核安全与保障

核安全与保障

中国实验快堆新燃料组件的非破坏性测量法属性检测

蒙延泰，王效忠，何丽霞，柏磊，邵婕文，祝利群

对中国实验快堆新燃料组件进行非破坏性分析测量，分别采用了有源中子符合法和γ射线测量法。利用改装设计的有源中子符合环（UNCC）对2组燃料组件中235U含量分布进行了测量检验。测量曲线的分布趋势与实际丰度分布一致。组件中子符合计数率与位置对应示意图如图1所示。利用HPGe探测器，对多根燃料单棒进行γ射线测量，利用数据获取软件和专用分析软件，得到测量结果。235U丰度测量值与标称值绝大部分的偏差约为±3%。235U丰度测量值及其与标称值的相对偏差列于表1。

本次实验是我国首次应用非破坏性方法对新燃料组件的属性测量，这对于今后开展类似工作打下了一定的工作基础。

图1 组件中子符合计数率示意图

表1 单棒丰度测量值及相对偏差

单棒号

235U丰度/%

相对偏差/% 单棒号

235U丰度/%

相对偏差/% 测量值真实值测量值真实值

069028 62.32% 64.4% －3.2 069084 62.38% 64.4% －3.1 069070 63.21% 64.4% －1.8 069071 62.12% 64.4% －3.5 069072 66.12% 64.4% 2.7 069075 63.81% 64.4% －0.9 069076 62.68% 64.4% －2.7 069080 61.57% 64.4% －4.4

含钚物料中子多重性测量技术研究

许小明，贾向军，祝利群，王效忠

中子多重性测量技术作为一种全新的NDA分析方法，主要用于核保障领域的核材料衡算测量，是传统符合中子测量方法的改进。使用该技术可实现复杂情况下样品的准确测量。

根据多重性测量得到的参数，如总中子计数S、二重符合计数D、三重符合计数T，通过求解方程可得到样品中240Pu eff的确切质量。240Pu eff定义为样品中所有Pu的偶核同位素产生等效于240Pu 产生的符合响应，有：

240Pu eff = 2.52 238Pu + 240Pu + 1.68 242Pu

通过γ能谱法可测得Pu的同位素组成信息，进而由240Pu eff计算样品中总Pu质量，有：

Total Pu = 240Pu eff / (2.52f238+f240+1.68f242)

其中：f238、f240、f242表示样品中相应的Pu同位素丰度。

使用5-Ring多重性计数器，对9个PuO2样品进行了核实测量，采用多重性数据分析方法，得到以下分析结果（表1）。从表1所列结果可看出，除8、6号样品外，其余样品的分析值与样品标称值间的相对偏差在±1.5%以内。

表1 采用中子多重性测量技术的PuO2样品分析结果

样品编号

m(Pu)/g

相对偏差/% 分析值标称值

1 10.07 10 0.7

2 9.98 10 －0.2

3 9.91 10 －0.9

4 9.86 10 －1.4

5 10.12 10 1.2

6 10.39 10 3.9

7 9.97 10 －0.3

8 10.70 10 7.0

9 9.86 10 －1.4

模块化γ和中子放射性物质检测装置研制

张文良，李新军，宗波，甘霖，方昕，张丽萍，赵荣生，王效忠，贾向军

模块化γ和中子放射性物质检测装置主要用于核设施、机场、海关以及其它重要设施和单位的出入口处，用于对通过的人员和车辆进行放射性检测，以检查通过的人员和车辆是否携带含有γ和

中子的放射性物质。

本检测装置采用大面积塑料闪烁体探测γ射线，采用3He正比计数管探测中子。装置采用模块化的设计方式，用户可根据不同用途选择不同数量的模块进行组合，以达到不同的探测灵敏度。

该装置中的数据获取系统由控制器和4个独立的数据获取板构成。该系统可独立工作，也可连接计算机，通过计算机对装置中的测量参数进行设置和修改，所有检测数据和检测参数均可通过RS-422串行接口传送到计算机中。计算机可控制各检测装置自动获取数据和进行确定装置工作点的实验工作。该系统经初步测试可实现稳定可靠的传输数据。系统采用自行设计的通讯传输方式进行通讯，实现了4个检测装置和控制器以及计算机之间的稳定数据传输。检测装置的组成结构图如图1所示。

图1 检测装置组成结构图

该装置采用两对红外对射传感器来探测是否有人员和车辆进入被检测区域。为能让塑料闪烁体探测器上的光电倍增管工作在各最佳工作电压下，因此，各光电倍增管的工作电压各自独立。装置中的高压和单道分析器的下阈和道宽均采用数字电位器进行控制，具体参数可用计算机通过软件进行设置，整个装置实现了数字化和自动化。为监测检测装置中的温湿度，在装置机箱内安装了温湿度传感器；为使装置能在冬季正常工作，装置中还安装了暖风机。每个检测模块的组成原理如图2所示。

图2 检测模块的组成原理图

该装置的研制工作尚在进行中。目前，装置的机械设计工作业已完成，正准备进行机械加工。装置所用塑料闪烁体探测器、光电倍增管以及3He正比计数管等已经定货。单片机数据采集系统和多机通讯系统的模拟系统已经建立，并经过了初步测试，系统可实现检测装置的基本功能。