【doc】受热中子辐照的钚样品中^242cm/^241Am活度比的测定
受热中子辐照的钚样品中^242cm,
^241Am活度比的测定 第15卷第4期
1993年11月
核化学与
JournalofNILlelear
放射化学
andRadiochemistry
Vo1.15No.4
Nov.1993
受热中子辐照的钚样品中
em/2Am活度比的测定
杨吉纯赵焕珍李光王旭辉党海军蔡峰
(西北核技术研究所,西安,710024)
研究了测定受热中子辐照的钚样品中zcm/Am放射性活度比的两种方法,并将其成功地应
用于地下棱试验样品的分析中.
关键调热中子辐照钚拌品放射性活度比同位索稀释法"能谱{贯l定 放置一定时间的钚材料中.不但含有Pu239PLI,.PLI,和"Pu等钚同位素,还含有"Am,
它是由"PLI经日一衰变生成的,放置时间愈长.Am量愈多.当将这种钚材料放在反应堆中受
热中子照射时,.Pu将发生裂变.Am则通过(n,Y)反应生成cm.测定此种样品中的 :)2Cm/"Am放射性活度比,不但可以提供有关Pu裂变反应的重要信息,也可以提供zAm(n,
Y).Cm反应的重要信息.所以,.cm/Am活度比的测定在核爆炸样品的放化分析中占有重
要地位.
1原理
1.1"Am放射性活度的测定
选".Am作"Am的稀释剂,?Am中含有少量的Am.Am/.Am活度比为.该稀释 剂的比活度为,Bq/g.稀释后样品中的Z4LAm/"Am活度比为.根据上述各量的定义,得
到:
m(1)
式中,A为样品中"Am的活度,q;m为稀释剂的加入量,g
1.2"cm放射性活度的测定
选Cm作"Cm的稀释剂."Cm中不含"Cm,即月,一0.按照前述方法得到: 也一矗d?tm(2)
收稿日期;1992—05J6收到修改稿日期:J9921211
210核化学与放射化学第15卷
式中.为样品中Cm的活度,Bq;月为稀释后样品中反应开始时刻的cm/"Cm活度比i
.
为稀释剂"Cm的比活度,Bq/g;m为稀释剂Cm的加入量,g. 2.实验方法
2.1镅锔化学分析流程
镅锔化学分析流程示于图l.在纯化Am,Cm之后,流程分为两步:一是将镅与锔分离,分
别制成供.谱仪测量的镅源和锔源;二是直接制成供n谱仪测量的镅锔混合源. 叵j?
同时加^稀释剂mAm,?cm
HN0,HF,H2SO'体系中溶解样品
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pH调至1O,继续于P?萃淋树脂柱上纯化Am,Cm
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i堕堡,!堡鱼塑l 图]镅锔化学分析漉程框图
2.2镅锔分离样品的测量 用n潜仪测量镅源的."Am与Am的活度比.s由式(1)得到该样品中:一Am的活度..
同样,由测得锔源的月一可得到样品中Cm的活度A.于是.求得样品中??m与
241Am的活
度比月2.L=2/.4l.
如果镅锔分离得干净,均可用几何级数法:'计算月和A…如果锔源中存在一定量的镅,
则宜用外推法计算.
2.3镅锔不分离样品的测量
Am,Cm混合源的q能谱图示于图2.对复杂的镅锔混合源(由一Am,一Am,zaacm
和cm
,我们把几何级数法和外推法联合应用,计算出月和.具体步骤是: 组成)的能谱
L一
第期扬吉纯等:受热中子辐照的钚样品中cm/Am活度比的测定21l 将整个"谱划分为8个峰区,A至F6个峰区道宽相等.均为;G区道宽为5.xs;H区道宽
为;各区积分计数分别为札,?…,.
首先.用外推法计算"Cm的拖尾对"Cm峰区计数的贡献: N一缸(0.75yI+0.25y2)(3)
其中一NN?[(?-r-N)]
一
Ns/
Cm与Cm的活度比刚为:
一N/(?一A')(4)
用几何级数法计算cm+"cm+Am的拖尾对Am峰区计数的贡献: ‰一订?
Am的净计数则为:
?3一Nd—Nn(6)
再用外推法计算cm+"Cm的拖尾对Am计数的贡献: N.L一(0.753—0.25g)(7)
式中,一N口/血
Am的净计数则为:
NI—N一N.(8)
于是,Am与Am的活度比为: 冗m一1/3(9)
获得了R及R?,从式(1),式(2)就可求得R一Az/A.
3应用
用所建立的方法分析了两个批次的样品.第1批次共做了3种样品,第2批次共做
了4种样
品,每种样品同时用分离法和 不分离法制备供a谱仪测量的 放射源.稀释剂"Am和"Cm 的放射性比活度用2g栅网 电离室测定,其纯度用a谱仪 测定.两个批次样品的
crn/Am活度比的测定结果 列入表l.从表1可见.对单个 样品.两种结果的偏差不超过 i;对一组样品的平均值.两 种结果的偏差不超过0.5. 由此可以认为,两种方法的分 遭
图2AmCm混合薄的能谱 析水平相近t但不分离法缩短了化学流程.节省了测量时间,提高了工作效率.在分
析样品较多
时.这种方法更显出其优越性.
212棱化学与放射化学第15卷 往:表中数据为单次耐量结果 4讨论
因为是用同一方法,采用同样的仪器进行比值的测量,所以系统误差对总不确定度的贡献
较小.总不确定度主要取决于偶然误差."Cm和.Am活度的总不确定度好于1,因此, Cm/Am活度比的总不确定度可好于1.5.
为了尽量减少能谱中高能峰的拖尾对低能峰区计数的贡献,在镅锔分离样品中.稀释剂
.Am和"Cm的加入量应使R?1和R一]为宜;在不分离样品中,则应使R一0.5—1 和R2..一0.2—0.5为佳.
参考文献
1RamaniahMV.1ainHC,Agga~walSk,?allsotopeDiLutionA1.haSpectrometryfortheDeterminati~ofPlutoniumCohen— trationinlrradiamdFuelDi~lverSolution:IDASandRIDAS.NuclTeetmot,1880,d9(】):121 2扬青纯t赵焕碜.能谱的处理方法.试验与研究,1989.12(1):8. THEDETERMINATl0NOFTHE'Cm/241Am ArIVITyRATIoINPLUTONIUM
SAMPLESIRRADIATEDBYTHERMALNEUTRoNS YANGJlCHUNZHAoHUANZHENLlGUANG WANGXUHUIDANGHAUUNCAIFENG
(NothingNud~orTechaology,Xian.7【0024)
ABSTRACT
TwomethodsofdeterminatingtheCm/.Amactivityratioinplutoniumsamplesirradiatedby
thermalneutronsarestudied.Theyaroappliedsuccessfullyinthesampleanalysisofundergro
undnucle—
at"tests.
KeywordsThermalneutronIrradiationPlutoniumsampleActivityratioIsotopedilution
a-Spectrometry