^(241)Am-Be中子源紧凑型屏蔽装置及辐照器设计

^(241)Am-Be中子源被广泛用于实验研究,为保护实验人员免受中子及γ射线照射,需要设计适当的屏蔽。利用蒙特卡罗方法计算中子透射不同材料后的能谱分布与剂量,优选各层屏蔽材料种类与厚度,设计一套^(241)Am-Be中子源紧凑型屏蔽装置。装置由内而外采用钨+聚乙烯+含硼聚乙烯+不锈钢进行防护,外表面周围剂量当量率H^(*)(10)低于10μSv/h,满足辐射防护要求。同时对装置内部热中子、超热中子和快中子注量分布进行研究,确定装置快中子和热中子输出通道最佳位置。在辐照装置同时开放快中子和热中子通道进行实验测试时,需要设置距离大于130 cm的控制区,以保障操作人员安全。

事故吸入^(241)Am后RBE加权吸收剂量系数计算

当已经发生或即将发生放射性核素急性大量摄入时,对于确定效应(或组织反应)剂量范围,需要一个能够快速估计敏感靶器官或组织在短时间内吸收辐射能量的技术手段或工具,从而能够基于国际原子能机构(IAEA)安全导则GSG-2进行核与辐射应急响应和其他响应行动决策,尽可能地减少受照射人员的急性大剂量照射、保护人员的生命健康。本文在系统研究国际放射防护委员会(ICRP)呼吸道模型、系统模型、消化道模型设计原理和参数建立依据基础上,编写^(241)Am为代表的超铀核素吸入后的滞留排泄份额m(t)计算程序,计算事故吸入^(241)Am后敏感靶器官的短期相对生物效应(RBE)加权吸收剂量AD(30)_(T)系数,并经验证确保计算结果正确。

^(241)Am-Be中子源快中子成像研究

中子成像是一种与X射线成像互补的无损探测技术。为探索同位素中子源用于发展可移动的无损检测系统,利用241Am-Be作为中子源,使用自制的中子发光转换屏和X射线胶片作为探测系统开展了快中子成像研究,并获得了较高质量的图像。研究结果表明,利用241Am-Be中子源发展小型探测系统是有潜力的。

^(241)Am-Be中子源生产及其应用

^(241)Am-Be中子源是目前应用最广泛的放射性同位素中子源。它是利用^(241)Am衰变时发射的α粒子和铍发生(α,n)核反应而获得中。由于^(241)Am具有较长的半衰期(T1/2=433年);核衰变时所伴随的γ射线的能量低(E(?)≈60keV)。因此。

^(241)Am-Be源在煤中所形成中子场的参数拟合

研究了7种煤中主要元素对241Am-Be中子源在煤中形成中子场的影响,给出了描述中子场中快中子和热中子数量变化曲线的经验公式和拟合参数。

^(241)Am 在包气带粉质黏土中的迁移行为研究

为科学评估处置场的环境风险,需了解放射性核素在地质环境中的迁移行为和规律。以西北干旱地区包气带粉质黏土介质为研究对象,通过室内静态批式法及动态土柱迁移实验,结合数值模拟技术,利用Hydrus-1D建立溶质迁移数值模型模拟相关实验参数,开展^(241)Am在包气带粉质黏土中的迁移行为研究。研究结果表明:^(241)Am的迁移曲线呈单边下降形态,核素比活度主要分布在2.5 cm内,峰值比活度为342.38 Bq·g^(-1)。拟合得到弥散度DL为0.8 cm,分配系数为3000 mL·g^(-1),一级速率系数β为0.015 d^(-1)。静态批示法测量与动态土柱迁移实验模拟分别得到的^(241)Am分配系数值相差不大。给出的^(241)Am在包气带粉质黏土中的迁移行为研究可为现阶段放射性废物处置场安全全过程系统分析提供数据与理论支持,为新建近地表处置场的选址、建设等工作构建技术基础。

NaF+HNO_3浸泡法去除金属部件表面^(241)Am污染

Adopting NaF+HNO3 as the reagent to immerse and decontaminate metal parts contaminated by241Am.The decontamintion technology are verified,and the results show that the DF of this technology for leadwork,aluminium and tool steels are more than 90% when decontamination time is 300-450 min,and the concenrtation of HNO3 and NaF are respectively 3%-5% and 0.1%-0.5%.

利用^(210)Pb、^(137)Cs和^(241)Am计年法测算云南抚仙湖现代沉积速率

通过对云南抚仙湖沉积物柱芯样品的^(210)Pb、^(137)Cs和^(241)Am测试表明,柱芯剖面上有明显的1963年和1986年^(137)Cs蓄积峰,验证了1975年次级蓄积峰存在的可能性,这些峰形完好的蓄积峰对抚仙湖的现代沉积环境有明显的时标意义。利用^(137)Cs计年法得到抚仙湖沉积物自1963年、1975年及1986年以来到2007年的平均沉积速率分别为0.063g/(cm^2·a)、0.052g/(cm^2·a)和0.039g/(cm^2·a),说明了过去近五十年抚仙湖沉积速率整体上经历了一个由快到慢的过程。借助于^(241)Am的1963年蓄积峰可以提高^(137)Cs计年的准确性。根据^(210)Pb CRS计年模式,计算出每个样品深度所对应的年代,与^(137)Cs计年法比较存在一定的偏差,分析了两种计年方法存在差异性的原因。通过质量深度和年代分析,抚仙湖的沉积速率变化幅度比较大,表明抚仙湖近129年来的沉积环境不稳定,可能与相应历史时期的人类活动有密切的关系。

^(137)Cs和^(241)Am在滇池、剑湖沉积孔柱中的蓄积分布及时标意义

自70年代以来,对湖泊沉积物中核试验散落核素的研究已成为研究现代湖泊沉积过程和沉积年代及沉积速率的一个重要方面,本文通过对分别采自云南省滇池、剑湖的两个沉积孔柱中^(137)Cs和^(241)Am蓄积分布的研究,测定了它们60、70年代以来的沉积速率分别是42.1和28.7mg/(cm^2·a)。研究发现,虽然^(241)Am的含量远低于^(137)Cs,但^(241)Am具有沉积后迁移能力较小,半衰期长等特点,因而随着时间的推移,在未来湖泊现代沉积作用的研究中将会显示出越来越重要的作用。

少根根霉吸附^(241)Am的研究

研究了各种实验条件对少根根霉吸附2 41Am的影响。结果表明 :常温下 ,当2 41Am起始浓度为 5 .6～ 111MBq/L ,pH =1～ 3,干少根根霉与水相体积比为 1.3g/L时 ,吸附量为 4 .2～ 79.4MBq/g ,吸附率达 99%左右 ,吸附在 1h左右达到平衡。反应温度在 10～ 4 5℃之间变化对吸附影响不大。pH =1～ 3时 ,吸附率最大。干少根根霉与水相体积比为 0 .2～ 2 .5 g/L时 ,对吸附率影响不大。2 41Am液相浓度与吸附量符合Freundlich经验公式。 2 0 0 0多倍的金、银存在时 。

^(237)Np、^(238)Pu和^(241)Am在包气带黄土中迁移的模拟实验

本文介绍了2 37Np、2 38Pu和2 4 1Am在包气带黄土中迁移的模拟实验方法和结果。实验土柱尺寸为2 80mm× 1 2 0 0mm ,示踪源层由示踪核素的硝酸盐溶液与石英砂 ( 4 0～ 80目 )混合后风干形成 ,尺寸2 80mm× 5mm ,核素迁移实验在喷淋 ( 5 .5～ 5 .6mm/d)条件下进行。对于2 37Np在土柱内垂向分布和迁移速度 ,实验期间用γ谱仪进行柱外直接测量。同时在实验进行 1 0 73d和 665d后分别对 1 #和 2 #土柱中的2 37Np、2 38Pu和2 4 1Am进行解体取样测量。经 1 0 73d ,2 37Np、2 38Pu和2 4 1Am在 1 #柱内比活度峰位分别向下迁移 3 .2 5、0 .2 5和 0 .2 5cm ,其平均迁移速度分别为 3 .0 3× 1 0 - 3、2 .3 3× 1 0 - 4和 2 .3 3× 1 0 - 4cm/d。经 665d后 2 #柱内三种核素比活度峰位分别向下迁移 1 .2 5、0 .2 5和 0 .2 5cm ,其平均迁移速度分别为 1 .88×1 0 - 3、3 .76× 1 0 - 4和 3 .76× 1 0 - 4cm/d。2 37Np、2 38Pu和2 4 1Am三种核素的比活度分布质心在 1 #和 2 #柱内分别向下迁移 2 .79、0 .73、-0 .0 9cm和 1 .48、0 .41、-0 .2 7cm ;在 1 #( 1 0 73d)和 2 #( 665d)柱内2 37Np、2 38Pu和2 4 1Am垂向扩散参数σx(t)分别为 1 .2 9× 1 0 - 3、9.86× 1 0 - 4、5 .0 3× 1 0 - 4和 2 .0 0× 1 0 - 3、2 .

土壤腐殖酸的提取及其对^(241)Am的吸附

用稀碱法从核废物填埋场的土壤中提取腐殖酸,并用此腐殖酸对241Am进行吸附实验.结果表明,当241Am初始浓度为0.26~2.7×10-7mol/L,溶液pH为2~3时,腐殖酸对241Am有明显的吸附,其吸附率达90%以上;接触时间4h基本达到平衡,241Am浓度与吸附量之间的关系符合Langmuir经验公式;0℃~40℃范围内,温度对吸附无显著影响;Fe3+、EDTA和柠檬酸根等离子或基团能使腐殖酸对241Am的吸附率显著降低,而Ca2+、PO43-和SO42-等离子或基团对吸附无明显影响;溶液中Eu3+和Nd3+的浓度为241Am的2500倍或更高时,也能使腐殖酸对241Am的吸附明显降低.

^(90)Sr、^(237)Np、^(238)Pu和^(241)Am在含水层中迁移的模拟实验

在中国辐射防护研究院野外试验场的地下研究设施内进行了 90 Sr、2 3 7Np、2 3 8Pu和 2 41Am在含水层介质中迁移的模拟实验。实验用的非扰动原状土柱取自地下研究设施内的含水层 ,实验用水为地下水。实验结果表明 ,试验场含水层介质对 2 3 8Pu和 2 41Am具有很强的吸附能力 ,对 2 3 7Np的吸附能力相对次之 ,对 90 Sr的吸附能力相对较弱。在实际水流速为 6 .13cm/ d条件下 ,经过 5 2 7.5天 ,各核素的活度浓度峰分别迁移了 16 cm(90 Sr)、3.9cm(2 3 7Np)、小于 0 .2 cm(2 3 8Pu和 2 41Am)。采用核素二维迁移方程和本文提出的核素从源层释放的洗脱模型对浓度分布进行了拟合 ,得到了核素迁移参数 。

基于尿样测量的241Am内照射常规监测与评价技术研究

241Am属于极毒组α核素,吸入人体将产生内照射危害。尿样核素分析监测技术是工作人员内照射常规监测与评价的重要方法之一。本文通过研究241Am大体积尿样的前处理、分离纯化、电沉积等因素,建立了大体积尿样中241Am的分析监测技术,同时考察了该分析监测技术在241Am内照射监测与评价中的应用。研究结果表明:建立的大体积尿样中241Am分析监测技术化学回收率为86.2%、精密度为3.88%、相对偏差小于10%;对Pu的去污系数大于1.0×10^3;探测限为31.8μBq/L。对于1.6L24h尿样,常规监测周期为360d时,最小可测待积有效剂量为0.13mSv,低于常规监测所规定的2mSv调查水平,表明该监测技术适用于工作人员241Am内照射的常规监测以及剂量评价。

基于^(137)Cs、^(241)Am和^(210)Pb计年的上级湖沉积速率研究

利用放射性核素210Pb、137Cs及241 Am测年方法,确定上级湖表层沉积物的年龄、沉积速率及其变化,分析湖泊沉积速率变化与自然环境演化、人类活动(尤其是修筑堤坝等水利工程)之间的关系,为合理开发利用湖泊资源、保护生态环境提供理论依据。137Cs测年结果表明,沉积柱芯中137 Cs 1964年时标不明显,不存在1975年、1986年时标;利用241 Am及210Pbex辅助计年,确定质量深度6.37g.cm-2处为1964年,至表层的平均沉积速率为0.135g.cm-2.a-1。利用210PbexCRS模式计算出每个样品深度所对应的年代,与历史资料较吻合。210PbexCRS计年结果显示,自1859年以来上级湖的沉积速率不稳定,以二级坝建成使用的1960年为界,划分为建坝前平均沉积速率低及建坝后沉积速率上升两个大的时段。上级湖沉积速率的变化与流域旱、涝变化及人类活动有关。

DGA树脂萃取色层法分析土壤样品中的^(241)Am

为了对核设施及周边环境的放射性污染水平进行有效监测,需要对大量土壤样品中的^(241)Am进行分析。本工作首先考察了接触时间、介质酸度、温度对^(241)Am在DGA树脂柱上的吸附影响,确定了最佳吸附条件,为动态柱实验提供了输入条件;然后进行了动态柱实验的验证:以萃取色层法为分离纯化手段,采用高酸上柱,EDTA络合解吸,以低本底液闪谱仪为放射性测量手段,建立了一个快速分析土壤中^(241)Am的方法。当土壤样品量为10g,使用8mol/L HNO_3浸取灰化后的模拟污染土壤样品,该方法对^(241)Am的化学回收率约为95%,最低可探测比活度为3.1Bq/kg,全流程分析时间小于3h。对其它核素^(137)Cs、^(90)Sr-^(90)Y、^(239)Pu、^(99)Tc有很好地去污能力。因此该方法可广泛应用于环境土壤样品的^(241)Am分析。

^(237)Np、^(238)Pu、^(241)Am和^(90)Sr在包气带黄土、含水层和工程屏障材料中迁移行为的野外试验研究

本文介绍了2 37Np、2 38Pu、2 4 1Am和90 Sr在包气带黄土、含水层和工程屏障材料 (膨润土、水泥、变质水泥、水泥砂浆粉 )中迁移行为的野外试验的方法和结果。在包气带黄土和工程屏障材料中的迁移试验是在天然和喷淋 ( 1 5mm/d)两种条件下进行的 ,含水层迁移试验包括核素在用未扰动含水介质填装的组件试验与核素在未扰动含水介质中的示踪试验。经过 3年试验 ,核素在天然条件下的包气带黄土中以及无论在天然还是喷淋条件下的工程屏障材料中 ,示踪剂未见明显迁移 (即未迁移出示踪源层外 ) ;在喷淋条件下 ,在包气带黄土中通过石英砂示踪源层90 Sr(质心 )向下迁移 2 .7cm ,通过示踪源层外边缘上的黄土向下迁移 1 3cm(峰位 ) ;2 37Np、2 38Pu、2 4 1Am未见明显迁移。发现石英砂做示踪剂载体对黄土非饱和水有屏流作用 ,影响核素迁移 ,以石英砂和黄土做载体的对比实验证实了这一点。90 Sr、2 37Np、2 38Pu和2 4 1Am在未扰动含水层介质示踪试验中经 1 0 2 3d未见明显迁移 ,仍在示踪源点。含水层组件试验中2 38Pu和2 4 1Am未见明显迁移 ,在组件 8(面源 )中 ,2 37Np向后迁移 0 .95cm ,90 Sr(质心 )迁移 4.7cm。试验结果还表明 ,核素在变质水泥和普通水泥中迁移 ( 3年 )规律未见明显差异。

某地区土壤中^(241)Am和^(239)Pu的化学形态

用连续提取法研究了某地区放射性污染土壤中^(241)Am和^(239)Pu的化学形态。结果表明,供试土壤样品中各级态^(241)Am和^(239)Pu都以一种优势形态即残渣态存在,其中^(241)Am的残渣态含量达到总量的84%～91%,^(239)Pu达到98%左右,其它各级态含量较少,这说明实验土壤中的^(241)Am和^(239)Pu主要赋存于土壤的原生和次生稳定矿物中,属于稳定的化学形态,在环境中的迁移活性较小。

含放射性示踪剂^(237)Np和^(241)Am土壤测量的质量控制

本文报道了超铀核素迁移试验中含放射性示踪剂2 37Np和2 4 1Am土壤样品分析测量的质量控制工作。整个质量控制工作由独立于分析测量工作的质量保证人员具体组织实施 ,它的主要内容有 :抽取送检样品总数的 5 %～ 1 0 %的样品进行复测检查 ;制备空白样品、平行样品和掺标样品作为质控样品 ,检查分析结果的质量。本文报道了这些工作的实施情况及其结果。

两种有机酸对铀和^(241)Am污染土壤植物修复影响的比较研究

为了实现放射性核素污染土壤植物修复的工程化应用,在前期植物筛选的基础上,选取对铀富集能力较强的芥菜和对^(241)Am富集能力较强的大麦进行盆栽试验,研究不同含量的柠檬酸和苹果酸对铀、^(241)Am污染土壤植物修复效果的影响。从转移系数(TFs)、富集系数(BFs)、盆栽植物生物量及提取效率等方面对有机酸作用下两种核素的去除效果进行了研究。结果表明,与柠檬酸相比,苹果酸也能促进植物对土壤中铀和^(241)Am的吸收,并能促进铀和^(241)Am在植物体内的运输,但其促进能力较弱。在相同的土壤条件下,芥菜地上部的铀富集系数高于大麦地上部的^(241)Am富集系数,铀在植物体内的转移系数也远高于^(241)Am,表明在试验给定的条件下,铀比^(241)Am更容易在植物体内运输迁移。当有机酸含量在20 mmol/kg及以上时,盆栽植物的生物量大大降低,降低幅度在20%以上,表明土壤中有机酸含量太高会严重影响植物的正常生长发育。在环境条件相同的情况下,盆栽芥菜的铀提取率远高于盆栽大麦的^(241)Am提取率。