Нейтронный активационный анализ содержаний урана, тория и лития по регистрации запаздывающих нейтронов

• Автор: Галстян, Игорь Леонович
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 99 с. : ил

ПРИНЯТЫЕ СОКРАЩЕНИЯ
ИРНАА - инструментальный нейтронный активационный анализ с использованием ядерного реактора НАЛ - нейтронный активащганньш анализ
з.и. - запаздывающие нейтроны
РНАА - нейтронный активационный анализ с использованием ядерного реактора МЗН - метод запаздывающих нейтронов ЦМ - циклическая методика
МЗНК - метод запаздывающих нейтронов с поправкой на содержание кислорода ТНАА - нейтронный активационный анализ на тепловых нейтронах ННАА - неіітронньш активационный анализ на надтепловых нейтронах ПТС - пневмотранспортная система АА - активационный анализ
БРЗНГ - блок регистрации запаздывающих нейтронов и у-квантов

ОГЛАВЛЕНИЕ

В ведение
Глава !. Особенности ИРНАА
!.!. Основные физические закономерности ИРНАА
1.2. Аппаратура и оборудование, используемые при проведения ИРНАА
1.2.1. Реакторы для НАА
1.2.2. Системы транспортирования контейнеров с исследуемыми пробами II
1.2.3. Устройства для облучения
1.2.4. Детекторы для регистрации наведенной активности исследуемых проб
и устройства регистрации на их основе
1.2.5. Системы накопления и обработки спектрометрической и счетной информации
1.3. Методические особенности и место ИРНАА в ряду других методов
анализа минерального сырья
1.4. Методы ИРНАА, основывающиеся ка использовании короткоживущих радионуклидов
1.4.1. Использование методик с облучением геологических проб тепловыми
нейтронами
1.4.2. Многоэлементный анализ с использованием облучения надтепловыми
нейтронами
1.4.3. Методы НАА с использованием регистрации з.н. для определения
содержаний делящихся элементов
1.4.4. Методы ИРНАА с использованием комбинированных облучений
исследуемых проб надтепловыми и тепловыми нейтронами
1.5. Использование РНАА для определения содержания лития
1.6. Выводы и постановка работы
1 лава 2. Исследование и разработка методов ИРНАА, основанных на
регистрации з.н
2.1. Традиционный метод определения содержания урана с использованием

2.2. Применение ЦМ при определении содержания урана с использованием

2.3. Использование традиционной методики МЗН при определении
содержаний тория и урана
2.4. Метод определения содержаний делящихся элементов и лития с поправкой
на содержание кислорода
2.4.1. Определение содержания урана
2.4.2. Определение содержания лития
2.4.3. Определение содержаний тория и урана с поправкой на содержание
кислорода
2.5. Применение ЦМ при использовании МЗНК
2.6. Оценка погрешности методов с использованием регистрации з.н
2.7. Выводы
Глава 3. Разработка аппаратуры для ИРНАА с использованием МЗН
3.1. Разработка БРЗНГ
3.1.1. Выбор детекторов нейтронов
3.1.2. Выбор детектора у-голучения
3.1.3. Определение оптимальных условий регистрации нейтронов
3.1.4. Размещение сцинтилляцнонного у-детектора в БРЗНГ
3.2. Разработка нейтронного фильтра
3.3. Выводы
Г лава 4. Описание установки, ее основных элементов гг устройств
4.1. Основные этапы развития установки «Анис»
4.2. Структурная схема установки «Анис»
4.3. ПТС 5'становки «Анис»
4.3.1. Общее описание ПТС
4.3.2. Алгоритм операций при реализации основных аналитических процедур
4.3.3. Устройство фильтрации воздуха (УФ)
4.3.4. Устройство отсечки воздуха (УОВ)
4.3.5. Устройство облучения (УО)
4.4. БРЗНГ
4.5. Контейненр сброса (КС)
4.6. Устройство управления и регистрации (УУР)
4.7. Выводы
Глава 5. Экспериментальные исследования
5.1. Экспериментальные исследования с использованием подкритической сборки и ампульных источников нейтронов
5.1.1. Определение малых концентраций урана в потоке раствора
5.1.2. Возможности определения содержания урана в рудных образцах
5.1.3. Основные результаты исследований
5.2. Применение традиционного варианта МЗН для определения содержания
урана
5.3. Определение содержания урана с использованием МЗНТС
5.4. Определение содержания лития с использованием МЗНК
5.5. Реализация ЦМ при определении содержаний урана и лития
5.5.1. Использование ЦМ на основе традиционного МЗН
5.5.2. Использование ЦМ на основе МЗНК при определении содержания урана
5.5.3. Практическая реализация ЦМ на основе МЗНК при определении содержания лития
5.6. Определение содержаний тория и урана с использованием МЗН и МЗНК
5.7. Выводы
Заключение
Список литературы

аналогичной (2.20);
К., - калибровочный коэффициент, определяемый как

(2.23)
где Мпл п N,-1 - соответственно количества импульсов, обусловленных нейтронами и у-квантами, при измерении активности эталонной пробы с известным содержанием лития тл, не содержащей делящихся элементов и кислорода;
Для определения оптимального временного режима анализа построены кривые зависимости приведенного предела обнаружения от времени облучения (измерения) для двух значении времени транспортирования 2 и 4 с. Расчеты проводились с использованием выражения
Ра ир
О -r.fr»
(2.24),
где Т„=
). - постоянная распада радионуклида 17К
о § с:

0 5 10 15 20 25 30 35
Время орблучеиия (измерения), с
Рис. 2.10. Зави си410огь приведенного предела шяар^-жеггизг при определении содержания лиг кя с использованием МЗНК о г времени измерения (облучения) для времени т^пспетаровапшПф- 2 и 4 с
Обе кривые (см. рис. 2.10) имеют, как и в случае урана, пологие минимумы. При этом минимальность ипр достигается при времени облучения (измерения), равном ~ 14 с для обеих кривых.
Сопоставление кривых, приведенных на рис. 2.8 (активация кислорода) и 2.9 позволяет выделить оптимальный диапазон времени облучения: 20 - 30 с, в котором молено выбрать значение времени облучения, обеспечивающее практически минимальное значение предела обнаружения лития и близкую к насыщению у-актпвность радионуклида
2 с и от 48 до
Полное время анализа одной пробы составит от 44 до 64 с при 1,р =
68 с при 1Ф = 4 с.
С учетом того, что калибровочные процедуры при массовых анализах проводятся через 10-20 текущих измерений исследуемых проб, производительность анализа составит в среднем от 70 до 48 проб/ч при ц, = 4 с.
Описанная методика определения содержания лития применима к материалам, не содержащим делящихся элементов и азота [радионуклид образуется также по реакции 15М(Ср)17М, но сечение в данном случае несколько меньше, чем для реакции 80(1,а)17М)], например, к технологическим материалам.
2.4.3. Определение содержаний тория и урана с поправкой на содержание кислорода
При анализе на содержание малых концентраций тория и урана эталонные и исследуемые пробы облучаются дважды (как и в традиционном режиме): сначала надтепловыми и затем тепловыми нейтронами. После чего концентрации тория С, и урана С. определяются как результат решения уравнений: