稀土尾矿砂放射性活度的测量与计算分析

准确测量并计算稀土尾矿砂的放射性活度浓度及其变化规律对制定相应的豁免标准和日后的处理处置具有重要的意义。根据选取的特征 射线,分析对比平衡与非平衡状态下铀系、钍系、锕系三个天然衰变系的总活度浓度,结合衰变链的一般动力学方程,计算总放射性活度与每个核素的放射性活度,并研究钍系各核素在平衡被不同程度破坏的情况下随时间的变化规律。结果显示,按照非平衡情况下计算得出的总α 和总β 放射性活度浓度比平衡情况下的更接近实际测量结果,此外,钍系核素在平衡被破坏后的放射性活度随时间变化情况与母体和228Ra 的初始放射性活度浓度有关,若228Ra 小于232Th,则总放射性活度在60 a再次平衡后达到最大值,为10 倍的母体活度;若228Ra 大于232Th,则总放射性活度在3.82 a 出现最大值,为4.57 倍母体活度与5.25 倍第一子体228Ra 的初始活度浓度之和。因此,可知稀土尾矿砂放射性活度已经遭到破坏,其总活度浓度应该采用非平衡情况下的几个特征核素的活度浓度共同计算得到,并且需计算分析其随时间变化出现的最大值,以此来确定是否超过相关法规标准。It is of great significance to measure and calculate rare earth tailing radioactivity for the development of appropriate standards and exemption disposal. The total activity concentration of the three natural decay series (uranium series, thorium series, actinium series) was analyzed under the equilibrium and disequilibrium state according to the selected characteristic  γ-rays. At the same time, we calculated the total activity concentration and the radioactivity for each radionuclide based on the general kinetic equations of decay chain and studied the trend of each radionuclide of thorium-series under different degrees of disequilibrium with time. The results demonstrated that the total radioactivity of and calculated in disequilibrium state was more closed to the actual measurement results compared to that in equilibrium state. In addition, the activity changes with time of thorium series in disequilibrium state are related to the initial activity concentration of the mother nuclide and 228Ra. If the activity concentration of 228Ra is less than that of 232Th, the total activity peak will be 10 times to maternal activity and appear after 60 a when the thorium series become balance again. If the activity concentration of 228Ra is greater than that of 232Th, the maximum total activity will appear in 3.82 a, and will be the sum of 4.57 times of the initial activity concentration of the mother nuclide and 5.25 times of the initial activity concentration of the first daughter 228Ra. Therefore, the rare earth tailings have been in disequilibrium state, and its total activity concentration should be determined based on the activity concentration of several  feature radionuclides. In addition, the maximum value of the activity concentration is profitable to judge whether the activity concentration is fit with relevant regulations and standards.     

电解质活度系数的理论计算

本文考虑电解质在混合溶剂中的情况，采用非优先溶剂化观点，并注意到ψ与γ±的关系，通过数学处理，建立了一个两参数（α°，ｈ）的活度系数公式，该式保留了ＳｔｏｋｅｓａｎｄＲｏｂｉｎｓｏｎ活度系数公式的优点，但不包含ψ９且既可适用于单一溶剂体系，又可适用于混合溶剂体系，经过文献２２个体系的处理，表明新建立的公式具有良好的计算精度，所处理的２２个体系的平均相对偏差均小于１％。     

低本底α/β仪测量饮用水中总 α放射性活度的实验室质量控制

总α放射性活度检测可避免繁琐的低水平放射性核素鉴定,是饮用水放射性水平的初筛监测手段之一。近年调查显示：我国饮用水总α放射性活度稳定保持在较低水平。低水平的α放射性活度检测需要高质量实验室质量控制,以保证检测结果的准确度。实验采用低本底α/β仪,以α闪烁体为探测器,吸收样品核辐射α粒子能量,使有机闪烁体分子ZnS(Ag)发射荧光,通过统计单位时间内的闪烁体发射荧光数目正比于核衰变数目,由此感应有效厚度样品层辐射的α粒子计数信号,对饮用水中总α放射性活度浓度检测。首先,实验以表面α粒子发射率为2～20粒子数/s(2π 方向)的电镀源测定本底α计数效率(CPS)。然后,在最优化的本底值、工作源效率、串道率等参数条件下,运用标准曲线法测定标准源α计数效率(ε)。最后,结合CPS和ε代值计算质控样总α体积活度、计数平均值(或总体积活度平均值)和标准偏差s,并以±s为上辅助线(upper auxiliary limit, UAL)和下辅助线(lower auxiliary limit, LAL),以±2s为上警告线(upper warning limit, UWL)和下警告线(lower warning limit, LWL),以±3s为上控制线(upper control limit, UCL)和下控制线(lower control limit, LCL),绘制本底α计数、标准源α计数和质控水样总α体积活度的均数质量控制图,以考察CPS和ε对质控水样总α体积活度测量质量控制的影响。数据结果显示,以电镀239Pu为工作源,以241Am为标准源,样品放置时间24 h,测量时间60 min,铺样厚度4 mg·cm-2时,本底α计数率CPS=0.000 37 s-1,工作源探测效率η=94.35%,α→β串道率Fα=0.41%,标准源计数效率ε=7.25%(Y=1.323X-5.285,R2=0.991 5)。统计结果显示：40份空盘本底α计数的受控范围为-1.61~5.82,33个点落在UAL与LAL范围内,2个点落在UWL与UAL范围内,3个点落在LWL与LAL范围内,2个点落在UWL与UCL之间,本底测量受控良好;24份标准源α计数的受控范围523.7~644.3,14个点落在UAL与LAL范围内,5个点落在UWL与UAL范围内,5个点落在LWL与LAL范围内,标准源测量受控良好;20份质控水样总α体积活度受控范围为0.007 91~0.057 86 Bq·L-1,11个点在UAL与LAL范围内,5个点在UWL与UAL范围内,3 个点在LWL与LAL范围内,1个点在LWL与LCL之间,质控水样测量实验室质量控制良好。因此,以α闪烁探测器对低水平α放射性计数测量时,控制α本底计数和标准源计数效率,这两个α统计计数中的主要不确定度来源,可以实现水样中总α放射性活度检测的有效实验室质量控制。     

ISOL靶－源中铀靶的放射性活度研究

用3种方法计算在线同位素分离器(ISOL)靶－源中铀靶在100MeV, 200μA强流质子束照射下产生的放射性核素活度及γ射线强度随时间的变化, 为铀靶的设计、更换及后期处理提供一定的设计依据.     

放射性绝对测量中测量时刻的选择

本文指出在测量一个样品中某种放射性同位素在t₀时刻下的原子数目时,只需精心选择测量其放射性的时刻于t₀后约该同位素的一个寿期（1/λ）进行一次或多次测量并计算,则由它的衰变常数（λ）的不准确性而引进的误差可以被降低到较小值。     

含盐体系活度系数计算的普适模型

本文通过建立一个普适模型，应用统计热力学理论给出了含盐体系活度系数计算的主方程。在特写条件下，主方程可逐级退化，适用于各类体系，且与现有方程一致。方程中参数的物理意义优于经验方程。     

放射性绝对测量和半衰期(Ⅰ) 放射性绝对测量中测量时刻选择的实验证明

本文用^99mTc源的衰变实验证明了:在测量一个样品中在t₀时的一种放射性同位素的原子数时只需精心选择一次或多次测量其放射性的时刻在t₀后约该同位素的一个寿期（1/λ）,并进行计算,则由它的衰变常数（λ）或其半衰期（T1/2）的不准确性而引进的误差可以被降低到较小值。     

稀土原子与离子的自然辐射寿命测量

概述了当前自由原子和离子的激发态自然辐射寿命测量技术的进展。以LaⅠ和PrⅡ为例,系统介绍了几种稀土元素自由原子和离子激发态寿命测量技术并分析了它们的优缺点;以SmⅡ为例,详细介绍了激光烧蚀产生自由原子(离子)技术及结合激光诱导荧光时间分辨光谱技术进行激发态寿命测量的优缺点。最后,探讨了改进上述技术局限性的解决思路,以期进一步提高辐射寿命测量的精确度。     

抗坏血酸基体改进剂-石墨炉原子吸收法测定尾矿砂中铂

本文以抗坏血酸 (Vc)为基体改进剂 ,建立了石墨炉原子吸收法直接测定尾矿砂中微量铂的方法 ,并对不同基体改进剂的作用机理作了初步探讨。此方法的特征质量为 1 .3× 1 0 -10 g;检出限为 1 .9× 1 0 -12 g;线性范围为 2— 5 0 0 ng· m L-1;样品的加标回收率为 1 0 0 .7%— 1 0 4 .0 %。     

零色散波长的测量与计算

微机通过接口电路自动控制红外光栅单色仪，对光纤材料进行零色散波长的精确测量。     

颜色玻璃的色度测量与计算

通过对我国百余种有色玻璃进行测试和计算,列表示出了它们的色品坐标、主波长和色饱和度等,并绘制了我国彩色玻璃在以标准C 光源为中心的颜色位置示意图。     

肖特基二极管整流的计算与测量

 提出了改进型的肖特基二极管整流数理模型,用加速迭代法和四阶精度龙格-库塔法编制了计算程序,并结合实验测量得到了整流效率与输入功率、频率和负载等关系曲线:负载一定时,输入功率从零开始增大,整流效率先快速上升,然后上升趋势变缓;输入功率一定时,负载从零开始增大,整流效率先增大后减小,对于某一固定的输入功率,存在着一个最佳负载值;当输入功率和负载都相同时,降低工作频率,整流效率上升。型号为2DV10B的X波段管子在负载为525 W、输入功率为10 mW、频率为3.2 GHz时获得的整流效率为75.2%;频率为10 GHz时获得50.2%的效率,实验测量结果与理论分析一致。     

放射性绝对测量和半衰期(Ⅲ)放射性绝对测量中的衰变常数和统计性

本文从理论上探索了在放射性绝对测量中,降低由衰变常数的不准确性和测量统计性所引入的误差。发现以寿期为中心的前后对称测量法可以达到这样的要求,即使衰变常数的误差达到±10％,由零时和两个寿期时测量的结果,分别计算得出的在零时的放射性原子数的平均值由衰变常数的不准确性引入的误差仍小于0.1％。用^99mTc衰变的实验数据,在测量统计性范围内证实了以上论点。故,用以寿期为中心的前后对称测量法,将测量时间尽量提前,既可减少由衰变常数的不准确性所引入的误差,又可有较好的测量统计性,使绝对测量的结果更准确。     

用放射性测量技术识别化学毒剂

简单介绍了非破坏性识别化学毒剂技术 ,研究了中子诱发 γ谱法、热中子氢含量测量和 X射线成像技术等放射性测量技术识别化学毒剂的原理和实际使用中的一些问题.There are three non destructive radiological methods for identitication of warfare agents and TNT. Their principles and problems related were discussed. Portable isotopic neutron spectroscopy is based on the assay of key elemental composition (such as Cl, P, H, As, S, N) in chemical agents by neutron induced prompt gamma ray analysis. Hydrogen concentration measurement by means of using thermal neutron can be exployed to identify chemical warfare agents and TNT...     

用于测量ICF靶丸内氚活度的电离室的设计

设计了一种可测量ICF靶内氚含量的圆柱电离室。密封部件的设计抛弃了传统的橡胶密封而采用全金属密封, 以消除橡胶、 塑料对氚的强吸附性产生的电离室污染。为防止氚扩散污染电离室的内壁, 内壁镀上一层2 μm的Au膜。在中心电极和外电极间引入保护电极以降低低水平放射性测量时的电极漏电流。保护电极和中心电极间的绝缘材料, 以及保护电极和外电极间的绝缘材料分别选择绝缘性好、 耐高温的蓝宝石和Al2O3陶瓷。另外, 基于对ICF靶参数测量的特殊要求, 在电离室中设计了一个压碎靶丸释放氚的装置。最后, 通过物理建模和复合损失计算, 得到了优化的电离室参数。A cylindrical ionization chamber was designed for the measurement of the tritium at the level enclosed in inertial confinement fusion(ICF) targets. In stead of the conventional rubber seals, the metallic seals was adopted to reduce the chamber contamination caused by the strong tritium absorption of rubber and plastics. A 2 μm thick Au layer was plated on the inner wall of the chamber to avoid the contamination due to tritium diffusion in the chamber. The protective electrode was introduced to reduce the leakage current when measuring the low level radioactivity. Sapphire was employed as an insulator between the protective electrode and central electrode, while Al2O3 ceramic was used in between the protective electrode and the external electrode. In addition, to meet the specific requirements on the measurement of ICF targets’ parameters, a component used to crash the target to release tritium was designed in the chamber. Finally, the optimal chamber parameters were obtained in terms of physics modeling and combination loss computation.