Simulation of experimental spectra for medium-heavy nuclides in accelerator mass spectrometry

Some interferences are often encountered in accelerator mass spectrometry (AMS) measurements, espe-cially for medium-heavy nuclide measurement. It is difficult for online discrimination of the nuclide of interest from the interfering ones. In order to solve this problem, we developed a method to simulate the experimental spectra of medium-heavy nuclides in AMS measurements. The results obtained from this method are in good agreement with experimental values.

水中总α放射性测量的超铀α核素探测效率研究

乏燃料处理厂运行、退役可能释放超铀核素到环境中,其环境水体和废水中总α放射性监测是环境监管重点工作。超铀α核素发出α射线能量和分支比不同,造成其探测效率有较大差异,准确分析其探测效率有利于提高测量准确性。通过蒙特卡洛模拟和实验装置模型,模拟20个不同质量厚度的13个超铀α核素的探测效率,并计算其计数率、探测效率等效因子、活度比计数率,进一步分析这些量与质量厚度的关系及对测量结果的影响。研究表明:当用^(241)Am作标准源,需要用探测效率等效因子、分支比、比例进行探测效率修正;当质量厚度小于2.548 mg/cm^(2)时,探测效率等效因子为0.72~1.00;当质量厚度大于饱和厚度时,探测效率的倒数与质量厚度呈线性关系,可以更优刻度探测效率;饱和厚度与α射线平均能量呈线性关系,可以最优进行质量厚度源制备。

加速器质谱技术及其在地球科学中的应用

介绍了加速器质谱的基本原理、装置、技术发展以及在地球科学中的主要应用,并报道了中国原子能科学研究院加速器质谱实验室利用10Be2、6A l和36C l在地球科学如地质年代学、水文、海洋等相关领域开展的工作成果。

暴露测年样品中^(26)Al和^(10)Be分离及其加速器质谱测定

在已有实验流程基础上,建立并优化了石英样品中Be和Al提取、纯化等实验流程,设计的流程条件实验包括实验试剂、器皿和离子交换柱选择、离子交换树脂分离Be和Al时酸浓度选择等。结果表明,选择钢铁研究总院研制的9Be标准溶液作为10Be样品制备的载体;使用一次性实验器皿;选用4 cm规格的离子交换柱;用0.05 mol/L草酸和0.75 mol/L盐酸混合溶液洗脱吸附于阴离子树脂上的Al,可有效提取、纯化样品中的Be和Al。加速器质谱(AMS)测量结果显示,13组化学空白的10Be/9Be和26Al/27Al比值平均值分别为7.48×10-15和1.96×10-15,与国内已有宇宙成因核素实验室的结果(5×10-15～8×10-15)具有可比性。电感耦合等离子体发射光谱(ICP-AES)的测量结果表明,Be、Al回收率分别达90%和60%。基于新建立的实验流程分析了祁连山北侧金佛寺的一个岩石样品,获得了10Be和26Al的暴露年代分别为(10.7±1.0)ka和(10.0±1.2)ka,与前人研究结果一致。

热电离质谱法超高精度测定^(142)Nd/^(144)Nd同位素比

142Nd/144Nd比值的超高精度测定技术对于研究太阳系早期演化及月球-地球早期硅酸盐分异具有重要应用价值。本实验利用热电离质谱(TIMS)开展142Nd/144Nd比值的超高精度测试研究,并对比了动态多接收和静态多接收两种测量方式。结果表明,动态模式具有更高的准确度和精密度。讨论了影响测试精度的各种因素,在此基础上通过优化测试条件,对国际标准(Jndi-1)的142Nd/144Nd测试结果为1.1418348,外部精度优于5×10-6(2SD),完全满足146Sm-142Nd体系研究的技术要求。

质子滴线区新核素^(25)P的鉴别

在兰州放射性束流装置 RIBLL上 ,利用磁刚度 Bρ、飞行时间 t TOF和多重望远镜ΔE- E联合探测方法测量了 69Me V/u36Ar轰击 Be靶产生的 P同位素碎片的同位素分布 ,并与 EPAX经验公式的计算结果进行了比较 ,在质子滴线区首次鉴别出了新核素 2 5P.

雪冰中宇宙成因核素^(10)Be在第四纪研究中的潜在应用

加速器质谱仪 (AMS)的发展使高精度测量宇宙成因核素1 0 Be并应用于研究天文、地理和古气候成为可能。雪冰中的1 0 Be浓度可以指示古降水量的变化 ,其在大气中的产率变化则可以反映三个主要控制因素 :原始宇宙射线强度、地磁场强度和太阳活动的变化。此外 ,配合其它宇宙成因核素 ,1 0 Be还能用于定年 ,并利用特殊“峰”帮助一些古老冰芯建立年代表 ,提供可作为全球对比标志的特殊信息。青藏高原因其特有的高海拔地势而拥有丰富的中低纬山地冰川资源 ,其冰雪中的1 0 Be资料可能提供比极地高纬资料更清晰的1 0 Be与大气环流、地磁场屏蔽作用关系的信息 ,将是对1 0 Be现有认识的极好补充。

宇宙成因核素在地球科学中的应用

随着加速器质谱的出现 ,宇宙成因核素展示了其在地球科学中的生命力。文中介绍了宇宙成因核素的生成、示踪原理及近些年来在地球科学中的应用 ,特别着重地介绍了原地生成宇宙成因核素定年这一新的技术。宇宙成因核素是宇宙射线粒子 (包括原生和次生粒子 )与大气及岩石发生核反应所生成的新的核素 ,其在大气及岩石中的生成量可用已知物理过程定量地描述。大气生成宇宙成因核素在考古、古环境及地球各圈层的相互作用方面得到了广泛的应用 ,原地生成宇宙成因核素则在地貌学研究中扮演着重要的角色 ,成为一门新的实验技术。这门技术可以定量地描述地表的暴露历史和侵蚀速率 。

中国原子能科学研究院的长寿命核素加速器质谱测量及其应用(英文)

加速器质谱是近年来蓬勃发展的一种十分活跃的核分析技术,其应用涉及环境科学、地质学、核物理及天体物理、生物医学等多个领域。中国原子能科学研究院的加速器质谱装置自从1989年建立至今,已经对36Cl,10Be,129I,26Al,79Se和41Ca等多种核素进行了成功测量。介绍了中国原子能科学研究院的加速器质谱计系统、核素的测量原理及几种相关核素的成功应用。

早期骨代谢改变与^(99)Tcm-MDP骨显像、骨钙素、骨碱性磷酸酶的相关性分析

目的在判断早期骨量变化时,重视核素99Tcm-MDP骨骼显像与的骨钙素、骨碱性磷酸酶的相关性和价值。方法采用肌肉注射肾上腺糖皮质激素地塞米松磷酸钠针剂(DX)制作兔骨质疏松动物模型。设A组(正常对照组),B组(骨质疏松对照组,注射DX量2 mg/kg,每周2次)和C组(骨量减少组,注射DX量1 mg/kg,每周1次),制模时间为6周。检测指标:核素99Tcm-MDP骨骼显像、骨密度、病理切片骨组织学、血清BALP、BGP检测。99Tcm-MDP骨骼显像的感兴趣区(ROI)半定量检测:第3腰椎、股骨头、膝关节、股骨中段与第4尾椎作比值。统计方法:SPSS.13软件进行方差分析和组间t检验比较。结果第7周时,B组则表现为股骨头关节表面软骨明显破坏,骨小梁稀疏、断裂等骨破坏现象。骨密度明显降低,血清BALP、BGP、99Tcm-MDP骨骼显像ROI比值均增高(P<0.05);而C组病理切片仅表现为轻度骨小梁稀疏,而无骨破坏,血清BGP、99Tcm-MDP骨骼显像ROI比值均增高(P<0.05),但骨密度和血清BALP未发生明显改变(P>0.05),由此证实动物模型成立。B组与C组间比较,B组核素骨骼显像除股骨中段摄取99Tcm-MDP的ROI比值增高外,腰椎、股骨头、膝关节摄取99Tcm-MDP的比值以及血清BGP值差异不大,但骨密度、血清BALP结果存在明显差异(P<0.05)。结论本次动物试验结果显示:当核素99Tcm-MDP骨骼显像提示第3腰椎、股骨头、膝关节与第4尾椎骨ROI比值增高但股骨中段ROI比值还没有升高时,可能为骨量减少期,有BGP的支持更有意义,可为临床提供早期干预防治提供参考。

一台用于重核素测量的能量-飞行时间探测系统

研制了一台用于重核素测量的能量-飞行时间探测系统。探测系统由飞行时间探测器和金硅面垒型能量探测器组成,金硅面垒型探测器兼做飞行时间探测器的停止探测器。用该探测系统在中国原子能科学研究院串列加速器质谱装置上对182Hf9+离子的能量-飞行时间双维谱进行了测量。该探测系统对77.4 MeV182Hf9+离子的能量分辨率为3.8%,飞行时间分辨为0.8 ns。

超铀核素辐射监测新技术研究

操作超铀核素的核设施,涉及到低能X/γ射线、中子、α粒子及α气溶胶。针对其特殊性及目前存在的主要问题,在场所辐射监测、工作人员监测、环境监测等方面获得了突破性进展。建立了基于电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)的气溶胶实时连续监测装置和方法,在测量时间为1 min的情况下,系统对239 Pu气溶胶的探测下限(LOD)为1.7×10^-5 Bq/m^3,远低于导出空气浓度(DAC)限值(对于M和S类239 Pu的DAC分别为0.3 Bq/m^3和1.0 Bq/m^3);建立了基于碲锌镉(CZT)常温半导体的场所周围剂量当量测量系统,该系统对X/γ射线的能量下限低至15 keV,满足低能X/γ射线探测的要求;针对人员安全建立了基于加速器质谱(AMS)的尿钚测量方法,对239 Pu的LOD为1.1μBq(0.47 fg),比传统的α谱仪测量方式低2个量级;同时,建立的AMS系统可进行环境样品等的测量。

超灵敏小型回旋加速器质谱计分析多种放射性核素的可行性

理论分析和实验结果表明，超灵敏小型回旋加速器质谱计可以分析的放射性核素主要有１４Ｃ、３Ｈ、２６Ａｌ、４０Ｋ、４４Ｔｉ等．在采取一定的技术措施后，可以分析的放射性核素还可更多。

加速器质谱学研究工作进展

本文描述中国原子能科学研究院加速器质谱学近年来的研究工作进展，建立测定长寿命核素１０Ｂｅ，２６Ａｌ，３６Ｃｌ，７９Ｓｅ和１２９Ｉ的实验方法及其应用研究．

国外^(129)I在水文地质中应用综述

本文讨论了^(129)Ⅰ的三个起源:大气起源、地下起源和人工起源,通过三个实例,介绍了^(129)Ⅰ在石油勘探、水文地质研究和环境监测中的应用进展,并且指出了未来研究方向。

裂隙岩体核素迁移的稳态时间模型

将裂隙岩体渗流视为裂隙网络流 ,核素仅在岩体裂隙网络流中迁移 ;核素在迁移过程中同时存在吸附和解吸作用 .基于图论和单一裂隙渗流的立方定律 ,建立了裂隙岩体裂隙网络渗流模型 ;在此基础上 ,考虑核素在裂隙网络流中迁移时既被裂隙表面吸附同时又发生解吸 。

高温气冷堆及其乏燃料中核素的质谱分析技术

质谱技术发展初期主要用于与核工业相关的无机同位素丰度的测定,随着核工业的兴起与发展,质谱技术被广泛应用于核燃料与核材料中杂质分析、核燃料燃耗测定以及核素分析等领域。本工作从质谱技术用于高温气冷堆运行中产生的氚检测、乏燃料中痕量钚(Pu)和镎(Np)测定以及乏燃料中14 C测定的原理及应用、研究方法的优缺点三方面展开论述,阐述了用于高温气冷堆及其乏燃料中核素分析方面的气体同位素质谱仪(GIMS)、电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)、激光共振电离质谱仪(LRIMS)以及加速器质谱仪(AMS)的研制及应用现状,分析了仪器本身及其应用方面存在的问题及发展趋势,讨论了未来相关质谱技术的发展方向,并提出可能的解决方案。为了使质谱技术能够更加有效地应用于高温气冷堆的研究,迫切需要发展体积小、结构简单、便于操作的智能化仪器。

地下核电站裂隙岩体中核素运移分析

地下核电站将反应堆等涉核建筑物布置于稳定的山体中,在厂址选择时必须评价极端严重事故工况下可能的地下水污染对外界环境的影响。结合地下核电站洞室群赋存岩体特征,提出采用以三维渗透系数张量表示的等效连续介质模型模拟裂隙岩体渗流特性,建立"隐含断层"渗流模型,求解洞室群三维渗流场。并以该渗流场为基础,进行核素运移计算。对某初选的地下核电站厂址进行模拟计算表明:在渗控措施作用下,地下洞室群工程区处于"疏干"状态;即使在严重事故工况下,向反应堆洞室内注入冷却水后,洞室内外渗流场不连通,核素不会随消防水渗入外界。

用原子核结合能公式估算Z的取值范围

利用原子核液滴模型的结合能公式得出了最重的原子核的Z值和偏离稳定线最远的原子核的Z值,从而确定了核素存在的范围.

原子核宏观模型理论计算

用于计算原子核基态质量的宏观模型有多种，本文根据以密度变化的连续介质模型导出的核质量公式计算了核子数从３０到２８０的三百多个核质量，计算结果与已有的实验值符合得比较好。