 в области энергий 185,7 кэВ;
b - градуировочная постоянная;
C2 - количество зарегистрированных импульсов фона в более высокоэнергетическом диапазоне.
Устройство, обеспечивающее контроль массовой доли изотопа уран-235 в гексафториде урана, находящегося в жидкой или твердой фазе по известному способу, состоит из коллимированного сцинтилляционного детектора NaI(T1) с прибором SAM-II (Stabilized Assay Meter). Импульсы гамма-квантов анализируются двухканальным анализатором, одно окно которого настроено на область энергии 185,7 кэВ, а другое окно настроено на более высокоэнергетическую область. Градуировочные постоянные а и b вводятся в сигналы двухканального анализатора через цифровые умножители частоты. Реверсивный пересчетный прибор показывает разницу между масштабированными величинами С1 и С2, т.е. показывает обогащение урана.
Недостатком данного способа и устройства контроля массовой доли изотопа уран-235 в гексафториде урана является невозможность анализа массовой доли изотопа уран-235 в гексафториде урана, находящегося в газовой фазе при низких давлениях (десятки мм рт.ст.).
Наиболее близким к предлагаемому является способ и система контроля массовой доли изотопа уран-235 в гексафториде урана [3]. Способ заключается в измерении температуры и давления газовой фазы, а также скорости счета детектора гамма-излучения изотопа 235U, и последующей обработки усредненных результатов измерения расчетным путем. Измерение скорости счета детектора гамма-излучения изотопа 235U, температуры и давления газовой фазы проводят при непрерывном протоке гексафторида урана через измерительную камеру, а вычисление новых усредненных результатов измерения значений параметров газового потока в тождественных временных интервалах и последующая обработка результатов измерений проводится периодически через 10-200 секунд, при этом расчет массовой доли изотопа уран-235 в гексафториде урана производится по формуле
где α'- градуировочный коэффициент, определяемый при настройке прибора;
Iγ - интенсивность гамма-излучения урана-235;
Т - абсолютная температура гексафторида урана в камере;
р - давление гексафторида урана в камере.
Способ осуществляется системой контроля массовой доли изотопа уран-235 в газовой фазе гексафторида урана, содержащей измерительную камеру с патрубками впуска и выпуска, блоком детектирования, датчиками температуры и давления, подсоединенную патрубком впуска к газовому коллектору гексафторида урана, блок сбора, управления и обработки информации, в состав которого входит одноплатное спектрометрическое устройство, адаптеры сигналов, внутреннюю информационную шину; выходы адаптеров по внутренней информационной шине соединены с блоком сбора, управления и обработки информации; блок сбора, управления и обработки информации по внешней интерфейсной сети подключен к вычислительной сети управления; к вычислительной сети управления по второй внешней интерфейсной сети подключен выходной канал эталонного измерителя массовой доли изотопа уран-235 (масс-спектрометр). Способ осуществляют следующим образом. Измерительную камеру через патрубки впуска и выпуска подключают параллельно участку газового коллектора отборной линии обогащенного гексафторида урана каскада изотопно-разделительного завода. Внутри коллектора на участке между патрубками впуска и выпуска устанавливают сужающее устройство в виде диафрагмы и за счет образующегося перепада давления газового потока создают непрерывный отбор гексафторида урана в измерительную камеру. Внутри камеры устанавливают датчики давления и температуры. Непосредственно под камерой устанавливают блок детектирования на основе кристалла NaI(Tl) с фотоэлектронным умножителем (ФЭУ). Блок детектирования регистрирует гамма-спектр фотонного излучения изотопа уран-235 и его дочерних изотопов, образующихся по цепочке радиоактивного распада. Электрические сигналы с амплитудой, пропорциональной энергии гамма-квантов, формируемые блоком детектирования, поступают на спектрометрическое устройство, где происходит выборка и подсчет гамма-квантов с энергией 320-380 кэВ и 166-215 кэВ и формирование сигнала автоподстройки ФЭУ блока на энергию 185,7 кэВ. В блоке сбора, управления и обработки информации накапливаются данные о скорости счета квантов, изменении давления и температуры гексафторида урана в измерительной камере за временной интервал 100-2000 секунд. Одновременно со сбором информации в режиме реального времени проводится расчет массовой доли урана-235 по формуле (с). Рассчитанное значение по внешней интерфейсной сети передается в базу данных локальной вычислительной сети управления каскадной установкой. В эту же базу данных по внешней интерфейсной сети передается информация об эталонном значении массовой доли изотопа уран-235 в потоке гексафторида урана, полученной по результатам периодических измерений на масс-спектрометре. На рабочей станции периодически определяется рассогласование рассчитанной по формуле (с) величины с результатами эталонного измерения и при необходимости пересчитывается градуировочный коэффициент α', входящий в расчетную формулу.
Недостатками способа и системы измерения прототипа являются:
- отсутствие корректировки нестабильности спектрометрического тракта. Наиболее нестабильным элементом аппаратуры системы являются сцинтилляционные блоки детектирования, которые чувствительны к изменениям магнитного поля, напряжению питания, температуре, а также подвержены старению. Неконтролируемые изменения коэффициента усиления (ФЭУ), дрейф эффективности регистрации, зависимости световыхода кристалла от температуры, изменения, связанные со старением ФЭУ и др., приводят к смещению энергетической шкалы спектрометра, уширению пиков, изменению эффективности регистрации, и, как следствие, к снижению точности измерения. Описанная в прототипе автоподстройка под энергию основного аналитического пика урана-235 компенсирует только неконтролируемые изменения коэффициента усиления фотоэлектронного умножителя. Известная система построена таким образом, что единственным способом учета остальных нестабильностей характеристик сцинтилляционных блоков детектирования является периодическая поддержка этой системы результатами анализа гексафторида урана масс-спектрометром, входящим в ее состав, и подгонка расчетного значения, полученного по формуле (с), под результаты масс-спектрометрического анализа.
- отсутствие средства полного учета фоновой составляющей под основным аналитическим пиком, характеризующим естественный альфа-распад урана-235;
- дороговизна известной системы, требующей в условиях сложной разветвленной многокаскадной схемы обогащения с множеством точек контроля наличия эталонного измерителя (масс-спектрометра) массовой доли изотопа урана-235 в гексафториде урана в каждой точке контроля.
Задачей изобретения является создание такого способа и системы контроля массовой доли изотопа уран-235 в газовой фазе гексафторида урана, которые позволили бы устранить влияние во времени нестабильности параметров блоков детектирования, полностью учесть фоновую составляющую под основным аналитическим пиком с энергией 185,7 кэВ, характеризующим естественный альфа-распад урана-235, снизить аппаратурные затраты при реализации системы контроля разветвленной технологической цепочки с множеством точек контроля массовой доли урана-235 в гексафториде урана с одновременным повышением точности измерений.
Указанные выше задачи решены тем, что в известном способе контроля массовой доли изотопа уран-235 в газовой фазе гексафторида урана и реализующей его системе, содержащей измерительную камеру с патрубками впуска и выпуска, блоком детектирования, датчиками температуры и давления, подсоединенную патрубком впуска к газовому коллектору гексафторида урана, блок сбора, управления и обработки информации, подключенный по внешней интерфейсной сети к вычислительной сети управления, в состав которого входит спектрометрическое устройство, адаптеры сигналов, выходы которых по внутренней информационной шине соединены с блоком сбора, управления и обработки информации, и внутреннюю информационную шину, вводят предшествующую основной фазе измерения дополнительную фазу измерений, во время которой производят измерение интенсивности гамма-излучения от контрольных источников из закиси-окиси урана с массовой долей урана-235 более 20%, обладающих высокой стабильностью внешнего гамма-излучения, что позволяет устранить влияние во времени нестабильности параметров сцинтилляционных блоков детектирования, а в основной фазе определения массовой доли урана-235 измерения проводят при различных давлениях гексафторида урана, находя зависимость изменения скорости счета в измерительном канале 185,7 кэВ от давления гексафторида урана и расчетным путем определяя величину вклада гамма-излучения от продуктов распада, деления урана и урана-235, находящихся в коррозионных отложениях на стенках камеры и других мешающих излучений. В этом случае массовую долю изотопа уран-235 в газовой фазе гексафторида урана рассчитывают по формуле
где С5 - массовая доля изотопа уран-235 в гексафториде урана, %;
I - интенсивность гамма-излучения от урана-235 с энергией 185,7 кэВ, находящегося в газовой фазе, с-1;
IM - фоновая интенсивность гамма-излучения, обусловленная продуктами распада, деления урана и ураном-235, находящимися в коррозионных отложениях на стенках измерительной камеры и внешними мешающими излучениями, с-1.
IКИ - интенсивность гамма-излучения от урана-235 с энергией 185,7 кэВ, находящегося в контрольном источнике из закиси-окиси урана, с-1;
Т - абсолютная температура гексафторида урана в камере, К;
Р - абсолютное давление гексафторида урана в измерительной камере, Па;
α'- градуировочный коэффициент.
Заявленный способ контроля массовой доли изотопа уран-235 в газовой фазе гексафторида урана, включающий измерение в выбранном временном интервале интенсивности гамма-излучения изотопа уран-235, находящегося в газовой фазе с одновременным измерением давления и температуры газа в измерительной камере, осуществляется через систему контроля массовой доли изотопа уран-235 в газовой фазе гексафторида урана, содержащей измерительную камеру с патрубками впуска и выпуска, входной и выходной клапаны, расположенные соответственно на патрубках впуска и выпуска, блок детектирования гамма-излучения, первичные измерительные преобразователи температуры и давления, адаптеры сигналов первичных измерительных преобразователей, регулируемый источник напряжения питания фотоэлектронного умножителя, управляющий контроллер, содержащий спектрометрическое устройство, подключенный по внешней интерфейсной шине к ЭВМ локальной вычислительной сети. В систему контроля дополнительно введены привод заслонки и заслонка с контрольными источниками из закиси-окиси урана, газовые коммуникации системы дополнены клапаном отбора пробы для масс-спектрометрического анализа и пробоотборником, для управления клапанами и приводом заслонки используются силовые ключи, работающие по командам управляющего контроллера.
Таким образом, основной отличительной особенностью способа контроля массовой доли изотопа уран-235 в газовой фазе гексафторида урана и системы для его реализации от известных является то, что вводится дополнительная фаза, предшествующая основной фазе измерения массовой доли урана-235, во время которой измеряется интенсивность гамма-излучения от контрольных источников из закиси-окиси урана, что позволяет устранить влияние во времени нестабильности параметров сцинтилляционных блоков детектирования и учесть изменения эффективности регистрации гамма-излучения.
Также отличительной особенностью заявляемого способа контроля и системы измерений является то, что при их реализации обеспечена возможность учета фоновой интенсивности гамма-излучения, обусловленной продуктами распада, деления урана и ураном-235, находящимися в коррозионных отложениях на стенках измерительной камеры и внешними мешающими излучениями методом нескольких давлений.
На фиг.1 представлена реализующая способ блок-схема системы измерения массовой доли изотопа уран-235 в газовой фазе гексафторида урана.
Система измерения содержит технологический трубопровод 1 с гексафторидом урана, расходомерную шайбу или подкачивающий компрессор 2, устанавливаемый на технологическом трубопроводе с гексафторидом урана в месте расположения измерительной камеры 6, патрубки впуска 3 и выпуска 4, входной клапан 5, выходной клапан 7, клапан отбора пробы для масс-спектрометрического анализа 8, первичные измерительные преобразователи давления 9 и 10, температуры 11, блок детектирования гамма-излучения 12, пробоотборник 13, адаптеры 14 и 15, измерительный преобразователь температуры 16, регулируемый источник напряжения питания фотоэлектронного умножителя 17, привод заслонки 18.1, заслонку с контрольными источниками закиси-окиси урана 18.2, ключи управления клапанами, приводом заслонки 19, управляющий контроллер, содержащий спектрометрическое устройство 20, внешнюю интерфейсную шину 21, ЭВМ локальной вычислительной сети 22.
Способ контроля массовой доли уран-235 в газовой фазе гексафторида урана осуществляют следующим образом.
Измерительную камеру 6 через патрубки 3 и 4 подключают параллельно участку технологического трубопровода с гексафторидом урана 1. Внутри трубопровода 1 на участке между патрубками 3 и 4 устанавливают расходомерную шайбу или подкачивающий компрессор 2 и за счет образующегося перепада давления создают непрерывный отбор гексафторида урана в измерительную камеру 6 со впуском через патрубок 3 и выпуском через патрубок 4.
На газовых коммуникациях измерительной камеры 6 установлены первичные измерительные преобразователи давления: микроманометр цифровой МЦ3 9 и вакуумметр компрессионный ВК1 10. Используется два преобразователя давления, так как микроманометр МЦ3 измеряет давление относительно откачанной полости, а вакуумметр измеряет абсолютное значение данной откачанной полости. Информация с преобразователей давления 9 и 10 через интерфейсные адаптеры 14 и 15 поступает на управляющий контроллер 20. В основание измерительной камеры 6 вмонтирован измерительный преобразователь температуры 11 на основе платинового термометра сопротивления. Преобразование величины температуры в цифровой код происходит в специализированном контроллере 16. Непосредственно под измерительной камерой 6 расположен детектор гамма-излучения 12. Детектор 12 регистрирует гамма-излучение изотопа уран-235 и дочерних изотопов урана, образующихся по цепочке радиоактивного распада и присутствующих как в гексафториде урана, так и в составе коррозионных отложений на стенках измерительной камеры. На выходе детектора формируются сигналы в виде электрических импульсов с амплитудой, пропорциональной энергии поглощенных в детекторе гамма-квантов, поступающие затем на вход управляющего контроллера 20. Управляющий контроллер 20 содержит в себе все необходимые схемотехнические решения для выполнения прецизионных спектрометрических измерений, включая аналогово-цифровой преобразователь. В управляющем контроллере происходит разделение всего измеряемого спектра по каналам в зависимости от энергии гамма-квантов, подсчет и сравнение импульсов в выделенных каналах. Пик энергетической линии 185,7 кэВ разделен на два канала. В управляющем контроллере 20 происходит сравнение количества импульсов в выделенных каналах и по относительной разнице счета формируется сигнал автоподстройки регулируемого источника напряжения фотоэлектронного напряжения 17 на энергию 185,7 кэВ, тем самым сохраняя неизменным положение пика энергии 185,7 кэВ на энергетической шкале спектрометра.
В пространство между измерительной камерой 6 и детектором 12 могут быть введены контрольные источники из закиси-окиси урана, расположенные на заслонке 18.2 с механическим приводом 18.1. Привод заслонки 18.1, входной клапан 5 и выходной клапан 7 управляются при помощи ключей управления 19 по командам, формируемым управляющим контроллером 20. Клапан отбора гексафторида урана 8 и пробоотборник 13 позволяют отобрать пробу гексафторида урана для проведения масс-спектрометрического анализа его изотопного состава и расчета градуировочного коэффициента α, входящего в выражение (1). Отбор пробы и масс-спектрометрический анализ производится не чаще одного раза в квартал.
Каждое измерение массовой доли изотопа уран-235 в гексафториде урана выполняется в два этапа. На первом этапе (фаза А) производится измерение интенсивности гамма-излучения от контрольных источников из закиси-окиси урана, вводимых в пространство между измерительной камерой 6 и детектором 12. На втором этапе (фаза Б) производится регистрация излучения непосредственно от гексафторида урана, находящегося в измерительной камере 6. При этом измерение интенсивности гамма-излучения от гексафторида урана на втором этапе происходит по алгоритму, реализующему автоматический учет фоновой подложки под пиком 185,7 кэВ, следующим образом. По команде устройства 19 происходит закрытие выходного клапана 7 и открытие входного клапана 5 для увеличения давления гексафторида урана в измерительной камере 6. После этого входной клапан 5 закрывается и производится измерение интенсивности гамма-излучения при первом повышенном давлении. Затем опять открывается входной клапан 5 и давление гексафторида урана в камере еще повышается. Далее входной клапан 5 закрывается и производится измерение интенсивности гамма-излучения при втором повышенном давлении. Затем открывается выходной клапан 7 и аналогичным образом давление гексафторида урана в камере ступеньками уменьшается и производятся измерения интенсивности гамма-излучения на каждом фиксированном давлении. После этого открываются оба клапана, обеспечивая проток гексафторида урана через камеру.
Таким образом, на втором этапе измерения массовой доли изотопа уран-235 определяется ряд значений интенсивности гамма-излучения от гексафторида урана при различных значениях давления газа в камере.
Учитывая, что в диапазоне от 0 до 100 мм рт.ст. ослабление гамма-излучения в среде гексафторида урана в камере незначительно, проводят линейную аппроксимацию полученных значений интенсивности гамма-излучения гексафторида урана в зависимости от давления. При более высоких давлениях необходимо учитывать поглощение гамма-излучения в среде гексафторида урана и использовать логарифмическую аппроксимацию полученных значений интенсивности гамма-излучения гексафторида урана в зависимости от давления. В результате линейной аппроксимации получается функция вида:
где G(P) - зависимость интенсивности гамма-излучения гексафторида урана от давления;
Р - давление гексафторида урана в камере;
k - коэффициент наклона прямой;
D - точка пересечения значений функции G(P) с осью ординат.
Величина D определяет значение интенсивности гамма-излучения от камеры при давлении Р=0 мм рт.ст., что и является величиной фоновой подложки под пиком 185,7 кэВ.
Данные давления и температуры внутри камеры, количество импульсов в выбранных каналах спектрометрического устройства, величина напряжения питания фотоэлектронного умножителя по внешней интерфейсной шине 21 передаются на ЭВМ 22 для последующей обработки и графического отображения.
Управление всеми основными параметрами работы устройства, такими как: длительность первой части измерения, длительность второй части измерения, длительность работы схемы стабилизации, количество каналов разделения спектра, ширина каналов, происходит дистанционно по командам ЭВМ 22.
Приведенные в качестве примера на фиг.2 результаты определения массовой доли урана-235 в гексафториде урана потока питания получены с одного из устройств, входящих в систему контроля обогащения гексафторида урана. Здесь же нанесены результаты специально проведенных масс-спектрометрических измерений обогащения гексафторида урана с интервалом в один час. Расхождения с результатами масс-спектрометрического метода определения массовой доли урана-235 составляют не более 2% отн., что вполне допустимо для контроля потоков питания и отвальных потоков технологической цепочки. В обычном режиме работы параллельное определение методами масс-спектрометрии массовой доли урана-235 в гексафториде урана технологических потоков, входящих в данную систему контроля обогащения гексафторида урана, не проводится.
Использование заявляемых способа контроля массовой доли изотопа уран-235 в газовой фазе гексафторида урана и системы измерения для его реализации позволит снизить аппаратурные затраты при реализации сложной схемы обогащения, требующей множества точек контроля за счет отказа от использования эталонного измерителя массовой доли изотопа уран-235, например масс-спектрометра; увеличит точность определения массовой доли изотопа уран-235 в газовой фазе гексафторида урана ураном-235 за счет полного учета фоновой составляющей под пиком 185,7 кэВ и компенсации нестабильности спектрометрического тракта.
Предложенные способ контроля массовой доли изотопа уран-235 в газовой фазе гексафторида урана и реализующая его система успешно испытаны в автоматическом режиме и осуществляют оперативный контроль обогащения сырьевого, промежуточного, отвального и товарного гексафторида урана в технологических потоках.
Источники информации
1. Способ контроля обогащения газообразного гексафторида урана ураном-235. Патент RU 2189612.
2. R.B.Walton, T.D.Reily, J.L.Parker, J.H.Menzel, E.D.Marshall, and L.W.Fields, "Measurement of UF6 Cylinders with Portable Instruments", Nuclear Technology 21, 133(1974).
3. Способ контроля массовой доли изотопа уран-235 в газовой фазе гексафторида урана и система измерения для его реализации. Патент RU 2256963 С2. (прототип).
Claims (2)
1. Способ контроля массовой доли изотопа уран-235 в газовой фазе гексафторида урана, включающий измерение в выбранном временном интервале интенсивности гамма-излучения урана-235, находящегося в газовой фазе, с одновременным измерением давления и температуры газа в измерительной камере, отличающийся тем, что каждое измерение массовой доли изотопа уран-235 в газовой фазе гексафторида урана выполняют в два этапа, при этом на первом этапе производят измерение интенсивности гамма-излучения от контрольных источников из закиси-окиси урана, вводимых в пространство между измерительной камерой и детектором, на втором этапе производят регистрацию излучения непосредственно от гексафторида урана, находящегося в измерительной камере при различных значениях давления гексафторида урана, а массовую долю изотопа уран-235 в газовой фазе гексафторида урана рассчитывают по формуле
где С5 - массовая доля изотопа уран-235 в газовой фазе гексафторида урана, %;
I - интенсивность гамма-излучения от урана-235 с энергией 185,7 кэВ, находящегося в газовой фазе, с-1;
IM - фоновая интенсивность гамма-излучения, обусловленная продуктами распада, деления урана и ураном-235, находящимися в коррозионных отложениях на стенках измерительной камеры, а также внешними мешающими излучениями, определенная аппроксимацией результатов измерения интенсивности гамма-излучения от урана-235 с энергией 185,7 кэВ, находящегося в газовой фазе при различных давлениях гексафторида урана линейной зависимостью и расчетом ее значения по полученной зависимости при нулевом давлении гексафторида урана, с-1;
IКИ - интенсивность гамма-излучения от урана-235 с энергией 185,7 кэВ, находящегося в контрольном источнике из закиси-окиси урана, с-1;
Т - абсолютная температура гексафторида урана в камере, К;
Р - абсолютное давление гексафторида урана в измерительной камере, Па;
α' - градуировочный коэффициент.
2. Система контроля массовой доли изотопа уран-235 в газовой фазе гексафторида урана, содержащая измерительную камеру с патрубками впуска и выпуска, блоком детектирования, первичными измерительными преобразователями давления и температуры, подсоединенную патрубками впуска и выпуска к технологическому трубопроводу с гексафторидом урана, впускной и выпускной клапаны, установленные на патрубках впуска и выпуска, адаптеры сигналов, регулируемый источник напряжения питания фотоэлектронного умножителя, управляющий контроллер, содержащий спектрометрическое устройство, внешнюю интерфейсную шину и ЭВМ локальной вычислительной сети, отличающаяся тем, что в пространство между камерой и детектором введены контрольные источники из закиси-окиси урана, расположенные на заслонке с механическим приводом, привод заслонки, впускной и выпускной клапаны управляются электронными ключами по командам управляющего контроллера, в систему дополнительно введены клапан отбора пробы для масс-спектрометрического анализа и соединенный с ним пробоотборник.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006138927/28A RU2330308C1 (ru) | 2006-11-03 | 2006-11-03 | Способ контроля массовой доли изотопа уран-235 в газовой фазе гексафторида урана и система измерения для его реализации |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006138927/28A RU2330308C1 (ru) | 2006-11-03 | 2006-11-03 | Способ контроля массовой доли изотопа уран-235 в газовой фазе гексафторида урана и система измерения для его реализации |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2330308C1 true RU2330308C1 (ru) | 2008-07-27 |
Family
ID=39811161
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006138927/28A RU2330308C1 (ru) | 2006-11-03 | 2006-11-03 | Способ контроля массовой доли изотопа уран-235 в газовой фазе гексафторида урана и система измерения для его реализации |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2330308C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103728648A (zh) * | 2013-12-18 | 2014-04-16 | 中国原子能科学研究院 | 确定六氟化铀气体铀丰度测量装置本底的方法和设备 |
| RU2633941C1 (ru) * | 2016-05-30 | 2017-10-19 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Севастопольский государственный университет" | Способ оперативного определения обогащения урана по интенсивности испускания мгновенных гамма - квантов спонтанного деления |
-
2006
- 2006-11-03 RU RU2006138927/28A patent/RU2330308C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| статья А.В.Кулешова и др. Контроль степени обогащения урана-235 в гексафториде урана с помощью избирательных радиометров типа ИМД, с.82-83 тезисов докладов "XVI Уральской конференции по спектрометрии" г.Новоуральск, 9-12 сентября 2003. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103728648A (zh) * | 2013-12-18 | 2014-04-16 | 中国原子能科学研究院 | 确定六氟化铀气体铀丰度测量装置本底的方法和设备 |
| RU2633941C1 (ru) * | 2016-05-30 | 2017-10-19 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Севастопольский государственный университет" | Способ оперативного определения обогащения урана по интенсивности испускания мгновенных гамма - квантов спонтанного деления |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7006919B2 (en) | Real time continuous elemental measurement of bulk material | |
| Mabry et al. | High-precision helium isotope measurements in air | |
| Turnbull et al. | An integrated flask sample collection system for greenhouse gas measurements | |
| RU2330308C1 (ru) | Способ контроля массовой доли изотопа уран-235 в газовой фазе гексафторида урана и система измерения для его реализации | |
| CN104360370B (zh) | 一种连续测量钍射气子体浓度的方法 | |
| CN113670783A (zh) | 基于β射线法的气体中颗粒物浓度直读测算方法及装置 | |
| US5319955A (en) | Tritium monitor | |
| RU2325672C1 (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 | |
| Arriens et al. | A method for isotopic ratio measurement by voltage peak switching, and its application with digital output | |
| RU2620330C1 (ru) | Способ определения коэффициента преобразования по току блоков детектирования с проточными камерами при радиометрическом контроле радиоактивной газовой смеси в технологических выбросах ядерно-энергетических установок | |
| Drane et al. | Computer Code For Analysing X-Ray Fluorescence Spectra of Airborne Particulate Matter | |
| Dawidowski et al. | Procedure for the determination of effective temperatures employing VESUVIO spectrometer | |
| RU2189612C1 (ru) | Способ контроля обогащения газообразного гексафторида урана ураном-235 | |
| Strittmatter | A gas-phase UF6 enrichment monitor | |
| RU2185667C1 (ru) | Способ и система контроля обогащения гексафторида урана | |
| Banick | Determination of Americium-243 by Separation and Counting of Neptunium-239 Daughter. | |
| CN112114025B (zh) | 天然气中4He丰度的测量系统及测量方法 | |
| GB2520543A (en) | Methods of analysing gas samples with apparatus having a dual inlet system | |
| CN114509490B (zh) | 基于谱图迭代解析的超高/极高真空系统质谱测量方法 | |
| RU2396613C1 (ru) | Способ контроля массовой доли изотопа уран-235 в газовой фазе гексафторида урана | |
| Ellefson | Process monitoring of tritium concentration | |
| Girardi et al. | The use of Ge (Li) detectors in activation analysis | |
| Dytlewski et al. | A neutron multiplicity counter for plutonium assay | |
| Baldwin et al. | Statistical error in molecular cross section measurements |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| PD4A | Correction of name of patent owner |