Гамма-спектрометрическое определение содержания и массы изотопов урана в образцах неизвестного состава и продукции ядерно-топливного цикла

Abstract

Приведены результаты определения содержания и массы изотопов урана в обедненных и низкообогащенных урансодержащих образцах на основе данных обработки их гамма-спектров с применением итерационного метода. В качестве исследуемых образцов использованы порошки U₃O₈ и UO₂, компактные изделия на их основе, металлический уран и скрап с обогащением по изотопу ²³⁵U от 0,3 до 19,9 %; масса образцов варьировалась от десятков грамм до нескольких килограмм. Гамма-спектрометрические данные обработаны с помощью коммерческих пакетов программ компании Canberra: Genie 2000, MGAU, ISOCS и GeometryComposer. Предложенный метод дает удовлетворительную корреляцию экспериментальных и расчетных данных и позволяет оценить количественные характеристики (обогащение, массу изотопов, содержание урана в матрице) урансодержащих образцов различной физической формы и химического состава.

Наведено результати визначення вмісту і маси ізотопів урану в збіднених і низькозбагачених уранвмісних зразках на основі даних обробки їх гамма-спектрів із застосуванням ітераційного методу. В якості досліджуваних зразків використано порошки U₃O₈ і UO₂, компактні вироби на їх основі, металевий уран і скрап із збагаченням по ізотопу ²³⁵U від 0,3 до 19,9 %; маса зразків варіювалася від десятків грам до кількох кілограм. Гамма-спектрометричні дані проаналізовано за допомогою комерційних пакетів програм компанії Canberra: Genie 2000, MGAU, ISOCS і GeometryComposer. Запропонований метод дає задовільну кореляцію експериментальних і розрахункових даних і можливість оцінити кількісні характеристики (збагачення, масу ізотопів, вміст урану в матриці) уранвмісних зразків різної фізичної форми й хімічного складу.

The results of the uranium isotopes masses and content determination in depleted and low enriched uranium bearing samples using gamma-spectrometric data and iterative method were presented in the paper. Powders of UO₂ and U₃O₈, compact products on their basis, metal uranium and scrap with an enrichment by the isotope ²³⁵U from 0,3 to 19,9 % were used as test samples. The sample mass ranged from tens of grams to several kilograms. Gamma-spectrometric data were processed using commercial software packages by Canberra Company: Genie 2000, MGAU, ISOCS and GeometryComposer. The proposed method provides a satisfactory correlation between the experimental and calculated data and allows estimating the quantitative characteristics (enrichment, mass of isotopes, uranium content in the matrix) of uranium bearing samples with different physical shape and chemical composition.