Использование коаксиального HPGE детектора и кода FRAM для определения обогащения экранированного образца урана
Авторы
DOI:
https://doi.org/10.31489/2025N1/59-66Ключевые слова:
ядерная криминалистика, обогащение урана, экранирующий источник, гамма-спектрометрия с коаксиальным детектором HPGe, программное обеспечение FRAMАннотация
Определение обогащения урана представляет собой важный аспект контроля ядерных материалов, необходимый для оценки потенциальных угроз безопасности и обнаружения несанкционированного перемещения материалов. Гамма-спектрометрия с использованием высокочистого германиевого (HPGe) детектора предлагает неразрушающий метод анализа соотношения изотопов, однако стандартному оборудованию часто не хватает точности, особенно при экранировании образцов. Цель данного исследования — оценить возможности портативного коаксиального HPGe-детектора в сочетании с программным обеспечением FRAM для определения обогащения урана в условиях экранирования и без него. Для достижения поставленной цели были проведены серии гамма-спектрометрических измерений образцов твэлов с низким содержанием урана. Результаты показали, что метод обеспечивает надежную и быструю оценку обогащения с погрешностью до 10%, что особенно важно для применения в ядерной криминалистике, где своевременный и точный изотопный анализ имеет большое значение.
Библиографические ссылки
Zsigrai J., Frigerio A., Bagi J., Mühleisen A., Berlizov A. (2017) Using FRAM to determine enrichment of shielded uranium by portable electrically cooled HPGe detectors. IProceeding of the 39th ESARDA Annual Meeting - Symposium, Düsseldorf, Germany 80 – 86. Available at: https://jeodpp.jrc.ec.europa.eu/ftp/public/JRC-OpenData/UPu-Gamma/UraniumDetective/LATEST/ESARDA2017-Dusseldorf-FRAM-U.pdf
Kim W., Jang J. (2021) A study on the uranium enrichment determination using the standard-less gamma spectrometry technique. In Transactions of the Korean Nuclear Society Virtual Spring Meeting, 3. Available at: https://www.kns.org /files/pre_paper/45/21S-281-%EA%B9%80%EC%9A%B0%EC%A7%84.pdf
Nguyen C.T., Zsigrai J. (2006) Basic characterization of highly enriched uranium by gamma spectrometry. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms, 246(2), 417 - 424. https://doi.org/10.1016/j.nimb.2006.01.011
Medetbekov B. S., Vurim A. D., Prozorova I. V., Popov Y.A. (2023) Fission product release from high and low-enriched uranium fuels of the IVG. 1M research reactor. Eurasian Physical Technical Journal, 20, 4(46), 54-60. https://doi.org/10.31489/2023No4/54-60
Aleynikov Y.V., Popov Y.A., Medetbekov B.S., Kozhakhanov S.B. (2016) Adaptation of the k0-INAA method for the IVG. 1M reactor. Izvestiya Tomskogo Politekhnicheskogo Universiteta. 327(4), 16 - 22. Available at: https://earchive.tpu.ru/bitstream/11683/22649/1/bulletin_tpu-2016-v327-i4-02.pdf [in Russian]
Sabitova R.R., Popov Y.A., Irkimbekov R.A., Bedenko S.V., Prozorova I.V., Svetachev S.N., Medetbekov B.S. (2023) Experimental studies of power distribution in LEU-fuel of the IVG. 1M reactor. Applied Radiation and Isotopes, 200, 110942. https://doi.org/10.1016/j.apradiso.2023.110942
Genie 2000 (2002) Software. MGA-U, Model S507, Version 4.3. User Manual. Available at: http://depni.sinp.msu.ru/~hatta /canberra/S507%20MGAU%20for%20Genie-2000%20User's%20Manual.pdf [in Russian]
Model S575 PC/FRAM. Isotopics Software, 9231022D V5.2. User’s Manual. (2011). Available at: https://www.ortec-online.com/-/media/ametekortec/manuals/f/fram-mnl.pdf?la=en&revision=0bd69175-033e-4d18-990b-2d186cca0178
Darweesh M., Shawky S. (2019) Study on the performance of different uranium isotopic codes used in nuclear safeguards activities. Heliyon, 5(4), e01542. Available at: https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2019.e01542
Sampson T. E., Croft S. (2015) Making quality HPGe gamma ray spectrum measurements for uranium: The role of FRAM for analysis, quality control and enrichment measurements, and opportunities for improved quantification documentation. Oak Ridge National Laboratory, 55. Available at: https://info.ornl.gov/sites/publications/Files/Pub58137.pdf
