从裂变产物中快速萃取分离^(94)Sr的研究

为提高短寿命裂变产物核素^(94)Sr核参数的测量精度,需要快速从裂变靶中分离出较高活度的放化纯样品。本工作研究了SISAK系统快速分离Sr的工艺,建立了SISAK系统从裂变产物中快化分离^(94)Sr的流程。经热实验验证,靶量14μg的235U辐照20 s,可在100 s内获得^(94)Sr样品,并可测得明显且无干扰特征峰,流程对Sr的化学回收率大于80%,对主要干扰核素的去污因子均大于10~2。本研究采用“堆辐照+跑兔送样+SISAK分离”联用的技术,获得了可用于测量的^(94)Sr样品,对半衰期为分钟量级的裂变产物的核参数测定与衰变特性研究具有重要参考价值。

HIRFL-CSR上全剥离同核异能态离子的寿命测量

高电荷态离子的寿命数据被广泛应用于核物理及核天体物理等多个研究领域,在核废料处理等应用领域具有潜在应用价值。在兰州重离子加速器装置(HIRFL-CSR)上建立了一套基于等时性质量谱仪测量全剥离同核异能态离子寿命的实验方法。该实验方法在测量几十微秒到几百微秒时间尺度上发生的核衰变具有独特优势,尤其适用于开展全剥离同核异能态离子的衰变研究。飞行时间探测器记录离子的时间信号,通过这些时间信号可提取出每个离子的飞行时间信息并得到飞行时间与循环圈数的直线拟合残差。直线拟合残差就可以来鉴别衰变事件,基于衰变事件可得到全剥离同核异能态离子^(94)m Ru^(44+)的寿命。实验证明了基于储存环开展短寿命高电荷同核异能态离子衰变研究的可行性。

陨石学与天体化学(2001～2010)研究进展

21世纪的第一个十年,陨石学与天体化学研究在中国迎来了一个前所未有的发展时期。在南极格罗夫山地区共开展了5次科学考察,收集到超过1万块陨石,提供了珍贵的研究样品;嫦娥工程的立项和一期工程的成功实施,是陨石学与天体化学发展的重大机遇,也是挑战;高精度原位微区分析平台建设的完成,则为地外物质样品的分析提供了关键的技术保证。更为重要的是,通过大量南极陨石的分类工作,培养和锻炼了陨石学研究的青年人才。在此基础上,通过对各化学群陨石的研究,取得了许多重要的成果,包括陨石中前太阳颗粒的发现和研究、陨石中的灭绝核素、太阳星云在不同条件下的凝聚过程、月球陨石和火星陨石的岩石学成因与同位素定年、陨石的冲击变质与高压矿物、以及中国第一个陨石坑的证实等。

短寿命核素气溶胶监测相关问题探讨

目前的放射性气溶胶连续监测仪或连续空气监测仪,都是针对长寿命的α放射性核素(如U,Pu)或β放射性核素(如137 Cs,90 Sr),因而在采样测量过程中都不考虑被监测核素的衰变修正。但是,包括核电站在内的具有反应堆运行的核设施,对某些短寿命放射性核素(如88 Rb,138 Cs以及18 F等)的气溶胶监测也是重要的。本文针对短寿命核素气溶胶监测中的有关问题进行讨论,提出了相关的可供监测仪器报告监测结果的实际可行的数据处理方法。

SISAK快速化学分离装置的建立

SISAK(Short-lived Isotopes Studies by the AKUFVE technique)技术是目前使用最广泛的快速化学分离方法之一,主要应用在短寿命核素的分离和鉴别、超重元素的人工合成以及化学性质研究等方面的工作中。本文简单地叙述了SISAK技术的流程、原理和发展现状,介绍了自行建立的国内第一套基于SISAK技术的快速化学分离装置,并通过从裂变产物中分离短寿命核素这一实例验证了SISAK技术在快速化学分离中的优越性。

SISAK快化分离装置控制系统的研制

SISAK是国内外目前应用最广泛的短寿命同位素快化分离技术之一,在裂变产物、超重元素、远离β稳定线的非稳核研究方面有着广泛的应用。SISAK技术最新的发展主要集中在配套设备和计算机控制上。我们研制了一套基于LabVIEW以PLC为核心的SISAK自动控制系统,其组成和控制方案简单可靠,已在冷实验中取得了很好的效果。

微量铀的快速超热中子活化法测定

选用２３８Ｕ（ｎ，γ）２３９Ｕ反应，通过测定半衰期为２３．５ｍｉｎ的２３９Ｕ对铀进行定量分析。采用氮化硼屏蔽的超热中子活化法，使铀的探测极限达到８ｎｇ／ｇ（生物样品）和０．１５μｇ／ｇ（地质样品），且每个样品的分析时间小于１ｈ。对１５种生物和地质标准物质中的铀进行了测定，结果表明测定值与推荐值是吻合的。

4πβ+4πγ活度测量装置研制

基于一种放射性活度测量新方法———4πβ+4πγ计数法的原理,研制并建立起一套4πβ+4πγ活度测量装置。该装置对60Co的总探测效率达到99.2%。

^(142)La活度及主要γ射线发射几率实验测量

利用数字符合方法对短寿命核素142La的活度和641 keV的γ射线绝对发射几率进行了实验测量。142La活度测量结果的合成标准不确定度小于0.46%,641.285 keV的γ射线发射几率测量结果为0.473±0.005(k=1),与《同位素表》第8版推荐数据0.474±0.005的相对偏差为-0.24%。此外,还依据γ射线发射几率测量工作中获取的数据,得到了142La的半衰期为(91.0±0.7)min,与《同位素表》第8版推荐数据(91.1±0.5)min的相对偏差小于0.2%。

短半衰期正电子发射放射性药物合成方法学及进展

短半衰期正电子发射放射性药物合成方法学已取得巨大进展。本文主要介绍18F标记药物、11C标记药物、15O标记药物及13N标记药物的合成方法学及进展,并重点对前两者进行分析讨论。

^(252)Cf自发裂变源碎片中短寿命核测量的程序控制系统

该文介绍一套252Cf裂变碎片中核素测量的单片机控制系统.该系统用于短寿命核素的在线分离与测量,具有自动测量、时间可调、稳定可靠等优点.

基于长短时记忆神经网络的能谱核素识别方法

针对新兴的能谱核素识别方法在混合放射性核素的噪声环境中存在识别速度慢、准确率较低等问题,提出了基于长短时记忆神经网络(LSTM)的能谱核素识别方法。实验使用溴化镧(LaBr3)晶体探测器,分别对环境中60Co、137Cs放射性源分组测量得到能谱数据集,首先使用数据平滑方法和归一化方法进行数据预处理,然后将能谱数据按时间序列分组以获得可用的输入序列数组,最后训练LSTM模型得到预测结果。通过基于BP神经网络和卷积神经网络(CNN)的两个能谱识别模型进行对比,得到在测试集中平均识别率分别为83.45%和86.21%,而LSTM能谱识别模型平均识别率为93.04%,实验结果表明,该能谱模型在核素识别效果中表现较好,可用于快速的能谱核素识别设备上。

基于短半衰期核素的γ谱燃耗测量方法

提出了一种基于短半衰期核素平衡浓度求解燃耗的γ谱法。该方法通过将待测燃料在恒定中子通量条件下辐照一段时间,使得短半衰期标识核素建立浓度平衡,并基于核素平衡浓度与燃料中剩余235 U含量之间的关系求解得到燃耗值。理论模拟结果与"LR-0"实验堆上的燃料辐照实验均表明,当燃料经过短期辐照后,短半衰期标识核素^(88)Kr,^(92)Sr能在γ谱中出现明显可分辨的特征峰,从而证实了^(88)Kr,^(92)Sr作为燃耗测量的标识核素的可行性。模拟了不同实验条件下测量富集度为20%的乏燃料的燃耗情况,实验表明标识核素^(88)Kr,^(92)Sr与其相应的干扰核素的特征峰在相应能量段均可分辨出来,且γ谱的测量宜选在乏燃料卸料冷却11h内进行。最后通过^(88)Kr,^(92)Sr计算获得了与理论值相吻合的燃耗值。相比于其他方法,该方法测量燃耗不受辐照历史、燃料富集度、再次辐照前冷却时间的影响。

太阳系中^(205)Pb同位素起源的研究

短寿命核素可以提供高精度的年代学信息,对研究太阳系的形成和演化非常重要。^(205)Pb作为独一无二的纯s-过程短寿命核素,它的半衰期为17.0(9)My,衰变子体为^(205)Tl。^(205)Pb-^(205)Tl衰变系统可以作为研究太阳系中^(205)Pb起源的时钟。本工作利用ENDF/B-Ⅷ.0数据库中最新的核反应截面评价数据,计算了不同质量和金属性的AGB星演化后期^(205)Pb与204Pb的同位素产额比,通过银河化学演化模型进一步计算得到了早期太阳系中^(205)Pb与^(204)Pb同位素丰度比。并将理论预测结果与太阳系早期陨石的实验测量结果进行了比较。结果显示,太阳系中^(205)Pb同位素主要来源于质量为1.5~2 M_(☉)且金属性Z=0.004~0.008范围的AGB星。

原子核质量的测量和评估

质量是原子核的基本性质之一,在核物理和核天体物理中都有重要的应用。原子核质量测量是目前核物理研究的一个前沿热点课题,国际上各个核物理实验室积极发展新设备和新技术,在短寿命放射性核素测量和超高精度质量测量方面取得了重要进展,本文对此进行了总结评述。在兰州重离子加速器冷却储存环(HIRFL-CSR)上利用等时性质量谱仪测量了一些原子核的质量,本文对其在测量精度、核态最短寿命等前沿进展做了简要介绍,并介绍了正在发展的双飞行时间质量谱仪。原子质量评估收集所有与原子核质量相关的实验数据,经过评估后推荐出质量值及相应误差。原子质量评估AME2016于2017年3月发表,为科技工作者提供基准数据。

基于切比雪夫有理近似法的燃耗程序开发

基于切比雪夫有理近似法(CRAM)对燃耗方程进行求解,采用EAF数据库,开发了燃耗程序ABURN。计算了聚变堆第一壁活化例题和UO2燃料燃耗例题,并将ABURN程序的计算结果与欧洲活化程序FISPACT进行对比。结果表明,ABURN程序可达到FISPACT程序同等精度,并且由于采用了CRAM,程序在燃耗步设置方面具有高度的灵活性,初步验证了ABURN程序的可用性与准确性。