乔亚华，王 博，杨 阳，张 敏，刘世龙，吴继宗

1.环境保护部 核与辐射安全中心，北京 100082；2.中国原子能科学研究院 放射化学研究所，北京 102413

采用中子活化法进行燃料棒235U富集度均匀性检测过程中[1]，用慢化后的中子照射燃料棒，使燃料棒UO2芯块中的235U发生裂变，通过测量其裂变产物的γ射线总强度对燃料棒235U富集度及其均匀性进行在线检测，由于燃料棒是大体积样品，在用γ谱仪进行分析时，γ自吸收效应对分析结果影响较大。为此，本工作以不同丰度和质量的铀样品为研究对象，研究自吸收因子与样品质量及测量γ射线能量之间的关系，为提高中子活化法检测燃料棒235U富集度均匀性的准确度提供可靠的参数。

1 方法原理[2]

如果裂变产物核素是沿靶的厚度方向按指数衰减分布，中子入射面对着探测器方向，假定在入射面单位厚度样品中发射某能量γ射线被探测器记录到的计数率为A，整个样品(厚度为d)中发射γ射线被探测器记录到的计数率Ad应满足下式[3-5]：

在不考虑自吸收时，Tγ=1，则有：

考虑自吸收时，自吸收修正因子F可用下式计算：

式中：μn为中子线性衰减系数，μγ为γ射线线性衰减系数，ρ为靶密度，Tn为中子穿透率，Tγ为γ射线对靶的穿透率。

2 实验部分

2.1 样品制备

在燃料元件芯块烧结前，UO2粉末需加入质量分数为3%左右的有机粘结剂和润滑剂，然后施加8 000 kg/cm2的压力压制成生坯[6]。为了使样品与元件芯块生坯的密度尽量保持一致，将天然铀U3O8(GBW-04205，丰度0.72%)和丰度90.2%的高浓铀(234U、235U、236U、238U的质量丰度分别为……