Теоретические и экспериментальные подходы к решению задач активационного анализа, гамма-спектрометрии и создания малоактивируемых материалов

• Автор: Колотов, Владимир Пантелеймонович
• Шифр специальности: 02.00.14, 02.00.02
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 48 с. : ил.; 19х14 см.

Работа выполнена в лаборатории радиоаналитических и электрохимических методов Института геохимии и аналитической химии им.В.И.Вернадского РАН

Официальные оппоненты доктор физикоматематических наук, профессор

Дмитриев Сергей Николаевич

доктор технических наук, профессор Иванов Игорь Николаевич

доктор химических наук Новиков Александр Павлович

Ведущая организация Государственный научноисследовательский и

проектный институт редкометаллической промышленности Гиредмет

ФГУП Гиредмет

Защита состоится октября года в часов на заседании диссертационного совета Д.2.9. в Институте геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН по адресу , ГСП1, Москва, ул. Косыгина, .

С диссертацией в виде научного доклада можно ознакомиться в библиотеке Института.

Диссертация в виде научного доклада разослана сентября года.

Ученый секретарь
диссертационного совета Д.2.9., доктор химических наук
И.В.Кубракова
I. Общая характеристика работы
Актуальность


На основании решения Координационного Совета по проблеме Исследование и создание конструкционных материалов для термоядерных реакторов АН СССР и Государственного комитета по атомной энергии в ИМЕТ РАН и ГЕОХИ РАН в х годах были начаты первые в стране работы по созданию малоактивируемых материалов. Важно отметить, что эта тематика актуальна не только для термоядерной энергетики, но и для традиционной ядерной, особенно с учетом приоритетного развития реакторов на быстрых нейтронах. Первым шагом при разработке малоактивируемых материалов является расчет ядерных трансмутаций, протекающих при облучении материалов нейтронами произвольного энергетического распределения, определенного для каждой конкретной установки. Очевидно, что обычный формализм, описывающий активацию тепловыми нейтронами, не работает и необходимо решение задачи в общем виде с использованием дифференциальных сечений, включая рассмотрение многочисленных реакций, протекающих при длительном облучении. С другой стороны, разработка малоактивируемых материалов подразумевает строгий контроль элементного состава, в том числе и по микропримесям. Для решения этих задач подходит инструментальный недеструктивный нейтронноактивационный анализ ИНАА. Так как анализируемые объекты достаточно сложные, то применение полупроводниковой гаммаспектрометрии и программных средств для обработки данных является обязательным условием при разработке эффективного метода анализа. В свою очередь инструментальный активационный анализ отличается высокой производительностью, поэтому без эффективных средств обработки и хранения получаемой информации трудно обойтись. В данной работе впервые предложено использовать реляционные базы данных в качестве основы для организации системы хранения и обработки результатов нейтронноактивационного анализа и обеспечения его качества. В работе предложена концепция и создана интегрированная информационная среда на основе реляционных баз данных как для нейтронноактивационного анализа, так и для разработки малоактивируемых материалов. Разработаны новые методы, алгоритмы и на их основе компьютерные программы для обработки полупроводниковых гаммаспектров для нейтронноактивационного анализа и измерения радиоактивности образцов окружающей среды, которые внедрены в десятках лабораторий страны. Лицензионная версия программного обеспечения распространялась вместе с многоканальными анализаторами серии Венгрия. Впервые разработано программное обеспечение IV для оценки ядерных трансмутаций и активации при облучении химических элементов изотопов нейтронами задаваемого энергетического порядка и с учетом ядерных реакций высокого порядка. Предложена концепция атласа активации и разработана его структура на основе многотабличной реляционной базы данных, содержащей результаты расчетов трансмутаций. Созданный атлас активации используется для проведения оценок активации, кинетики распада, изменения химического состава и других материалов конкретного состава с использованием разработанного набора запросов и иакролрограмм. Разработанное программное обеспечение IV и атлас активации успешно использованы для разработки нового класса конструкционных малоактивируемых материалов. Создана база данных результатов панорамного анализа большого числа продуктов и прекурсоров, выпускаемых отечественной промышленностью, которые могут быть использованы для получения малоактивируемых материалов. ХГВФ, ряда ферритных сталей Х9ВФА и ХВФТ, сплавов на основе ванадия, как традиционного состава V44i, так и оригинальных V. Показано, что пятиокись ванадия, полученная при регенерации топочных газов ТЭЦ, в отличие от традиционной технологии ее получения из железорудного сырья, имеет более благоприятный микроэлементный состав для создания малоактивируемых материалов. Проведенные исследования и их практическая реализация позволили в дальнейшем в составе группы экспертов МАГАТЭ создать комплекс гаммаспектров, а также сопутствующих методик и рекомендаций для тестирования програмного обеспечения для гаммаспектрометрии.