An external beam technique of PIXE for uranium determination in environmental objects

Abstract

The possibilities of the determination of the content of uranium in materials of the nuclear fuel cycle and environmental objects using the nuclear-physical methods of analysis based on registration of characteristic X-rays excited by protons (PIXE) are considered. It is shown that the introduction to X-ray emission spectrometer the element with a wave dispersion – a pyrocarbon filter, using Bragg-Wulf reflection from the planes of the crystal lattice, makes it possible to reduce the detection limit of uranium in the presence of interfering impurities to a value of 0.0005 mas.%. The proposed approach can be used to determine Th, Pu, and other actinides.

Розглянуто можливості визначення вмісту урану в матеріалах ядерного паливного циклу та об'єктів навколишнього середовища з використанням ядерно-фізичних методів аналізу на основі реєстрації характеристичного рентгенівського випромінювання, збуджуваного протонами (PIXE). Показано, що введення у спектрометр рентгенівського випромінювання елемента з хвильовою дисперсією – пірографітного фільтра, що використовує віддзеркалення Брегга-Вульфа від площин кристалічної решітки, дозволяє знизити межу визначення урану в присутності домішок, що заважають, до значення 0,0005 мас.%. Запропонований підхід може бути використаний для визначення Th, Pu та інших актинідів.

Рассмотрены возможности определения содержания урана в материалах ядерного топливного цикла и объектах окружающей среды с использованием ядерно-физических методов анализа на основе регистрации характеристического рентгеновского излучения, возбуждаемого протонами (PIXE). Показано, что введение в спектрометр рентгеновского излучения элемента с волновой дисперсией – пирографитного фильтра, использующего отражение Брэгга-Вульфа от плоскостей кристаллической решетки, позволяет снизить предел определения урана в присутствии мешающих примесей до значения 0,0005 мас.%. Предложенный подход может быть использован для определения Th, Pu и других актинидов.