铀生产工艺设备中滞留量测量的自吸收校正方法
2014-08-07何丽霞隋洪志陈立君
原子能科学技术 2014年5期
何丽霞,甘 霖,*,隋洪志,陈立君
(1.中国原子能科学研究院 放射化学研究所,北京 102413;2.中国核工业集团公司,北京 100086)
铀燃料循环生产工艺过程中的某些环节有部分物料的残渣和溶解液沉积,溶解阶段形成的滞留量成为影响铀生产衡算的重要因素,为实现铀生产线核材料的闭合衡算,必须对滞留量进行准确测量。测量存在较大难度,容器的几何结构、其所处的空间条件、滞留量的介质成分等均会对测量结果产生影响,而其中最大的困难在于物料的自吸收影响校正。Reilly等[1]对可回收样品测量的自吸收修正、自吸收校正技术和存在的问题给出了理论分析。国内也有针对特定对象的自吸收校正方法研究[2-3],主要通过数学方法和蒙特卡罗模拟技术解决。本文拟在物料厚度、介质成分、几何参数不确定的条件下,初步建立自吸收二维校正模型。
1 自吸收影响
若某放射性物料分布为理想面源,其自发射的γ射线在远场一阶近似条件下,自吸收的表达式[3]为:
μiRS≫1
(1)
式中:Gi为第i条γ射线放射性物料的自吸收因子;RS、t为放射性物料的几何参数;μi为特定能量γ射线的线性衰减系数;i为某同位素不同能量的特征γ射线,i=1,2,3,4对应的235U的特征γ射线能量分别为143、163、186和205 keV。
而在某些铀生产工艺设备中,铀的滞留量几何分布不规则,可能是酸性溶液、粘稠物或干燥物等。此时,γ射线在其中的自吸收规律与式(1)不同,类似指数衰减分布,但Gi均可表示为:
(2)
式中:Ii为实际测量条件下某γ射线的计数率;I0为无自吸收时该γ射线的计数率。……
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