高通量快堆辐照生产^(252)Cf关键因素分析

^(252)Cf放射源是一种高强度同位素中子源,在科学研究、装置研发等领域具有重大需求,但长期以来依赖于进口。基于高通量快堆初步设计方案开展辐照靶件设计,结合模拟计算结果得出影响^(252)Cf核素生产的关键因素。在5×10^(15)n·cm^(-2)·s^(-1)中子通量水平下,对三种采用不同氢化锆和Eu_(2)O_(3)吸收体辐照靶件设计方案进行裂变沉积能、能谱计算,并通过燃耗计算程序开展重锔、轻锔靶件燃耗计算,与美国辐照生产^(252)Cf实验值对比。结果表明:方案3的计算值与基准值吻合较好且最适用于重锔靶辐照生产^(252)Cf,方案2适用于通过短的辐照周期辐照生产重锔核素。本文的计算与分析可为高通量快堆辐照生产^(252)Cf提供理论与技术支撑。

中子符合计数研究中^(252)Cf源强的影响分析

具有中子多重性的^(252)Cf源是中子符合计数实验测量和装置标定的首选。本文利用数值模拟手段研究^(252)Cf源强对中子符合计数的影响。根据中子符合计数实验的数据处理方法,通过生成带自发裂变事件标签的中子脉冲序列,按照移位寄存器的数据处理逻辑对中子脉冲序列进行处理,给出中子符合测量模拟结果。基于对不同源强下前景(R+A)和背景(A)的中子多重性分布的模拟结果,定量分析源强对真符合计数在前景测量结果中占比的影响。结果表明,在^(252)Cf源强为每秒几百或几千个中子时,真符合计数在R+A的中子符合计数中占绝对或明显优势(超过50%),推荐作为实验的中子源;源强为每秒几万个中子时,真符合计数在R+A的中子符合计数中占比约10%;源强达到每秒几十万个中子时,真符合计数淹没在偶然符合计数中(占比约1%),不建议用作实验的中子源。本文的研究可以为实验的源强选择、实验数据的有效性检查提供一个参考。

^(252)Cf快裂变室研制

采用甲烷、氩气或其混合气体 ,在 2 52 Cf平行板裂变室极间距 1.0 0至 5.0 0 mm、电压 50至70 0 V的条件下 ,测量了 142 B电荷灵敏前置放大器输出脉冲波形和脉冲幅度谱。 2 52 Cf裂变室中子强度为 2 .0 7× 10 4 s-1,上升时间为 7.69( 1± 9.1% ) ns,裂变碎片探测效率为 98.4 % ,能够清晰分辨裂变碎片和 α粒子信号。

基于^(252)Cf源驱动噪声分析法的高浓缩铀部件外加反射层效应

针对高浓缩铀部件外加的反射层材质及厚度之效应可以巧妙避开核查这一问题,依据^(252)Cf中子源驱动噪声分析法原理,采用蒙特卡罗方法模拟研究了高浓缩球形金属铀部件的不同材料、厚度的反射层的效应,获得了相应的时间关联符合计数分布和中子产额。研究结果表明,对同一材料的反射层,反射层厚度愈大,中子产额愈大,即反射效果愈好。对于同一厚度的反射层,反射层材料的密度愈大,中子产额愈大,反射敷果愈好。

^(252)Cf自发裂变产物中^(114)Pd的快速放射化学分析

建立了一个手动快速放射化学分离程序以测定￣（２５２）Ｃｆ自发裂变产物中的￣（１１４）ｐｄ，其主要分离步骤是萃取和沉淀Ｐｄ（ＤＭＧ）＿２配合物。分离程序耗时５．５－６ｍｉｎ，化学回收率为３０％－６０％。方法的精密度以单次测量值的相对标准偏差表示，为３．９％。

基于压缩感知理论的^(252)Cf源中子脉冲信号分析

针对252Cf源驱动核材料产生裂变中子脉冲信号具有脉冲序列特殊的"0,1"稀疏结构之特点,采用压缩感知理论,通过巧妙引入图论中的二分图模型,同时结合二分图的最小覆盖性质,适当添加约束条件,构建了稀疏均匀的观测矩阵。研究结果表明,利用压缩感知理论对"0,1"中子脉冲序列特殊稀疏结构的信号重构算法不仅可行,而且还获得了优于l1范数最小化方法重构结果,这对252Cf驱动核材料的中子脉冲信号分析与处理提供了一种新的途径或方法。

基于压缩感知的^(252)Cf源驱动核材料浓度识别技术研究

针对252Cf源驱动噪声分析测量法中核材料浓度识别问题,采用压缩感知理论,在K最近邻(KNN)识别算法基础上,研究了一种基于压缩采样的K最近邻(CSKNN)分类识别方法,进而研究并分析了CSKNN方法的识别概率。实验结果表明,CSKNN分类识别方法只需少量的观测值(观测比M/N≥0.1),即可达到分类识别的目的;当信噪比提高时,识别概率将会以更快的速度收敛至100%,且对K值的敏感程度也会随之降低。这样,不仅提高了核军控核查的实时性,而且还有效降低了采样成本,为核材料浓度的在线判读提供了一种新的理论基础和实现方法。

^252Cf裂变中子照射洋葱干种子后根尖细胞内微核诱发率的研究

用252Cf 中子 γ 射线混合照射观察了不同剂量对洋葱根尖细胞微核诱发率的差异,研究252Cf 裂变中子 的相对生物效应(Relative biological effectivencess, RBE)。结果表明,单位剂量 252Cf 中子 γ 射线混合照射的微 核诱发率为(1.84±0.10)%Gy-1,而归因于单位剂量 252Cf 裂变中子的微核诱发率为(2.74±0.15)%Gy-1;单 位剂量60 Co γ 射线的微核诱发率为(0.022±0.002)%Gy-1。252Cf 中子 γ 射线混合照射的 RBE 值为 84±9,252Cf 裂变中子的 RBE 值为 124±13。单位剂量 252Cf 中子 γ 射线混合照射在 Allium cepa 洋葱种子根尖细胞内的微 核诱发率约为 60Co γ 射线的 84 倍,中子照射所致 DNA 损伤的修复效率,可能不同于由 γ 射线照射所致 DNA 损伤的修复效率。

^(252)Cf自发裂变中^(114)Pd累计裂变产额测定及质量分布轻峰精细结

应用放化法首次测量了￣（２５２）Ｃｆ自发裂变中￣（１１４）ｐｄ的累计裂变产额，其值为（２．５０±０．１１）％。为了解决有关￣（２５２）Ｃｆ自发裂变质量分布精细结构方面存在的分歧，还测量了￣（１１２）ｐｄ和￣（１１３）Ａｇ￣ｇ的累计产额，并应用最新的核参数对文献中其它作者的数据进行了重新处理和评价。结果表明，在质量分布Ａ＝１１３处存在精细结构。

^(252)Cf生产关键技术及展望

^(252)Cf是一种重要的超钚元素,可用于核反应堆启动、中子照相、中子活化分析、地质勘探等核技术应用及基础科研,目前世界上只有美国和俄罗斯具备^(252)Cf生产能力。本研究对^(252)Cf基本性质、国外^(252)Cf生产现状进行介绍,提出^(252)Cf生产需攻克的关键技术。

三种闪烁探测器对^(252)Cf裂变射线的响应测量

应用飞行时间谱,测量了LaCl3(Ce)、BC400、ST401三种闪烁探测器对252Cf裂变γ射线和中子的响应,获得了信号输出波形参数、定时精度、不同中子能量阈值的计数。测量了LaCl3(Ce)探测器被高密度聚乙烯屏蔽后的响应。BC400探测器对入射γ射线的定时精度为1.3 ns,ST401为1.5 ns。通过匹配快响应光电倍增管,LaCl3(Ce)探测器是混合场中测量γ射线时间序列的一种有效方法。

BC501探测器对^(252)Cf裂变瞬发射线的响应测量

为了应用BC501液体闪烁探测器测量脉冲信号时间序列,利用252Cf裂变γ射线和中子飞行时间谱,测量了两种大小BC501探测器对裂变瞬发射线的响应。探测器对入射γ射线的定时精度能够达到1.2 ns。获得了平均一次252Cf裂变,不同中子能量阈值以上,γ射线和中子的绝对计数。

应用^(252)Cf溶液刻度SSTD的效率因子

R.H.Iyer等将固体径迹探测器(SSTD)浸于可裂变物质溶液中,记录发生的裂变事件。他们应用了两种方法刻度SSTD记录裂变碎片的效率因子。一种是应用铀的固体薄靶,另一种应用金丝做中子通量监测体。这两种方法都应用了和铀溶液靶(其中浸有SSTD)的“背靠背”转换技术,这样一来由于校正因子较多而增大了刻度误差。 J.G.Cuninghame应用一个^(252)

^(252)Cf微型快裂变室

本文叙述的快裂变室主要用于^(252)Cf裂变中子飞行时间谱测量。该裂变室具有重量轻(1.65g)、上升时间快(6ns)、对裂变碎片探测效率>99％等特点。针对裂变中子能谱测量的特殊要求,详细论述了裂变室设计应遵循的基本原则及其对能谱测量可能带来的影响。

^(252)Cf中子活化核燃料棒^(235)U富集度均匀性检测装置

采用252Cf中子活化方法研制燃料棒235U富集度均匀性检测设备,用慢化后的252Cf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。采用1 2mg的252Cf中子源,能检测出燃料棒中235U富集度相对偏差±10%的单个混料芯块,单根燃料棒的检测速度可达7m/min,检测结果的置信概率为97 74%。

^(252)Cf、^(238)Pu与^(237)Np三种核素的生产供应

^(252)Cf、^(238)Pu、^(237)Np三种核素是用于深空探测和核能发电等领域的重要放射性同位素,国内主要依靠进口,来源有限。了解这三种核素的生产供应情况,对国内开展相关研究工作有重要参考价值。本文分别介绍了^(252)Cf、^(238)Pu、^(237)Np的特性和用途,并概述了其生产供应情况。目前^(252)Cf主要在美国橡树岭国家实验室(ORNL)和俄罗斯原子反应堆研究所(RIAR)的高中子通量反应堆辐照生产。冷战结束之后,^(238)Pu两大生产国——美国和俄罗斯的生产能力逐渐丧失,随着深空探测任务对同位素电池的需求,近些年美俄两国正在陆续恢复生产。^(237)Np作为^(238)Pu生产的原材料,主要存在于裂变产物或高放废物中,通过后处理流程分离提取。为保障国内反应堆的稳定运行和深空探测任务的开展,建议尽快实现上述三种战略核素的自主供应能力。

用^(252)Cf中子活化分析装置分析金矿的含金量

本文主要介绍，用俄罗斯科学院远东分院提供的￣（２５２）Ｃｆ中子活化装置和我国国家标准Ａｕ样品［ＧＢＷ（Ｅ）－１，２，３］，采用相对法分析金矿含金量的方法，并给出了对黑龙江省黄金部队金矿样品的测量结果。

外照射配合^(252)锎中子射线腔内照射治疗食管癌的临床观察

目的观察外照射与252锎中子射线内照射结合治疗食管癌的疗效及不良反应。方法对50例局部中晚期食管癌初治患者进行前瞻性随机分组研究。大分割组:外照射40 Gy后,开始内外照射同期进行,每周六加一次内照射,内照射5 Gy/次,1次/周,共10 Gy/2次;小分割组:外照射30 Gy后,即开始内外照射同期进行,每次3.5 Gy,1次/周,共10.5 Gy/3次。两组外照射总量均为50 Gy,均采用常规分割照射,2 Gy/次,1次/日,5次/周。结果大、小分割组1、3、5年局控率分别为72.73%、58.18%、48.48%和77.52%、46.96%、41.74%(P=0.622),1、3、5年生存率分别为81.82%、40.91%、27.27%和75.00%、32.14%、28.57%(P=0.92);大、小分割组急性放射性食管炎发生率分别为90.90%和92.90%(P=0.80),晚期放射性食管炎发生率分别为81.80%和50.00%(P=0.02)。结论两组局控率及生存率相当,但大分割组晚期放射性食管炎发生率明显高于小分割组。

外照射结合^(252)锎腔内照射治疗中晚期食管癌的远期疗效

目的观察外照射结合252锎中子射线内照射治疗中晚期食管癌的远期疗效及不良反应。方法对50例局部中晚期食管癌初治患者先予以常规外照射治疗,外照射采用6-MV X线,2戈瑞/次,1次/日,5次/周,外照射先给予40 Gy,之后予以内外照射同期进行,每周六行内照射治疗一次,内照射每次给予4 Gy,1次/周,共12戈瑞/3次,外照射总量为50 Gy。结果 1、3、5年局控率分别为75.47%、52.0%、45.06%,中位局控时间为45个月;1、3、5年生存率分别为78.0%、42.0%、28.0%,中位生存时间为28个月。晚期放射性食管反应发生率为64%。结论外照射加252锎中子射线内照射治疗中晚期食管癌远期疗效较理想,临床有一定应用前景。

人骨肉瘤细胞HOS锎-252中子放射敏感性的研究

目的观察锎-252中子治疗骨肉瘤的效果。方法人骨肉瘤细胞HOS用铱-192γ射线和锎-252中子射线分别以不同的剂量照射,MTT法绘出细胞存活曲线,经典的克隆形成分析测算D0、Dq和SF2值,彗星分析法检测照射后细胞的DNA损伤情况。结果MTT法、克隆形成分析和彗星分析法3种方法的实验结果均表明HOS细胞对锎-252中子射线更为敏感。由克隆形成分析得到锎-252中子射线和铱-192γ射线照射HOS细胞的D0值分别是2·80和3·34,Dq值分别是2·66和3·07,SF2值分别是0·596和0·684。锎-252中子射线和铱-192γ射线以200、500、1000cGy3个剂量照射HOS细胞后,碱性彗星尾力矩分别是(6·664±0·648)、(20·322±1·433)、(33·909±1·245)和(4·760±0·528)、(15·203±1·272)、(27·375±1·315)(P<0·05)。结论锎-252中子对HOS细胞的杀伤效果优于铱-192γ射线,说明锎-252中子放射治疗骨肉瘤可能是一种具有发展潜力的放射治疗方法。