稀土尾矿砂放射性活度的测量与计算

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γ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~(228)Ra小于~(232)Th,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~(228)Ra大于~(232)Th,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~(228)Ra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。     

进口锆英砂放射性γ能谱分析

利用γ能谱分析技术对2个产地共17个进口锆英砂样品中的放射性核素226Ra、232Th和40K进行了定量分析,并提出了一种新的样品自吸收修正方法。结果:产地1样品中226Ra的比活度均值为2399.75Bq/kg,232Th的比活度均值为422.72Bq/kg;产地2样品中226Ra的比活度均值为1852.91Bq/kg,232Th的比活度均值为455.45Bq/kg;2个产地样品中40K的比活度均很低。研究表明,锆英砂样品中放射性主要来源是226Ra、232Th。两产地样品中232Th的放射性比活度相差较小,而226Ra的放射性比活度差别明显。同一产地样品中放射性核素比活度也存在较大差异。样品自吸收对分析结果的影响可达10%—30%,须进行自吸收修正。     

CiADS中LBE散裂靶的放射性核素研究

铅铋合金(LBE)作为中国加速器驱动系统(CiADS)散裂靶的候选材料,长期辐照使其具有很强的放射性。散裂靶放射性核素的研究仅考虑了质子束的散裂反应,而忽略了反应堆裂变中子的活化作用。本文采用FLUKA和MCNP耦合计算LBE和及其结构件的放射性产物。比较了裂变中子和高能质子在放射性产物的活度、主要放射性核素、毒性和衰变光子等方面的贡献。裂变中子的活化作用对主壳、导管和射束管有显著影响。当反应堆趋于临界状态时,裂变中子对LBE的活化作用是高于质子束流的。在LBE中,96.66%的 210Po是由裂变中子诱导的。这些结果表明,裂变中子在LBE及其结构部件的活化计算中是必不可少的。此外,本研究为CiADS的辐射防护提供了参考数据,也为ADS系统中散裂靶的放射性核素研究提供了更准确的方法。     

石笋中放射性核素高纯锗分析方法

石笋是一种在地下溶洞中形成的碳酸钙沉积物,其生长过程中会吸收并固定周围环境中的各种核素,因此被广泛用作古气候和古环境的代用指标。然而,石笋中的放射性核素,如铀、钍等,对石笋的地球化学性质和环境指示意义有重要影响。因此,对石笋中的放射性核素进行准确测定,对于理解石笋的形成机制和环境指示意义具有重要意义。为了测出当中所包含的核素,通常利用γ谱学的内容,确定石笋中放射性核素的能量,从而找出对应的核素。高纯锗(HPGe)γ谱仪因其优越的性能,通过γ射线与谱仪上的高纯锗相互作用,可对石笋中放射性射线进行测量。对由中国计量科学研究院提供的¹³³Ba、²⁴¹Am、¹⁵²Eu三个标准点源在轴向距离探测器0 cm、5 cm处进行实验测量,通过Gamma Vision32软件进行能量刻度,获得能量与全能峰道址之间的关系,利用放射性核素总表找出能量所对应的核素,从而确定石笋中放射性核素。     

Nilsson平均场加邻近轨道对力模型对超铀区和稀土区核素的描述

利用严格可解的平均场加邻近轨道对力模型, 在区分质子和中子及冻结质子对激发两种情况下对超铀区核素^226—234Th, ^230—239U, ^236—243Pu, 及稀土区核素^160—170Er, ^166—176Yb, ^172—180Hf的结合能, 对激发能, 奇偶能差及偶偶核最低激发态转动惯量进行了计算并与实验结果进行了比较.     

背角无齿蚌对放射性核素富集作用的γ能谱分析

利用HPGe多道γ能谱仪对背角无齿蚌蚌肉、蚌壳及其天然生存环境样品中的238U、225Ra、223Ra、232Th、40K、137Cs、134Cs、210pb、103Ru、131I 10种放射性核素进行了测试分析.环境样品中检出238U、226Ra、232Th、210Pb、40K、137Cs;蚌肉中检出226Ra、232Th、210Pb、40K;蚌壳只中检出226Ra、232Th.结果表明,在天然本底环境下,蚌肉对226Ra的富集作用最强,对232Th、210pb的富集作用相对较强.对40K的富集作用相对较弱,富集系数由大到小的顺序为:226Ra＞232Th＞210pb＞40K;蚌壳对226Ra、232Th的富集作用较强,富集系数的大小顺序为:226Ra＞232Th,蚌壳对210Pb、40K的富集作用均非常弱;蚌肉对226Ra、232Th、210pb、40K的富集作用均强于蚌壳.本工作为合理开发利用河蚌这一自然资源提供了参考数据和科学依据.     

放射性矿物的探测

自从利用原手能的方法發明以后,放射性礦物的探测才受到了重視。天然元素中有六种是放射性的,即:鉀(12K),铷(37Rb),釤(62Sm),鎦(71Lu),釷(90Th),和鈾(92U),其中釤、鎦和銣在地殼中極为希少。目前用作原子能原料的放射性元素只有鈾和釷,所以只有它們的礦物是目前放射性探测的对象。鉀的一个同位素K40虽然也是有放射性     

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.     

北航沙河校区土壤中40 K、238 U、232 Th相对含量的实验测量

环境中天然伽马射线主要来源于40K以及钍系、铀系和锕系.通过探测伽马射线来识别放射性核素并得到它们的相对含量,是核科学与核技术中的一个重要方法.利用高分辨的高纯锗探测器,北航以及国内部分高校已开设了鉴别环境中放射性核素的实验.在此基础上,本文进一步利用特征γ射线与递次衰变规律,对北航沙河校区土壤中的40 K、238 U...     

XH-3130A在线液体γ监测仪探测效率MC模拟

为了研究改造后的XH-3130A在线液体伽马监测仪对核电站某管道一次水放射性核素的探测效率及探测限的影响因素,利用MCNP5程序计算了改造前后XH-3130A伽马监测仪对管道放射性源项伽马能量在0.08~1.5 MeV范围全谱区及特征峰区活度浓度探测效率。针对放射性管道中单一核素Cs-137,计算结果与液体放射性源标定计数刻度实验数据符合较好。并分析了不同源项伽马能量及探头布置等因素对活度浓度探测效率大小影响差异。模拟结果表明,改造后的XH-3130A在线液体伽马监测仪不再影响原有测量管道整体性且最低探测限为1.35103 Bq/m3,可以满足工程技术要求。     

Uranium analysis of geological samples, water and plants from Kulu Area, Himachal Pradesh, India

This paper deals with the measurement of uranium content in soil, rock, water and plant samples collected from some areas of Kulu district, Himachal Pradesh, India. The anomalous uranium values have been observed in soil, rock and plant samples belonging to Balsari village of the area. Uranium concentration in water samples is quite low and is thus safe for drinking. The aim of the work is to explore the possibility of uranium exploration and for the health risk assessment in the area.     

基于ICP-OES分析的某尾矿库土壤铀分布特征与污染评价

通过三维取样分析,对江西某铀矿田下游水稻土壤铀含量进行测定,结果表明表层土壤中铀含量介于1.34～13.39 μg·g-1;利用surfer软件,对该区块土壤铀含量进行直观绘图,绘制四组剖线铀含量变化图,可见其与距矿山距离负相关;经过翻耕的土壤铀含量变化受到一些干扰,但在origin软件绘图中仍可见其在40 cm深处达到最大值,均达到10 μg·g-1以上,这可能与植物吸附,核素迁移规律等有关。经土壤综合污染指数评价,该地区为轻度污染。综合以上分析,铀矿山尾矿库的废水渗漏是造成这些现象的主要原因。其中,铀浓度分析是建立在ICP-OES数据基础上的,这是光谱学指导环境监测和评价的重要途径。     

土壤有机质和母质特征对典型水稻土时间序列VNIR漫反射光谱的影响与解析

为研究水稻土的光谱特征及其对不同土壤组分的响应规律,研究采集江西省发育于红粘土(RC)和红砂岩(RS)的两个水稻土时间序列为研究对象。以水稻土时间序列为研究对象的优势在于,样本有相同的土地管理背景,母质和种稻时间成为土壤发育过程中的两个主导差异因素,进而能够对土壤有机质(SOM)和母质特征在光谱上的响应特征进行研究。使用Cary 5000分光光度计采集样品在350～2 500 nm波段的漫反射光谱信息,并从土壤层次、成土时间和成土母质三个方面,论述了在VNIR波段水稻土中的主要有机质和无机矿物组成的光谱响应特征和规律。实验结果表明：对于单一母质的时间序列土壤样品而言,SOM增加是人为水耕条件下土壤演变的重要趋势之一,用PC_1 Score表征的整体反射率与SOM含量间可建立精度较高的模型(R2_RC=0.91,R2_RS=0.79),且在SOM含量低值区也能保证较高精度;1 400,1 900和2 200 nm三个波段处的吸收强度主要与母质中的矿物有关,在土壤剖面中下层土壤受人为作用较弱、土层吸收强度较大,且相同母质的土壤光谱,在这三个波段有相同的吸收峰强度比值,可作为判断母质同质的依据;母质成分的差异会显著影响土壤光谱的波形以及吸收强度,在建模中充分考虑母质因素将使模型更具解释性。     

Radioactivity measurements in the environment of the Udhampur area,Jammu and Kashmir Himalayas,India

LR-115 plastic track detectors have been used for the measurement of radon exhalation rate and radium concentration in soil samples collected from some villages of the Udhampur district, Jammu and Kashmir, India. Uranium concentration has also been determined in these soil samples using the fission track registration technique. Radium concentration in soil samples varies from 5.46 to 19.17 Bqkg^?1, whereas uranium concentration varies from 2.53 to 3.65 ppm. The radon exhalation rate in these samples has been found to vary from 6.42 to 22.47 mB kg^?1 hr^?1. The work is undertaken for health risk assessments due to uranium and radium in the study area. A positive correlation has been observed between uranium and radium, as well as uranium and radon exhalation rate in soil samples.     

基体分离/MC-ICP-MS测定树皮表层235U/238U同位素比率

分别从日本广岛和京都采集了香樟树(Cinnamomum camphora)树皮样品共12份,用X射线能谱仪研究了树皮表层基体元素组成,并用扫描电镜观察了树皮表层微观形貌.将树皮表层样品进行干灰化法处理后,采用DOWEX(R)1-X8型阴离子交换树脂分离基体元素,然后用多接收器电感耦合等离子体质谱仪(MC-ICP-MS)测定了树皮表层235U/238U同位素比率.研究结果表明:树皮表层主要基体元素为Al,Ca,Fe,K,Mg,Si和C,O,S;采用不同浓度硝酸淋洗DOWEX(R) 1-X8型阴离子交换树脂可实现树皮表层痕量U与基体元素的有效分离.与京都树皮表层相比,广岛树皮表层不仅U含量显著偏高(P=0.012),而且部分样品235U/238U同位素比率亦略高于其自然丰度比.     

稻谷新陈度近红外快速无损检测的研究

利用近红外技术结合化学计量学的方法建立了稻谷新陈度近红外光谱定量模型。对90个稻谷样本,通过近红外光谱仪扫描获得了从950～1 650 nm的光谱信息。运用UNSCRAMBLER9.7软件进行计算,选择全谱区,结合偏最小二乘法(PLS)算法,得到光谱最佳预处理方法为一阶导加Savizky-Golay平滑,最佳主成分数为7。进行内部交叉验证,决定系数r2为0.967 9,预测误差为54.51,且预测结果与真实值通过t检验,说明模型是可行的。为稻谷新陈度的快速无损检测提供了一种新的方法。     

基于无机元素的含量判别食醋的种类和品牌方法研究

化学计量学广泛应用于食品种类和原产地的区分。文章采用原子吸收法测定了32个食醋样品中的Mg, K, Pb, Zn, Fe, Mn, Ca和Cu等八种无机元素含量。采用向量相似法计算了陈醋和白醋以及同一种类不同品牌食醋的相似度;通过聚类分析和主成分分析对来自北京、江西、江苏和山西4个地区品牌的食醋进行了分类,对不同种类的食醋(陈醋和白醋)也进行了分类。聚类分析和主成分分析都将食醋样品分为两大类,每个大类又将食醋样品按不同品牌分开。食醋中无机元素含量差异可作为食醋种类和品牌判别的测量指标之一。     

空气中痕量铀的现场光度法测定

作为一种天然放射性金属元素,铀及其化合物可以地气为分散系,以气溶胶形式稳定存在并随空气迁移。气相中铀可经多种途径对人体造成放射性危害,而其浓度变化与该区域核能开发与利用有关。因此,对空气中铀的快速现场检测具有现实意义。采用普通气泵对低品位铀矿石上方的空气进行采样,并以2.0 mol·L-1硝酸溶液对气体进行吸收,向溶液中添加固体试剂包,对溶液中微量铀进行显色后以手持式光度计进行现场光度分析。结果表明：对于普通低品位铀矿石样品,空气中铀含量可用本方法检出,该方法多次测定的RSD为1.72%,其结果与ICP-MS分析结果一致。将该方法用于区分铀矿石和其他矿石,具有成本低廉,操作方便,结果准确可靠等优点。     

Optically stimulated luminescence dating of Holocene alluvial fans,East Anatolian Fault System,Turkey

In this study, the optically stimulated luminescence dating technique was used to determine the time of deposition of alluvial sediment samples from the Türko?lu-Antakya segment of the East Anatolian Fault System (EAFS) in Turkey. The double-single aliquot regenerative dose protocol on fine grain samples was used to estimate equivalent doses (D_e). Annual dose rate was computed using elemental concentration of uranium (U) and thorium (Th) determined by using thick-source alpha counting and potassium (K) concentrations using X-ray fluorescence and/or atomic absorption spectroscopy. The environmental dose was measured in situ using α-Al₂O₃:C chips inside plastic tubes for a year. The two different bulk sediment samples collected from the Islahiye trench yielded ages of 4.54?±?0.28 and 2.91?±?0.23?ka. We also obtained a 2.60?±?0.18?ka age for the alluvial deposit in the K?ranyurdu trench and 2.31?±?0.14?ka age for an excavation area called Malzeme Oca??. These ages were consistent with the corresponding calibrated Carbon-14 (¹⁴C) ages of the region. The differences between the determined ages were insufficient to clearly distinguish the disturbance event from the effects of bioturbation, biological mixing, or other sources of D_e variation in the region. They provide a record of alluvial aggradation in the region and may determine undocumented historical earthquake events.     

铀矿坑水样中铀电沉积层的表征

描述了硫酸铵溶液中铀矿坑水样品中铀的电沉积层特性。 电沉积液为10 ml 0.8 M的硫酸铵溶液, 电流密度0.6 A/cm2, pH值为2.5, 电镀1 h。 电沉积经化学分离后的水样品和电沉积的纯硝酸铀酰样品进行了比较, 并对二者分别做了红外(IR)光谱、 扫描电镜(SEM)、 元素分析以及α能谱测量。 IR谱上铀酰离子的反对称伸缩振动峰在887 cm-1附近, 使电沉积在不锈钢片上的铀主要以铀酰离子水合物的形式存在, 有一部分NH+4以NH3的形式替代水合物中的水, 使电沉积层中铀的化合物形式为UO2(OH)2·xNH3·yH2O或者UO2(OH)2-x·(ONH4)x·yH2O, 铀酰离子通过链的形式形成聚合结构。 SEM照片显示电沉积层均匀, 没堆积成团现象出现。 α谱表明电沉积层中铀的同位素主要是238U和234U, 相应的α能量峰4198和4773 keV很显著, 没其它峰的干扰。 Characteristics of electrodeposited uranium films of uranium ore water sample in ammonium sulphate was investigated in this work. The optimized electrodeposited conditions were as follows: electrolyte was ammonium sulphate of 0.8 M, and current density at the cathode was 0.6 A/cm2, electrolyte pH value was 2.5, the time of plating on the electrodeposition was 1 h. In this situation, the uniform, thin and adheresive films were produced by electrodeposition method. Two samples were made, one electrodeposition of pure uranyl nitrate, and another electrodeposition of uranium ore water sample after chemical separation. Characteristics of electrodeposited uranium films of uranium ore water sample after chemical separation was studied, making comparisons with electrodeposited films of uranyl nitrate. The analysis of film characteristics was done through infrared (IR) spectrum, scanning electron microscopy(SEM), element analysis and α spectrum measurment. According to Fourier transform infrared spectra, the asymmetric stretching vibration band of uranyl group is around 887 cm-1. In addition, according to IR spectrum, we know that uranium exists mainly as the form of hydrated polymeric compound in the film. Electrodeposited uranium films also included many NH+4. Polymeric structures of variable composition were present in the electrodeposited samples, with the unit monomeric formula UO2(OH)2·xNH3·yH2O or UO2(OH)2-x·(ONH4)x·yH2O. Scanning electron microscopy shows that the two samples have similar surface characteristics and no cluster is observed. The samples were also measured by spectrometer equipped with Passivated Implanted Planar Silicon(PIPS) detector. From the α spectrum, we know that isotopes of uranium in the film are 238U and 234U. 235U is not found in the α spectrum. It also shows that the chemical separation process can isolate uranium from other interfering elements effectively, the result of chemical separation is very satisfactory and electrodeposited process is rather efficient. Source electrodeposited in ammonium sulphate through optimized conditions satisfies the need of high resolution α spectrum.