^(10)B靶转换法测量金属钚质量的MC模拟

为验证硼转换法测量金属钚质量的可行性,模拟计算并设计了一个10B转换靶。该方法是军控核查中测量金属钚质量的新方法,利用10B靶将金属钚自发裂变中子转化为478keVγ射线,由γ射线的计数信息反推算金属钚质量。研究重点是通过蒙特卡罗程序模拟中子-光子转化输运过程,调整10B靶体的各项参数(成分、厚度、位置、形状等)获得尽可能高的转换效率。优化模型的模拟计算结果使478keVγ射线产额在设计条件下超过10-5,满足公斤级金属钚的探测要求,为方案实施提供理论依据。

金属钚中氦与空位的相互作用

针对钚自辐照老化研究中的氦效应问题，从理论上探讨了氦在钚中的行为特征以及氦泡对材料性质的影响。研究方法以基于嵌入原子法的分子动力学方法为主，开展了氦与理想晶格和各类缺陷的相互作用、氦泡的形核和长大过程、氦泡行为以及自辐照方面的研究。研究结果对于深入理解钚中氦行为以及自辐照效应具有一定的积极意义。

金属钚表面氦释放的分子动力学模拟

钚因放射性衰变而出现自辐照老化效应，氦行为和氦泡行为是这种老化效应的集中体现，也是理解这种老化效应的重要途径。运用分子动力学模拟技术，研究了氦泡的释放过程。钚-钚、钚-氦和氦-氦相互作用势分别采用嵌入原子多体势（Embedded Atom Method，EAM）、Morse对势和Lennard．Jones对势，计算体系采用表面平板模型。研究结果表明：距离表面一定距离的氦泡中的氦原子发生释放，释放过程受距离表面的距离、温度、氦泡大小以及氦原子密度等因素的影响；

钚部件的中子无损测量方法

采用脉冲时间序列采集分析法,根据中子多重性硬件分析原理和数据解谱算法,研制了相应的数据分析处理软件,实现了裂变链中子多重性和中子衰减常数分析测量、系统参数标定、钚质量求解等功能。利用锎源对探测器、核电子学器件与脉冲序列采集器及分析软件组成的测量系统进行了测试和参数标定。采用3个不同质量的金属钚部件进行实验测量和方法验证,测量结果与样品标称值的偏差小于15%。

氧化钚属性测量技术研究

利用高分辨高纯锗γ谱仪,在铅屏蔽室内,对100g回收氧化钚粉末样品和8g纯氧化钚粉末样品分别进行了长时间测量,在自然环境,对200g回收氧化钚粉末样品进行了现场探测。在三个样品的能谱中均观察到871keV特征γ射线,除此之外,没有观察到其它与氧的存在相关的特征射线。同过去所测的金属钚谱相比较,在金属钚谱中未曾发现871keV特征γ射线。因此,就核查区分封闭容器罐中的钚材料是金属钚还是化合钚而言,可以用871keV来旁证“金属钚的不存在”。对200g氧化钚样品的现场探测表明,871keV能峰是明显存在的,而且自编的丰度和年龄分析软件能从10min测量能谱中识别出871keV能峰。如果将属性测量系统的分析软件和控制部分进行适当改进,该系统就具备通过监测871keV能峰确定氧化钚属性的能力。

钚氧化物的第一性原理计算

金属钚是中最重要的武器材料之一。由于其5f电子轨道介于局域和非局域之间，因此金属钚是非常活泼的元素，在环境气氛下很容易被腐蚀产生各种价态的腐蚀产物。在金属钚的腐蚀产物中，除了PuO2，Pu2O3外，还发现了PuO2＋x。表面有PuO2和Pu2O3氧化层的金属钚，其表面化学行为相差很大，因此充分了解金属钚表面不同价态氧化物PuO2，Pu2O3和PuO2＋x的相稳定性、它们之间的转化途径及其与H2，O2等小分子气体的反应机制，对于钚的化学腐蚀老化研究是非常重要的。

Pu(~7Fg)+CO(X^1Σ^+,0,0)的分子反应动力学

基于PuCO分子基态(X7A″)的分析势能函数,用准经典的Monte-Carlo轨线法对Pu(7Fg)+CO(0,0)的分子反应动力学过程进行了计算。结果表明,Pu(7Fg)与CO(0,0)碰撞易生成PuCO络合物分子,该反应是无阈能反应,反应截面σ随能量Et的升高而下降,当Et=502.1kJ·mol-1时,σ几乎为零.

PuO2和α－Pu2O3光学性质的经验势模拟研究

PuO2和α-Pu2O3是金属钚的两种重要氧化物。金属单质钚具有高化学活性，极易发生氧化。把干净表面的钚暴露在10＾-7Pa的氧气中就会生成α－Pu2O3。α－Pu2O3是银灰色有光泽的高活性物质。暴露在10＾-4Pa的空气中，部分Pu2O3就会继续被氧化为PuO2，形成PuO2与Pu2O3双层氧化膜。当前钚氧化膜中PuO2层和α－Pu2O3层的厚度分布是钚材料研究的重要问题。

钚科学的复杂世界

本文介绍了钚金属的复杂，奇特性质，对钚元素的结构进行了分析。最后介绍了钚金属的化学腐蚀老化和自辐射老化。

能源部3013标准入门

本文讲述了能源部出版的3013标准中关于钚金属及钚氧化物的贮存和运输的安全标准。