Методы измерения обогащения урана, переработки урановых руд и производства природного урана

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

федеральное государственное автономное образовательное

учреждение высшего образования

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ

ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Институт        – Физико-технический

Направление  – Ядерные физика и технологии

Кафедра  – Техническая физика

УЧЕБНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА

На тему «Методы измерения обогащения урана, переработки урановых руд и производства природного урана»

Выполнил студент гр.0А4Д                _________ О.Н. Лютиков

Проверил                                            __________В.Ф. Мышкин

                                                        __________А.П. Вергун

Томск 2017

Оглавление

Введение        3

1 Определение обогащения урана        5

1.1 Уран как излучатель        5

1.2 Метод бесконечно толстых образцов        7

1.3 Метод соотношения пиков полного поглощения        12

Введение

Определение изотопного состава урана в различных образцах является ключевым измерением в технологических процессах и при контроле продукции на предприятиях по обогащению урана и изготовлению ядерного топлива, а также играет очень важную роль при международных инспекциях по ядерным гарантиям для подтверждения использования уранового топлива в мирных целях.  

Процесс определения обогащения урана представляет собой достаточно сложную задачу, обусловленную тем, что анализ экспериментальных данных зависит от таких важных факторов, как точность калибровки измерительной системы, идентичность условий воспроизводства экспериментов. При наличии каких-либо изменений и несоответствий в вышеперечисленных факторах неизбежно возникновение значительных погрешностей результатов измерений, сопутствующих любому измерительному процессу. Воспроизвести сложные методики расчётов в автоматическом режиме и обеспечить достаточную точность результатов анализа позволяет специализированное программное обеспечение.  

Актуальность темы исследования обусловливается развитием неразрушающих методов анализа изотопного состава урана. При помощи данных методов решается прикладная задача в области учёта и контроля ядерных материалов, а также в процессе обнаружения и предотвращения их незаконного оборота. Таким образом, применение неразрушающих методов делает невозможным использование ядерного материала в противоправных действиях, тем самым обеспечивая гарантии безопасной работы с этими материалами.  

Гамма-спектрометрия является одним из основных методов неразрушающего анализа. На сегодняшний день гамма-спектрометрический анализ широко применяется как в процессе производства, так и в области учёта и контроля ядерных материалов. Данный метод является основным при определении изотопного состава ядерных материалов и обогащения урана. Процесс определения обогащения урансодержащих образцов достаточно сложен, в силу влияния на него условий проведения экспериментальных измерений: при незначительных изменениях в условиях анализа в отношении геометрии измерительной системы образец-детектор, параметров детектирования, массы, формы образца по отношению к калибровочному стандарту происходит появление погрешностей измерений. Именно поэтому существует необходимость использования специального программного обеспечения, при этом стоит выработать определённую методику проведения измерений, с помощью которой можно определить степень влияния различных факторов и их совокупности на результаты анализов. Таким образом, разработка рекомендаций по использованию программного кода MGAU составляет актуальность данной работы.