禁核试国家数据中心放射性核素数据处理系统

本文分析和研究了全面禁止核试验条约(CTBT)组织国际数据中心(IDC)放射性核素监测数据处理软件(IDC RMS R3.0)的系统结构和数据处理流程。依据流程分析,在我国禁核试国家数据中心(CNNDC)硬件和软件资源条件下,完成了放射性核素数据处理系统(CNNDC/RN)的硬件和软件配置,并使用多种数据源对系统进行了调试,解决了出现的问题,使系统具有了对CTBT国际监测系统(IMS)核素台站数据的接收、分析处理、结果发布和检索的功能,实现了国家数据中心放射性核素数据处理系统的自动化运行。

2010年度CTBT放射性核素实验室滤材样品国际比对

北京放射性核素实验室参加了全面禁止核试验条约(CTBT)筹委会临时技术秘书处(PTS)组织的2010年度放射性核素实验室气溶胶滤材样品国际比对,从参考样品中分析出20种相关放射性核素,计算得到了这些核素的活度及活度浓度,并推算了零时。PTS反馈结果表明,北京核素实验室核素识别准确,活度、活度浓度计算和零时推算与参考值一致,在此次比对中成绩优异。

2012年度CTBT放射性核素实验室滤材样品能力验证

为检验核素实验室对大气颗粒物滤材样品中放射性核素的分析能力,全面禁止核试验条约筹委会临时技术秘书处从2000年开始每年组织一次能力验证活动。2012年度核素实验室能力验证活动中,参考样品中添加了24种放射性核素(其中主要核素11种,次要核素13种),北京放射性核素实验室使用相对效率为76%的HPGe?谱仪系统完成了样品的测量分析,准确识别出了11种主要核素和12种次要核素,主要核素活度测量结果准确,由95Nb/95Zr活度比推算的零时与参考值之间相差仅0.03 d。

CTBT放射性核素实验室^127Xe国际比对样品的实验测量研究

相较于全面禁止核试验条约关注的^131Xem、^133Xem、^133Xe和^135Xe 4种放射性氙同位素,^127Xe具有半衰期较长、样品纯度高、大气环境中本底低等特点,全面禁止核试验条约组织筹委会临时技术秘书处(Provisional Technical Secretariat,PTS)计划利用^127Xe进行国际监测系统(International Monitoring System,IMS)放射性核素台站的质量控制。为检验IMS国际放射性核素实验室对^127Xe的测量能力和水平,PTS组织开展了^127Xe样品的国际比对。描述了北京放射性核素实验室参加比对的样品测量流程和分析方法,将^127Xe样品定量转入测量源盒后,利用高纯锗(HPGe)γ谱仪系统测量了该比对样品的活度,测量结果为(53±10)Bq,与参考值偏差为4.3%。从比对结果看,北京放射性核素实验室测量结果准确可靠。

核素实验室样品测量及分析数据归档系统研制

介绍了禁核试北京放射性核素实验室样品测量及分析数据归档系统的研制过程。该系统由样品测量及分析数据库、测量数据的自动存储、能谱数据的分析和基于Web的数据检索统计工具等四部分组成,实现了核素实验室样品测量数据及其分析结果的自动存储和统计查询,提高了北京放射性核素实验室对样品测量数据及其分析结果的管理能力。

西安地区大气环境气溶胶样品中放射性核素监测

利用大流量气溶胶采样器和HPGeγ谱仪系统对西安大气气溶胶中放射性核素~7Be、^(212)Pb和^(214)Pb进行了为期一年的采样监测。得到各核素年平均浓度分别为6.68×10^(-3)Bq·m^(-3)、0.65 Bq·m^(-3)、16.06 Bq·m^(-3)。~7Be的浓度在春季较高,最高值为16.64×10^(-3) Bq·m^(-3),浓度变化有明显的季节性特征;^(212)Pb和^(214)Pb的浓度在冬季达到最大值1.71 Bq·m^(-3)和50.11 Bq·m^(-3)。浓度变化有显著的季节性特征。通过分析表明,降水是影响~7Be、^(212)Pb和^(214)Pb浓度的主要因素,各核素的月平均浓度在降水量最大的八月达到最小值。监测过程中,未测到^(137)Cs等人工放射性核素。

IMS放射性核素台站气溶胶滤材样品分样方法研究

全面禁止核试验条约放射性核素监测台站监测到5级气溶胶样品时,样品须进行分样并发送到两个或两个以上的核素实验室进行详细分析,因此,研究大气气溶胶样品分样方法和分样样品均匀性等尤为重要。本文提出了滤材裁剪和样品压制进行气溶胶样品分样的方法,实验结果表明,研究建立的分样方法可行,分样样品中放射性核素7Be分布均匀,为核素台站和实验室进行气溶胶样品分样和测试奠定了技术基础。

2020年6月北欧大气中微量134Cs,137Cs和103Ru等放射性核素的技术分析

2020年6月22日,位于瑞典的全面禁止核试验条约国际监测系统放射性核素台站监测到大气中微量的134Cs,137Cs和103Ru等放射性核素,芬兰和爱沙尼亚在6月14至22日期间还监测到141Ce,95Zr和95Nb等放射性核素,国际上对这些核素的来源进行了各种猜测.本文在确证这些核素及其活度浓度基础上,结合国际监测系统放射性核素台站监测数据的统计分析,对核事件性质进行了判断,推算了放射性核素的释放时间,并利用大气输运模拟程序对这些放射性核素来源进行了初步判断.结果表明,134Cs与137Cs活度浓度比值约为1.1,可排除来自核试验或核爆炸;位于俄罗斯境内的RN61核素台站探测到131I和133I与位于挪威境内的RN49核素台站探测到的133Xe相关,可能来自反应堆运行过程中的泄漏;初步判断134Cs,137Cs和103Ru等核素可能来自北欧地区反应堆事故停堆换料或新鲜乏燃料转移过程中的意外释放;探测到的放射性核素活度浓度为μBq/m3量级,不会对公众健康产生影响.

CTBT放射性核素台站认证样品中^7Be的测量

全面禁止核试验条约(CTBT)国际监测系统(IMS)放射性核素监测网络由80个放射性核素监测台站组成,用于监测全球是否有违约的核事件发生。核素台站需通过条约组织的核准认证以满足相应的技术要求。在台站认证过程中,条约组织采用便携式气溶胶取样器进行平行采样,将采集的认证样品分发给核素实验室进行分析,以此来校准台站气溶胶样品测量设备。根据核素台站认证的技术要求,本文推导了气溶胶样品中7Be放射性活度浓度计算公式,建立了样品制备和测量分析流程,完成了RN42和RN56放射性核素台站气溶胶认证样品的测量和分析工作,协助条约组织完成了这两个台站的核准认证。

放射性核素核查氙总量分析及不确定度评估

氙总量分析是放射性核素核查的重要技术内容。本文针对国际监测系统(IMS)放射性核素台站惰性气体氙取样监测设备归档样品的特点,研究了热导池检测器(TCD)测量氙气体样品的进样条件,建立了实验室测量分析惰性气体样品中氙总量的标准流程及其不确定度评估方法。以国际惰性气体实验(INGE)传递样品的分析为例,评估了样品中氙总量分析结果的相对合成标准不确定度,结果为1.96%。

特定震源台站校正方法及其在禁核试核查中的应用

特定震源台站校正是目前全面禁止核试验条约组织在禁核试地震核查定位校正中应用最广泛的校正方法。本项目研究了特定震源台站校正的原理和计算方法,评估了特定震源台站校正方法对事件定位的影响,并在禁核试核查国家数据中心进行了初步应用研究。结果表明:该方法能够提高相关事件台网处理和交互分析的定位结果。

日本福岛核电站事故泄漏放射性核素漂移扩散状况分析

利用自主研发的放射性核素大气扩散模拟计算软件RADCES模拟计算了日本福岛第一核电站事故泄漏放射性核素的漂移扩散情况,给出了放射性核素云团的漂移扩散路径及到达CTBT国际监测系统部分核素监测台站的时间。结果表明,理论预测放射性核素云团到达时间与台站监测到异常样品的时间基本一致。

β-γ符合法测量放射性氙同位素记忆效应研究

β-γ符合法是全面禁止核试验条约(CTBT)放射性核素核查中测量放射性惰性气体氙的一种重要方法。文章主要介绍了β-γ符合法测量放射性氙同位素活度时塑料闪烁体探测器的惰性气体记忆效应,实验测量了记忆效应及其对探测器最小可探测活度(MDA)的影响,在此基础上,探讨了减小惰性气体记忆效应的方法。结果表明,镀铝薄膜塑料闪烁体和YAP闪烁体可显著减小惰性气体记忆效应。

北京地区大气中~7Be、^(137)Cs和^(131)I活度浓度分布规律初步研究

介绍了全面禁止核试验条约(CTBT)国际监测系统(IMS)北京核素台站和北京放射性核素实验室的大气气溶胶取样和测量过程;对核素台站和放射性核素实验室的大气气溶胶的长期监测数据进行了统计分析,得到了7Be、137 Cs和131I活度浓度的分布特点和规律,为深入研究大气中相关放射性核素浓度分布规律奠定了基础。

CTBT惰性气体氙样品中放射性氙同位素活度测量方法

全面禁止核试验条约(CTBT)将^(131)Xe、^(133)Xe、^(133)Xe和^(135)Xe四种氙同位素作为放射性核素核查的重要监测对象,惰性气体氙采集、纯化和放射性活度测量是其中的重点和难点。介绍了HPGeγ能谱法和β-γ符合法测量惰性气体氙同位素活度的方法,用这两种方法测量加入^(133)Xe的惰性气体样品的结果相差8%,并提出了提高惰性气体氙样品测量准确度的方法。

广州核素台站惰性气体氙监测数据的统计规律研究

在分析广州核素台站惰性气体氙日常监测数据的基础上,分析了广州核素台站惰性气体监测数据的有效性,初步研究了4种惰性气体氙同位素131Xem、133Xe、133Xem和135Xe的活度浓度和最小可探测浓度的统计规律。结果表明:4种惰性气体氙同位素的最小可探测浓度和活度浓度均呈高斯分布。该研究可为评估放射性核素台站4种惰性气体氙同位素监测阈值和惰性气体样品的分级提供参考。

基于核试验监测数据的模拟γ能谱分析国际能力验证

本文介绍了全面禁止核试验条约(CTBT)筹委会临时技术秘书处(PTS)组织的2003年度国际放射性核素实验室能力验证过程。PTS在真实核试验监测数据基础上,通过模拟产生了2003年度能力验证活动的参考γ能谱,能谱中添加了24种裂变产物、5种活化产物和5种天然放射性核素。北京放射性核素实验室分析出了其中的27种核素,核素活度及其活度浓度分析结果与参考值在不确定度范围内一致。利用^(95)Zr和^(95)Nb活度比计算了核事件的零时,与参考值仅相差0.26 d。根据参考谱中裂变产物和活化产物信息,指出裂变产物应主要由^(238)U和^(239)Pu裂变产生,参考谱应源自真实核试验的监测数据。

国家数据中心运行管理辅助系统的设计与实现

针对国家数据中心核查数据处理系统运行维护及研发管理的需求,开发了运行管理辅助系统。该系统采用基于J2EE的SSH开发架构,实现了对数据处理系统的运行维护信息管理和业务流程的过程建模、流程优化及全过程监控。同时采用基于角色访问控制技术,使系统具备快速实现权限管理、流程管理、公文流转的功能。该系统已应用于禁核试核查北京国家数据中心核查数据处理系统的运行和维护管理中,提高了内部沟通协作能力和系统运行管理效率。

测量放射性气体氙同位素的Si-PIN β探测器研制

大气中的放射性氙是全面禁止核试验条约组织重点关注的监测对象,提高放射性氙同位素的探测灵敏度和测量准确度是目前全面禁止核试验条约监测领域研究的前沿课题。本文研制了一种采用Si-PIN半导体制作的测量放射性气体氙同位素的β探测器,其对^(131)Xe^m的129 keV内转换电子的能量分辨率达11.2%,远优于塑料闪烁体的能量分辨率;氙记忆效应非常小,仅为0.08%。Si-PINβ探测器的优异性能将提高氙样品测量分析的核素识别能力和测量准确度。

国家数据中心数据处理系统优化与实现

介绍了在国家数据中心运行系统数据处理系统的基础上,利用数据库技术和DASC分布应用控制接口技术,对数据处理系统的流程控制进行优化和改进,并增加配置了一个专门的辅助系统,实现了在正常的运行系统上兼顾进行突发事件快速处理的方法。该过程涉及到自动处理、交互分析、分析后处理、事件报警以及辅助台站数据申请等相关问题。优化后的数据处理系统保持了原有系统功能和特点,又具备了突发事件应急处理能力。经过实际运行考验,证明系统稳定可靠,达到了设计目标。