铀芯块的核法证分析及初步溯源

为有效应对核安全事件和潜在的核恐怖威胁,提高核法证分析能力,防止放射性犯罪或恐怖袭击,本工作以核燃料循环中最重要的产品铀芯块作为分析对象,采用核法证分析技术溯源铀芯块的来源及工艺特征。分析了芯块的物理外观特征、微观结构、痕量杂质、稳定同位素组成、年龄等特征指纹信息。在对以上核取证特征指纹信息测量、综合分析的基础上,通过与调研的核燃料芯块资料对比,对样品进行了初步溯源,结果显示,由于不同地质条件与工业过程,铀芯块内遗留有独特的、可区分的信息。其中,核材料的年龄、痕量杂质和稳定同位素组成等特征非常重要。

含铀芯块自动测量垂直度装置研制

含铀芯块是直接影响核燃料组件安全运行的重要因素之一,含铀芯块垂直度的测量尤其重要。随着公司产量的不断提升,传统的测量手段时间太长不能满足大批量测量需要,存在操作环节较多,在装配、操作、读数时容易产生误差等缺点。为满足公司生产需求并减少检测时误差,将自动测量技术引入到检测中是解决上述问题的迫切要求。结合含铀芯块的特点,选择测量方案,分析核燃料芯块垂直度误差与端面跳动误差的关系,研制了含铀芯块自动测量垂直度装置,该装置具有多种实用功能并通过测试证明此装置提高了含铀芯块垂直度检测精度和效率,为芯块的安全及质量提供了检测保证。

铀燃料芯块表面及操作人员弱贯穿辐射剂量监测

铀燃料中^(238)U和^(235)U衰变时伴随着大量的β射线发射,操作铀燃料芯块的人员可能存在较大弱贯穿辐射风险。使用β谱仪和定向剂量当量率仪,对燃料芯块表面的β发射谱和β辐射剂量率进行了测量,测得燃料芯块发射的β射线最大能量为2.3 MeV,燃料芯块表面H′(0.07)可达1.38mSv/h,H′(0.07)和H′(10)的比值达到了约36.3。实验测得目前燃料芯块操作人员穿戴的防护用品对高能β射线几乎没有防护效果,燃料芯块操作人员H_(p)(0.07)和H_(p)(10)比值高达130。根据场所和人员弱贯穿辐射测量结果,提出了对铀燃料操作人员增加H_(p)(0.07)和H_(p)(3)监测的建议,并给出了可降低燃料芯块操作人员弱贯穿辐射剂量的防护方法。