氢同位素形态对电离室氚测量的影响

电离室是在线含氚气体测量的重要手段,其测量响应快但却受到多种因素影响。在聚变堆包层氚载带提取的氦气中存在不同形态的氢同位素气体(如H_(2)O、HTO与HT),为了研究其对电离室氚测量的影响,本文结合电离室、色谱、露点仪等测量设备建立了一套循环实验系统。在该系统中,分别配制了湿润的高纯氦气、湿润的含氚氦气、干燥的含氚氦气,将其缓慢充入循环系统,以此实验方式研究了水汽对电离室和色谱测量的影响,分析了高浓度氚环境下电离室测量时的离子复合效应。再通过不同氢浓度的氦载气中氚活度浓度测量实验验证了在He-H_(2)体系下氢气对电离室氚测量电离增强效应的影响。结果表明,当系统中H_(2)O、HTO与HT的浓度增加将导致电离离子的复合效应增强,电离室氚活度浓度测量结果降低,色谱测量得到的结果在水汽影响情况下比实际值低。在He-H_(2)环境中,氚活度浓度测量值受到氢气含量电离增强效应的影响。

高探测效率氚测量仪

本文设计的高探测效率氚测量仪是集核探测、电子、信息处理等技术于一体,利用流气式正比计数器,采用先进的微处理器、数据和信息处理技术,具有低功耗、高探测效率的便携式测量仪器。经过应用实验表明,仪器性能指标为:坪长300V,坪斜0.608%/100V,探测下限0.221 Bq·cm-2(测量时间600s),仪器稳定性0.56%/h,仪器变异系数2.88%,探测效率84%(3H源,2π表面发射率1307min-1)。

便携式氚测量仪现场校准技术研究及装备研制

根据PVT方法研制了便携式氚测量仪现场校准装备。使用经检定的电离室装置对初始的氚气浓度进行了测量并作为校准装备的气源,根据PVT方法稀释配制了校准用的参考氚气,参考氚气浓度的不确定度为5.00%,满足EJ/T 1077-1998关于检验源的要求。使用放射性气体活度标准装置对配制的参考氚气进行了绝对测量,测量结果与理论计算结果相对误差为0.81%。并采用配制的参考氚气进行了便携式氚测量仪的校准测试,结果表明,便携式氚测量仪现场校准装备可以满足便携式氚测量仪的现场校准需求。

液体闪烁氚测量仪软件设计

介绍了一种液体闪烁氚测量仪的软件结构设计。其中包括接口、界面、驱动程序、数据库等。

尿氚测量中假计数来源的探讨

由按人尿主要组份配制的“模拟尿”及其单一组份在不同条件下的液体闪烁计数发现，尿中的肌酸酐和孕二醇等有机成份在液闪测定尿氚中，易产生干扰正常测量的假计数。这种假计数与闪烁液溶剂二氧六环的生产时间、尿中含上述物质的浓度、测量的环境温度及液闪测量样品的放置时间等因素有密切的关系。

福清核电厂实验室氚测量影响主要因素及对策分析

对实验室氚测量原理、测量方法进行分析,得出可能影响测量结果的因素并结合福清核电厂实验室的实际情况,提出针对性的解决办法。

Pt-SDB疏水催化剂中残氚的测量

研究了Pt-SDB疏水催化剂中残氚测量方法。待测样品经5A分子筛三级干燥和真空热处理排除催化剂表面吸附氚、微波消解制样后,液闪测得残氚量为1.69×104Bq/g,测量不确定度为10%(K=2)。

含氚气体中氚分压BIX在线测量方法研究

建立了一种聚变堆氘氚燃料循环系统燃料气及工艺气等含氚混合气体中氚分压在线快速测量方法,该方法通过测量氚衰变产生的β射线与材料相互作用发射的轫致X射线(BIX),利用轫致X射线的计数率与含氚气体氚分压的标定关系曲线,实现含氚气体中氚分压(活度浓度)的实时测量。该方法中的轫致X射线是通过β射线与表面喷金的铍窗材料作用而产生的,X射线的测量采用NaI(Tl)探测器。研究过程中建立了轫致X射线计数率与氚分压的标定关系曲线,对于纯氚气体,氚压测量范围为1Pa^10kPa(氚活度浓度为10^(12)~10^(15) Bq/m^3)时,计数率(C)与氚压(p)的标定曲线为C=5.01×10~4(1-e^(-4.55×10^(-5)p)),其指数拟合相关系数为1.000 00。对于氚体积分数为1%的氚-氦混合气体,氚分压测量范围为1~100Pa(氚活度浓度为10^(11)~10^(14) Bq/m^3)时,计数率与氚分压的标定曲线为C=5.24×10~2(1-e^(-4.69×10^(-3)p)),其指数拟合相关系数为0.998 60。对于氚体积分数为1%的氚-氢混合气体,氚分压测量范围为1~100Pa(10^(11)~10^(14) Bq/m^3)时,计数率与氚分压的标定曲线为C=5.18×10~2(1-e^(-4.61×10^(-3)p)),其指数拟合相关系数为0.999 53。利用以上标定曲线,对任意氚分压的含氚混合气体进行验证测量,结果表明,该方法测量精度较高、响应速度快、测量稳定性好,在氚测量技术中是一种很有前景的方法。

基于丝壁电离室的数字化氚在线测量系统的研制

涉氚场所中的氚浓度在线测量是保障工作安全顺利进行的有力条件。针对涉氚场所中氚主要以氚气形式存在的特点,设计并研制了一套数字化氚在线测量系统。该系统采用补正极原理设计了丝壁电离室,消除了氚在进入电离室前产生的电离离子对测量结果的影响;开发了数字化信号处理系统,可自控获取、处理及显示过程中的氚浓度。系统在氚靶生产过程中得以应用,结果表明,丝壁的设计使得电离室室壁氚吸附产生的记忆效应减小到1%以内,系统中的氚浓度能够在线实时准确测量、显示,能很好地满足涉氚场所氚在线测量的要求。

电离室氚活度浓度标定及稳定性测量

电离室测氚在氚工厂、核聚变实验堆、环境监测以及各种涉氚实验装置中得到了广泛的应用。通过PVT法配制一定氚活度浓度的含氚气体,利用自主研制的流气式丝壁电离室实验系统,进行电离室氚标定实验,通过正交实验验证影响因素,从而完成对电离室的刻度。结果表明,该类电离室测量稳定性优异,相对偏差均小于1%,压力影响线性相关性均约为1,记忆效应影响较小。电离室IC1、IC2、IC3刻度系数分别为1.35×10^(18)、1.34×10^(18)、1.33×10^(18)。该电离室实验系统能够长期并在线实时准确测量氚,能很好地满足涉氚场所氚在线测量的要求。

基于BIXS方法的气体中高浓度氚在线测量技术

工艺气体中高浓度氚的在线测量要求探测器具有体积小、密封性好、稳定性高等特点。针对该需求,本工作基于氚β射线诱发X射线谱测量方法(BIXS)建立了高浓度氚在线测量实验系统,采用PENELOPE程序建立了理论计算模型,对系统中5个关键参数进行了设计优化,搭建了1.77 mL小体积BIXS实验系统,使用含氚的氢氩混合气体对实验系统进行了响应能谱测量,并对获得的BIXS能谱谱形进行了初步分析。实验结果表明,对于含氚的氢氩混合气体,BIXS系统重复测量结果显示全谱计数率偏差<0.8%,Ar的Kα峰计数率偏差<1.3%,Au的Mα峰偏差<3.8%,整体稳定性较好;不同压强下BIXS实验系统测量结果显示,BIXS能谱总计数率、Ar的Kα峰强度以及轫致辐射谱强度随压强增加呈线性上升趋势,但Au的Mα峰强度在该气氛下几乎不随氚的分压改变。

HTR-10一回路冷却剂中氚活度的测量

详细介绍了测量10 MW高温气冷试验堆一回路冷却剂中氚活度的方法。设计适用于HTR-10特点的氚收集装置,先后两次收集冷却剂中的氚,制成液样进而用液闪法进行测量,并根据试验结果推算HTR-10一回路冷却剂中氚的总活度。针对两次试验结果进行分析并与理论计算值相比较,验证了理论计算的正确性并由此进一步证明高温气冷堆的燃料包覆颗粒对放射性产物的阻挡作用完好,反应堆对环境的氚释放完全在设计要求范围内,符合相应的国家标准。

氘氚聚变反应历史测量系统优化设计及亚纳秒信号恢复方法研究

针对传统光路追迹设计方法的不足,建立了遗传算法调用Geant4程序优化设计方法并应用于气体切伦科夫系统的优化设计,取得了较传统光路追迹设计方法优良的系统时间响应和探测效率,对于GCD(gas Cherenkov detector)系统,优化设计后探测效率增加20%且时间响应压缩7.2%,对于GRH(gamma reaction history)系统,优化结果效率较传统光路追迹方法相对提高91.2%。针对聚变测量过程,通过比较研究,确立了MRNSD(modified residual norm steepest descent)方法为聚变反应历史测量过程信号恢复方法,该方法可实现在响应函数半高宽10倍于待恢复信号半高宽,且存在相对信号峰值10%高斯白噪声情况下的亚纳秒信号恢复,适合于氘氚聚变反应历史测量。

ICF靶丸氘氚总量非破坏性荧光测量法

介绍了惯性约束聚变（ＩＣＦ）研究中，氘氚（ＤＴ）气体燃料靶丸中的氚总量监测新方法——可见光荧光法。该方法是一种非破坏性测量技术，不但适用于直接驱动的内爆靶丸，而且也适用于间接驱动方式下的各种空腔靶现场监测。给出了１９９２年“神光”装置内爆靶丸的现场监测结果，并给出了该方法用于绝对测量时需考虑的因素以及刻度因子。

中子辐照锂化合物溶液产生氚的测量系统设计及实验

本文介绍一个用来测量中子辐照锂化合物产生的氚氢(HT)和氚水(HTO)系统。包括工作原理、操作步骤及初步实验结果。

RO膜前处理方法用于氚测量结果的可靠性验证

目的对RO膜前处理方法用于水中氚测量结果的可靠性进行实验验证。方法分别采用目前通用的常压蒸馏前处理方法与本文研究的RO膜前处理方法处理环境水样,之后对经两种前处理方法处理所得的样品在相同测量条件下进行氚的比对测量。对测量数据进行处理,建立不确定度数学模型并对整个氚的制样、测量过程各不确定度产生来源进行分析。选择比率值En对比对测量结果进行评价,当|En|≤1时代表比对结果满意,实验所测结果在可以接受的范围之内。|En|值越小,比对结果越接近。整个比对测量过程严格质量控制,确保仪器设备性能稳定,测量所得数据准确可靠。结果同一环境水样分别经两种前处理方法所得样品的氚测量结果相近,比率值|En|<1,比对结果满意。结论基于RO膜分离的前处理方法用于水中氚分析,就测量结果而言是可靠的。

利用氚水测量树木蒸腾量和生物量方法的介绍

利用氚水(HTO)测量树木的蒸腾量和生物量是最近十几年核技术在林业方面应用的成果之一。长期以来,由于树木高大,测量树木蒸腾量和生物量存在着一定的困难。目前,多数的方法是通过对土壤和气象的观测来估算蒸腾量,通过伐倒标准术称重来计算生物量。但这些方法不仅手续复杂,而且破坏性大。而氚化水方法则是非破坏性的直接测量树木蒸腾量和生物量简单、有效的方法。其理论基础是稳流系统中的示踪动力学。Borgner(1961,1965,1966),Ljunggren(1967),orr and Gillespie(1968)

与日本分析化学中心的氚水测量比对

1999～ 2 0 0 1年浙江省辐射环境监测站与日本分析化学中心 ( JCAC)进行的氚水分析比对。比对结果表明 ,浙江监测站与 JCAC的分析值比较接近 。

植物样全氚制样装置的研制与验证

介绍了一种自行研制的用于进行植物样品全氚测量的制样装置,该装置将传统的高温氧化方式与明火燃烧的方式相结合,一次能够处理10.00～15.00g植物鲜样,处理时间为2～3h,与传统的高温氧化法相比,处理时间短,与国外同类装置相比,样品处理量大。经过实验验证,收集的冷凝水不需要再进行后续处理,可以直接进行液闪测量。

COMSOL法模拟测氚电离室静电场

使用COMSOL软件对电离室内部电场进行仿真,分别模拟高压丝根数为3、6、12、18、24、30、36、42、48根时电离室内部静电场。静电场靠近收集极处等势线呈圆形,靠近高压丝处等势线呈波浪分布。选取半高处与等势线同直径圆环上各点电势为评价标准。当该线上偏差最大的电压与标准值越接近,可认为丝壁式高压极与圆柱形高压极所形成电场一致性越高。从结果可知,最优高压丝根数为30根,两个电场的差距在5%以内。之后,在电场内随机布置自由电子,模拟电离产生的离子对。通过模拟估算出收集极收集效率。通过模拟可知增加顶部及底部高压极丝后收集效率没有明显改变。将电离室外壳改为绝缘材料后,收集效率明显改善,当高压极达到30根时,收集效率达到最大值97%。