Способ оперативного определения обогащения урана по интенсивности испускания мгновенных гамма - квантов спонтанного деления
Авторы патента:
Владельцы патента RU 2633941:
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Севастопольский государственный университет" (RU)
Изобретение относится к области урановой промышленности. Способ измерения обогащения в образце урана или его соединениях заключается в измерении скорости генерации в образце гамма-квантов, при этом измеряется скорость мгновенных гамма-квантов с энергией Еγ>4 МэВ, рождающихся только при спонтанном делении ядер урана-235 и 238. Технический результат – повышение оперативности определения обогащения урана. 1 табл., 1 ил.
Изобретение относится к области урановой промышленности и является оперативным способом определения обогащения урана по 23592U.
Обогащение урана в настоящее время определяется по испускаемым гамма квантам урана 23592U, сопровождающим альфа-распад ядер согласно закону радиоактивного распада. В связи с низкой энергией указанных гамма-квантов (≈50 кэВ) обогащение определяют и по излучению дочерних нуклидов уранового и актиноуранового рядов.
Суть настоящего изобретения состоит в возможности определения обогащения урана ураном 235 по испускаемым мгновенным гамма квантам в области энергий гамма-квантов 4÷7 МэВ при спонтанном делении ядер урана.
Согласно [1] мгновенные гамма-кванты можно классифицировать по энергетическим группам от 1 до 7 МэВ. Однако в связи с тем, что энергии запаздывающего гамма излучения лежат в диапазоне 1÷3 МэВ, происходит накладка энергий мгновенных и запаздывающих гамма-квантов в области 1 3 МэВ. Это не позволяет определить их происхождение по энергии, а следовательно, невозможно их количество связать с числом ядер 23892U и 23592U в 1 см3. Число гамма квантов с энергией 4÷7 МэВ, которые генерируются только спонтанным делением ядер урана, в связи с различными полупериодами спонтанного деления, возможно соотнести с числом ядер 23892U и 23592U по их количеству за единицу времени по отношению к природному урану.
Так, учитывая период спонтанного деления урана 235 и 238 и количества ядер природного урана в единице массы - 1 г, можно определить число делений в единицу времени по формуле , которое для урана-235 составит 2,3926⋅10-4 ядер/с, а для урана-238 - 6,9494⋅10-3 ядер/с. В диапазоне энергий 4÷6,5 МэВ суммарное число гамма-квантов, приходящихся на одно деление, составляет 0,136 γ/с [1, стр. 225]. Тогда число испускаемых гамма-квантов в единицу времени урана-235 и 238 составит 3,9793⋅10-5 γ/с и 9,4512⋅10-4 γ/с соответственно.
Были произведены расчеты числа испускаемых гамма-квантов в единицу времени в зависимости от обогащения (таблица 1).
Согласно полученным данным была аппроксимирована зависимость выхода гамма-квантов на деление в единицу времени γ/с от обогащения:
Графическая зависимость представлена на рисунке 1.
Если полученную зависимость (1) ввести в анализатор, который регистрирует скорость мгновенных гамма-квантов в диапазоне 4÷7 МэВ, то устройство будет выдавать данные по обогащению природного урана.
Источники информации
1. Гордеев И.В. Справочник по ядерно-физическим константам для расчета реакторов / И.В Гордеев, Д.А. Кардашев, А.В. Малышев - Издательство государственного комитета совета министров СССР по использованию атомной энергии. Москва. 1960 г.
Способ измерения обогащения в образце урана или его соединениях заключается в измерении скорости генерации в образце гамма-квантов и отличается тем, что измеряется скорость мгновенных гамма-квантов с энергией Еγ>4 МэВ, рождающихся только при спонтанном делении ядер урана-235 и 238.
Похожие патенты:
Рабочее вещество для термоэкзоэлектронной дозиметрии высокоэнергетического электронного излучения // 2622240
Изобретение относится к термоэкзоэлектронной (ТЭЭ) дозиметрии электронного излучения и может быть пригодно для высокодозной дозиметрии электронного излучения высоких энергий (до 10 МэВ).
Изобретение относится к области выявления радиационной обстановки, а именно к способам поиска и обнаружения источников ионизирующего излучения (ИИИ), и предназначается для поиска точечных источников гамма-излучения.
Спектрометр заряженных частиц // 2617129
Изобретение относится к приборам для дозиметрии и измерения спектров заряженных частиц. Спектрометр заряженных частиц содержит полупроводниковые детекторы, образующие телескоп, с которыми последовательно соединены спектрометрические усилители и аналого-цифровые преобразователи, причем сцинтилляционный детектор снабжен усилителем, при этом для измерения потока и частиц с двух противоположных направлений установлено четное количество полупроводниковых детекторов, при этом крайние детекторы выполнены с толщиной, меньшей толщины средних детекторов, выходы детекторов соединены с входами спектрометрических усилителей, а выходы усилителей – с входами аналого-цифровых преобразователей, выходы аналого-цифровых преобразователей соединены с входами программируемой логической матрицы.
Изобретение относится к медицинским инструментам, и более конкретно к системам и способам графического планирования и помощи в медицинских процедурах с использованием графического интерфейса инструмента.
Изобретение относится к области измерения параметров ионизирующего излучения. Способ оценки достоверности результатов измерения носимым измерителем мощности дозы на радиоактивно загрязненной местности в период формирования следа радиоактивного облака заключается в том, что определяют факт радиоактивного загрязнения поверхности блока детектирования измерителя мощности дозы при ведении радиационной разведки пешим порядком, при этом для выявления факта радиоактивного загрязнения блока детектирования проводят два измерения мощности дозы на высотах 0,1 и 3 метра над радиоактивно загрязненной местностью и сравнивают отношение полученных показаний с контрольным числом, равным 1,7, которое соответствует случаю, когда детекторный блок не загрязнен радиоактивными веществами; в случае наличия загрязненности блока детектирования радиоактивными веществами полученное отношение будет меньше контрольного значения.
Изобретение относится к охранной технике. Техническим результатом является обеспечение визуализации изображения по заданным координатам и времени.
Изобретение относится к области ускорительной техники, а именно к способам диагностики проводки импульсных сильноточных релятивистских пучков электронов (ИСРПЭ) в мощных линейных ускорителях.
Изобретение относится к радиационной безопасности. Способ измерения параметров ионизирующего излучения включает этапы, на которых измеряют четырьмя счетчиками Гейгера-Мюллера ионизирующее излучение, при этом регистрация гамма-излучения осуществляется с помощью четырех счетчиков Гейгера-Мюллера СБМ-20, на каждый из которых подано напряжение 400 В от высоковольтного преобразователя, преобразователь напряжения реализует числоимпульсный способ регулирования напряжения без использования обратной связи по высокому напряжению, при прохождении частицы через чувствительный объем СГМ возникает импульс тока, что ведет к просадке напряжения на электродах СГМ, падение напряжения усиливается предварительным усилителем, формируется в положительный электрический импульс и подается на вход микроконтроллера, данный процесс происходит в каждом канале независимо, по наличию импульсов, приходящих по всем каналам, определяется количество подключенных СГМ и выбирается необходимое время счета, подсчитанные за выбранное время счета импульсы корректируются с учетом нагрузочной характеристики СГМ, после чего откорректированное количество импульсов пересчитывается в мощность дозы в мкЗв/час и выводится на экран прибора, при включенном режиме подсчета накопленной дозы, полученное значение мощности дозы умножается на время измерения и сохраняется в ячейке памяти и в дальнейшем суммируется со следующим значением измеренной дозы и так до отключения режима подсчета накопленной дозы, схема контролирует наличие питающего напряжения и в случае его резкого пропадания или уменьшения последнее полученное значение дозы сохраняется в энергонезависимой быстродействующей памяти.
Способ регистрации протонных изображений, сформированных с помощью магнитооптической системы // 2582205
Изобретение относится к области протонной радиографии, в частности к способам формирования и регистрации протонных изображений с помощью магнитной оптики. Способ регистрации протонных изображений, сформированных с помощью магнитооптической системы, включает формирование протонного пучка, который пропускают через объект исследования, и получение цифровых изображений протонного пучка до пропускания его через объект исследования с помощью первой системы регистрации и после пропускания пучка через объект исследования с помощью второй системы регистрации, конвертор которой размещают в плоскости фокусировки магнитооптической системы, настроенной на энергию протонного пучка до прохождения им объекта исследования и обеспечивающей фокусировку протонов из плоскости объекта в плоскость изображения, последующее получение теневого изображения объекта исследования путем приведения полученных изображений пучка к одному ракурсу и попиксельного деления одного изображения на другое, при этом во второй системе регистрации перед конвертором устанавливают, по крайней мере, еще один конвертор с соответствующей регистрирующей аппаратурой и получают, по крайней мере, еще одно цифровое изображение протонного пучка, которое учитывают при получении теневого изображения объекта исследования путем приведения его с изображением пучка, полученного с помощью первой системы регистрации, к одному ракурсу и попиксельного деления одного изображения на другое, при этом расстояние L между конверторами выбирают, исходя из параметров объекта исследования и магнитооптической системы, из следующего соотношения:
,
где: m22 - соответствующий элемент матрицы перехода М магнитооптической системы, ∂m12/∂p - частная производная по импульсу протона соответствующих элементов матрицы перехода М, Δр - разница по средней величине импульса между протонами, которые прошли через области объекта исследования с различной оптической толщиной.
Фольговый зарядовый спектрограф // 2581728
Изобретение относится к области дозиметрии и спектрометрии импульсных ионизирующих излучений ускорителей, в частности импульсного электронного и тормозного излучений.
Дозиметр поисковый // 2638023
Изобретение относится к области радиационной безопасности. Дозиметр поисковый содержит блок операционный, состоящий из детекторов гамма- и нейтронного излучений и блока обработки информации, блок индикации, состоящий из блока световой и звуковой сигнализации и дисплея, выносной блок вибрационной сигнализации, причем блок вибрационной сигнализации может стыковаться с блоком индикации с помощью контактного разъемного соединения, при этом блоки операционный и индикации представляют собой индивидуальные ударопрочные корпуса, которые при работе дозиметра без удлинительной штанги стыкуются между собой с помощью дополнительного контактного разъемного соединения, а при работе дозиметра с удлинительной телескопической штангой с проводной линией связи внутри, блок операционный стыкуется с ней в верхней ее части с помощью контактного разъемного соединения, а блок индикации с помощью контактного разъемного соединения стыкуется с ней в нижней ее части возле ручки, образуя при этом проводную электрическую связь между выходом блока обработки информации и входом блока индикации. Технический результат – повышение радиационной безопасности при поиске и регистрации ионизирующего излучения, повышение информативности об уровне ионизирующего излучения, упрощение при работе с дозиметром. 2 ил.
Группа изобретений относится к керамическим фосвич-детекторам со сплавленными оптическими элементами. Сцинтиллятор содержит большое количество композиций граната в едином блоке, имеющих структурную формулу (1): M1aM2bM3cM4dO12, в которой O представляет собой кислород, М1, М2, М3 и М4 представляет собой первый, второй, третий и четвертый металл, которые отличаются друг от друга, причем сумма a+b+c+d составляет около 8, где «а» имеет значение от 2 до 3,5, «b» - от 0 до 5, «c» - от 0 до 5, «d» - от 0 до 1, где «b» и «c», «b» и «d» или «c» и «d» не могут быть оба равны нулю одновременно, в которой М1 представляет собой редкоземельный элемент, включая гадолиний, иттрий, лютеций или их комбинацию, М2 представляет собой алюминий или бор, М3 представляет собой галлий, а M4 представляет собой ко-допант; где две композиции, имеющие одинаковые структурные формулы, не расположены рядом друг с другом и где единый блок лишен оптических поверхностей раздела между различными композициями. Технический результат – повышение временного разрешения. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к области атомной физики и может быть использовано для регистрации ионизирующих излучений. Сущность изобретения заключается в том, что способ регистрации импульсного ионизирующего излучения дополнительно содержит этапы, на которых в качестве чувствительного элемента применяют пластину из диэлектрика с высокой энергетической ценой образования свободных носителей заряда ΔЕ, например стекла KU1 (ΔЕ~150 эВ), первый контакт, находящийся на стороне пластины, ориентированной навстречу ионизирующему излучению, заземляют, а возникающий на противоположной стороне пластины отклик отрицательного напряжения по коаксиальному кабелю транслируют к регистрирующей аппаратуре, например осциллографу, при этом один конец центрального проводника коаксиального кабеля соединяют со вторым контактом чувствительного элемента и первым выводом нагрузочного сопротивления, второй конец центрального проводника коаксиального кабеля соединяют с регистрирующей аппаратурой, а оплетку коаксиального кабеля и второй вывод нагрузочного сопротивления заземляют. Технический результат – повышение достоверности измерений больших интенсивностей излучения I≈(105÷107) МВт/см2, упрощение схемы измерений. 1 ил.
Группа изобретений относится к медицинской визуализации, а именно к позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ). Система ПЭТ содержит память, сконфигурированную с возможностью непрерывной записи обнаруживаемых совпадающих пар событий, обнаруживаемых ПЭТ-детекторами, опору субъекта для поддержки субъекта и перемещения в режиме непрерывного движения через поле видения ПЭТ-детекторов, группирующий блок для группировки записанных совпадающих пар в каждый из множества пространственно ограниченных виртуальных кадров на основании времяпролетной информации, при этом обнаруженные события некоторых из обнаруженных совпадающих пар событий расположены в двух разных виртуальных кадрах, и группирующий блок распределяет совпадающую пару событий одному из двух виртуальных кадров, и блок реконструкции сгруппированных совпадающих пар каждого виртуального кадра в изображение кадра и объединения изображений кадров в общее удлиненное изображение. Способ ПЭТ содержит этапы, на которых перемещают субъект на опоре субъекта непрерывно через поле видения ПЭТ-детекторов, группируют записанные совпадающие пары событий в каждый из множества пространственно ограниченных виртуальных кадров на основании времяпролетной информации, при этом этап группирования включает в себя этап, на котором распределяют совпадающие пары одному из двух виртуальных кадров там, где обнаруженная совпадающая пара событий находится в двух разных виртуальных кадрах, реконструируют сгруппированные совпадающие события каждого виртуального кадра в общее удлиненное изображение. Система времяпролетной ПЭТ содержит решетку ПЭТ-детекторов, которая обнаруживает и записывает совпадающие события в режиме списка, опору субъекта, один или более процессоров, сконфигурированных с возможностью группировки записанных совпадающих пар событий в один из множества пространственно ограниченных виртуальных кадров, когда совпадающие события одной из совпадающих пар событий сгруппированы в смежные виртуальные кадры, распределения указанных обоих совпадающих событий общему виртуальному кадру на основании времяпролетной информации, реконструкции изображения кадра из каждого виртуального кадра и объединения изображений кадра в непрерывное удлиненное изображение. Использование изобретений позволяет получить распределенную реконструкцию данных в режиме списка при непрерывном движении стола. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 4 ил.
Группа изобретений относится к формированию временных меток обнаруженных квантов излучения и находит применение в области физики частиц с высокой энергией. Устройство содержит пиксельную матрицу оптического детектора, блок срабатывания метки времени и блок синхронизации. Блок срабатывания метки времени определяет частоту срабатывания пиксельной ячейки для пиксельных ячеек в пределах пиксельной матрицы оптического детектора. Блок срабатывания метки времени заставляет блок синхронизации формировать метку времени на основе частоты срабатывания пиксельной ячейки. Технический результат – улучшение подавления шума при формировании временных меток обнаруженных квантов излучения в областях применения физики частиц с высокой энергией. 6 н. и 9 з.п. ф-лы, 5 ил.
Изобретение относится к области регистрации наносекундных импульсов мягкого рентгеновского излучения (МРИ) с получением информации о спектре излучения. Технический результат – расширение эксплуатационных возможностей сцинтилляционного детектора, повышение технологичности конструкции, сборки и обслуживания сцинтилляционного детектора. Сцинтилляционный детектор для регистрации импульсного мягкого рентгеновского излучения дополнительно содержит световод, разделенный на приемный и передающий отрезки, фильтр излучения выполнен сменным и закреплен в разборном держателе, герметичный соединитель, во внутрь которого вакуум плотно установлен приемный отрезок световода таким образом, что торцы приемного отрезка световода и герметичного соединителя расположены в одной плоскости и образуют оптический вход, к которому при помощи прижима поджат пленочный сцинтиллятор, другой торец приемного отрезка световода и оба торца передающего отрезка световода оснащены самоцентрирующимися оптическими коннекторами, герметичный соединитель снабжен вакуумным уплотнением для размещения на стенке-границе вакуумного объема, защитную крышку, установленную на герметичном соединителе поверх прижима и используемую для фиксации разборного держателя, коннекторы приемного и передающего отрезков световода соединены друг с другом с помощью оптического адаптера, другой коннектор передающего отрезка световода подключен к фотоприемнику. 13 з.п. ф-лы, 4 ил.
Группа изобретений относится к области радиологической визуализации, области эмиссионной томографической визуализации, области детекторов излучения и связанным областям. Сущность изобретений заключается в том, что устройство радиологической визуализации содержит множество элементов, преобразующих излучение в свет; слой отражателя, расположенный вокруг множества преобразующих излучение элементов; слой отражателя обернут вокруг множества преобразующих излучение элементов без адгезива между преобразующими излучение элементами и слоем отражателя, слой отражателя содержит выступающие разделительные элементы или структуры, эффективно обеспечивающие воздушный зазор между слоем отражателя и преобразующими излучение элементами, достаточный для поддержания полного внутреннего отражения на внутренней поверхности преобразующих излучение элементов. Технический результат – повышение пространственного разрешения устройства. 4 н. и 9 з.п. ф-лы, 8 ил.
Детектирующая матрица // 2645809
Изобретение относится к средствам получения рентгеновских изображений путем конвертирования рентгеновского излучения в оптический диапазон и последующего преобразования в электрические сигналы. Детектирующая матрица содержит набор фоточувствительных элементов и набор оптических волокон с рентгенолюминесцирующей добавкой, которые помещены в защитную оболочку и находятся в оптическом контакте с набором фоточувствительных элементов, при этом защитная оболочка выполнена из материала, основная рентгенолюминесцентная линия которого удовлетворяет условию EK<EL<1,5EK, где EK - энергия скачка фотопоглощения рентгенолюминесцирующего элемента в оптическом волокне, EL - энергия основной рентгенолюминесцентной линии материала оболочки оптического волокна. Технический результат – повышение эффективности регистрации излучения и повышение сигнал/шум. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.
Изобретение относится к сцинтилляционным неорганическим оксидным монокристаллам со структурой граната, предназначенным для датчиков ионизирующего излучения в задачах медицинской диагностики, экологического мониторинга, неразрушающего контроля и разведке полезных ископаемых, экспериментальной физике, устройствах для измерения в космосе. Монокристалл со структурой граната для сцинтилляционных датчиков представляет собой соединение, описываемое формулой ((Gd1-rYr)1-s-xMesCex)3-z(Ga1-y-qAlyTiq)5+zO12, причем q находится в диапазоне от 0,00003 до 0,02; r находится в диапазоне от 0 до 1; х находится в диапазоне от 0,001 до 0,01; y находится в диапазоне от 0,2 до 0,6; z находится в диапазоне от -0,1 до 0,1; s находится в диапазоне от 0,0001 до 0,1, при этом Me обозначает, по крайней мере, один элемент из ряда Mg, Са, Sr, Ва. Изобретение позволяет увеличить выход сцинтилляций в расширенном интервале температур (от минус 20°C до плюс 50°C) и повысить энергетическое разрешение сцинтилляционных детекторов при регистрации гамма-квантов. Технический результат достигается за счет того, что монокристалл со структурой граната солегирован церием, титаном и элементами второй группы в заданном соотношении. Данный монокристалл получают методом Чохральского с последующим изотермическим отжигом. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 2 табл., 17 пр.
Изобретение относится к сенсорному устройству для обнаружения сигналов излучения. Для обеспечения высокой целостности сигналов и сохранения способности к четырехсторонней стыковке сенсорное устройство содержит сенсорную матрицу, содержащую множество детекторов, сенсорный элемент для преобразования принятых сигналов излучения в множество соответствующих электрических сигналов, элемент интерпозера, простирающийся поперечно между первой боковой стороной и второй боковой стороной, и элемент интегральной схемы. Элемент интерпозера имеет переднюю поверхность, обращенную к сенсорному элементу, и заднюю поверхность, параллельную передней поверхности, причем на передней поверхности предусмотрена первая контактная структура для направления электрических сигналов на заднюю контактную структуру, предусмотренную на задней поверхности. Элемент интегральной схемы обращен к задней поверхности и электрически соединен с задней контактной структурой. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 7 ил.
