Метрологическое обеспечение ядерно-физических методов контроля радиохимического производства изотопной продукции

• Автор: Попов, Юрий Сергеевич
• Шифр специальности: 05.11.15, 05.11.13
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Димитровград
• Количество страниц: 321 с. : ил.

Глава I. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Ядерно-физические свойства радиоизотопов и средства измерений

1.1.1. Актиноилы (89^100)

1.1.2. Лантаноиды {Н&<1)

1.1.3. Элементы

1.2. Научно-технические основы ядерно-физических методов аналитического контроля радиохимического производства источников и препаратов

1.2.1. Сканирование. Коллиматоры

1.2.2. Нейтронные измерения

1.2.3. Регистрация осколков спонтанного деления

1.2.4. Полупроводниковая альфа-спектрометрия

1.2.5. Радиометрия излучений

1.2.6. Х-, у-спектрометрия
1.2.7. Измерение активности малоактивных источников
Выводы к главе
Глава 2. МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
2.1. Концепция измерений
2.2. Планирование эксперимента
2.3. Идентификация изотопов (распознавание образов)
2.4. Метрологическое обеспечение
2.4.1. Система средств измерений
2.4.2. Аппаратура. Оборудование
2.4.3. Образцовые источники
2.4.4. Инженерно-техническое обеспечение
2.4.5. Статус ядерных данных
2.4.6. Математические формулы, алгоритмы
Выводы к главе
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Глава 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ЯДЕРНО-ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ИЗОТОПОВ
АКТИНОИДОВ (89<г<100)
3.1. Определение периодов полураспада изотопов актиноидов
3.1.1. Протактилий
3.1.2. Уран-237
3.1.3. Нептуний-238,239
3.1.4. Плутоний-246,247; Америцнй-245,246т,247
3.1.5. Кюрий
3.1.6. Берклий-150, Эйнштейний
3.1.7. Калифорний-250,252
3.1.8. Эйнштейний-253,254т,255,257
3.1.9. Фермий-254, 255,256,257
3.1.10.Заключение
3.2. Определение интенсивности М-,Ь-рентгеновского излучения
изотопов актиноидов:Торий-232;Уран-235,237; Нептуний-237,239;Плутоний-238,239,242;Аморииий-241,242т,243,245;Кюрий-242,243,244,245,248;
Калифорний-249,250,252; Эйнштейний-253,254
3 2.1. Определение абсолютного выхода М-рентгеновского излучения изотопов актиноидов: Плутоний-238,242,
Америций-242ш,243; Кюрий-242,244,248; Калифорний-249; Эйнштейний
3.3. Исследование «тонкой» структуры спектров альфа-излучения изотопов актиноидов: Плутоний-238,239,240,241;
Америиий-241,243; Кюрий-242,244; Берклий-249,
Калифорний-249,250
3.4. Определение энергии и интенсивности гамма-излучения
изотопов актиноидов
3.4.1. Плутоний-241,246
3.4.2. Америций-243,245,246,246ш,
3.4.3. Кюрий-242,243,244,245
3.4.4. Берклий-249,
3.4.5. Калифорний
3.4.6. Эйнштейний-253,254,255,257
3.4.7. Фермий-255,
3.4.8.3аключение
Выводы к главе
Глава 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ЯДЕРНО-ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ИЗОТОПОВ
ЛАНТАНОИДОВ (57 4.1. Определение периодов полураспада изотопов лантаноидов
4.1.1. Лантан-140. Церий

4.1.2. Неодим-1 47,149
4.1.3. Прометий-147,148ш,
4.1.4. Европий-152,154,155,
4.1.5. Гадолиний-153. Самарий
4.1.6. Гадолинин-151. Тербий
4.1.7. Тулий
4.1.8.3аключение
4.2. Исследование гамма-излучения изотопов лантаноидов
4.2.1. Неодим 1^7,149
4.2.2. Прометий -147, 148т,
4.2.3. Европий-155,156
4.2.4. Гадолинин-151,153
4.2.5. Гольмий-166ш
4.2.6. Тулий
4.2.7.3аключение
Выводы к главе
Глава 5. ИССЛЕДОВАНИЕ ДЦЕРНО-ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ
ИЗОТОПОВ ЭЛЕМЕНТОВ С 7 5.1. Ядерно-физические свойства изотопов: Вольфрам-188,
Рений-188, Осмий
5.2. Периоды полураспада и интенсивности Х-,у-излучения
изотопов: Олово-113, Олово-117т, Олово-119т
5.3. Исследование радиоактивного распада изотопов:
Иттрий-88,91; Палладий-103; Серебро-105,106m,1 Ют;
Кадмий-109; Ниобий-93т,94
5.4. Исследование распада изотопов Гафний-175,181
5.5. Определение периодов полураспада изотопов Стронций-85,89
5.6. Определение периодов полураспада изотопов:
Йод-131,132,133,134,135
5.7. Определение периодов полураспада изотопов: Азот-13;
Фтор-18; Кремний-31; Хлор-38; Платина-195т,197;
Свинец-203,204т
5.8. Периоды полураспада изотопов: Фосфор-32,33;
Молибден-99; Теллур-129ш,132; Цезий-137, Скандий-46;
Вольфрам-187; Золото-196,198
5.9 Заключение
Выводы к главе

срезанной вдоль плоскости <1011>, размером 35x10x0,3 мм. Дальнейшее разделение производится с помощью узких (0,37 мм) щелевых коллиматоров, помещенных в фокальные точки пучка рентгеновского излучения. В экспериментальных условиях погрешность определения отношения интенсивностей, составляющих Ка2 /Ка| дублета Си, снижено до S0,5 %
В работе [154] рассматривается процесс измерения энергии и интенсивности монохроматического у-излучения с помощью ППД. Проведен теоретический анализ влияния неупругого рассеяния у-квантов в материале источника на форму у-линий. Проведены экспериментальные определения спектров у-излучения 241Am(EY= 59,5 кэВ) с помощью детектора из чистого Ge диаметром 10 мм и толщиной 7 мм. Применялись 3 источника241 Аш в разной упаковке. Источники находились в вакуумном контейнере, покрытом пленкой майлара; детектор помещался в коллиматор с отверстием диаметром <1 мм. С учетом известной функции отклика детектора выделены линии у-излучения, ширина и форма которых обусловлена рассеянием у-квантов в источниках. Показано, что этот эффект в первую очередь определяет асимметрию формы у-линий. Полученные экспериментальные данные согласуются с расчетными.
Изучалась зависимость энергетического разрешения Ое(1л)-детектора (Д) от его расположения по отношению к коллимированному пучку у-квантов [155]. Зависимость характеристик Д от положения места облучения обусловлена процессом изготовления Д, при котором неизбежно возникают структурные дефекты и химические примеси. Разрешение измерялось вдоль радиального направления от продольной оси цилиндрического Д с центральным каналом. Установлено, что наилучшее разрешение достигается в середине зоны компенсации. Уменьшение диаметра кристалла Д дает лучшее разрешение, хотя и приводит к ухудшению относительной эффективности. Измерения с коллимированным и неколлимирован-ным пучками у-квантов показывают, что в первом случае разрешение выше.
Расчеты коллиматоров с использованием принципов линейной геометрической оптики представлены в работах [156, 157].
Принципы методики «прямой видимости» в расчетах коллиматоров описаны в работах [158, 159]. В этих работах предполагалось наличие «точечности» детектора и преобладающего значения компонент излучения «прямой видимости» по сравнению с компонентами рассеянного излучения.
Геометрический подход к расчету коллиматора дает существенные погрешности, поскольку поле излучения искажается в результате взаимодействия излучения с материалом