ASTM C1207-10

    Historical Standard: Стандартный метод неразрушающего анализа плутония в остатках и отходах с помощью пассивного счета нейтронных совпадений


      Format Pages Price  
    PDF 40 $97.00   ADD TO CART


    Significance and Use

    5.1 Данный метод испытаний эффективен для определения содержания плутония в остатках/отходах, содержащихся в контейнерах, начиная от небольших баночек с объемами в несколько мл в ящиках, и заканчивая емкостями объемом до нескольких тысяч литров. Обычно метод рассчитан на его применение к бочкам емкостью 208 л (55 галлонов). Возможно определение общего содержания Pu в диапазоне от 10 мг до 6 кг (1), верхний предел которого может ограничиваться конкретной матрицей, калибровочным материалом, критичностью по безопасности или ограничениями аппаратуры 6 счета.

    5.2 Данный метод применим для проведения подтверждающих измерений, выполняемых отправителями/получателями Министерства энергетики США (9), обнаружения утечки ядерных материалов и измерений качества Международным агентством по атомной энергии (10).

    5.3 Данный метод следует использовать совместно с планом организации работ по удалению и дезактивации отходов/остатков, позволяющим разделять их по категориям материалов в соответствии с некоторыми (или всеми) нижеперечисленными критериями: насыпная плотность, химические формы плутония и матрицы, изотопное отношение между америцием и плутонием и содержание водорода. Упаковка для каждой категории материалов должна быть одинаковой по размеру, форме и материалу контейнера. Каждая категория этих материалов может потребовать использования калибровочных эталонов и обладать различными предельными массами Pu.

    5.4 Систематическая погрешность при пассивном измерении нейтронных совпадений зависит от размеров объекта и его плотности, однородности и состава матрицы, а также от количества и распределения в нем ядерного материала. Сходимость результатов измерений зависит от количества ядерного материала, скорости реакции (α, n) и времени счета при измерениях.

    5.4.1 При проведении измерений легких и специфических матриц данный метод предполагает использование калибровочных эталонных материалов, согласованных с измеряемыми объектами с точки зрения однородности и состава матрицы, замедлителя и поглотителя нейтронов и количества ядерного материала до такой степени, с которой они будут способны влиять на результаты измерений.

    5.4.2 Измерения контейнеров с меньшими объемами, содержащих остатки/отходы, как правило, более точные, чем измерения больших объектов.

    5.4.3 Рекомендуется, когда это возможно, производить измерения на объектах с однородным содержимым. Неоднородность в распределении ядерного материала, нейтронных замедлителей и поглотителей нейтронов может приводить к систематической погрешности результатов измерений.

    5.5 Скорости счета нейтронных совпадений, измеряемые данным методом, зависят от массы четных изотопов плутония. Если относительное содержание этих изотопов известно неточно, то это может приводить к систематической погрешности в определении общего содержания Pu.

    5.6 Типичные времена счета находятся в диапазоне от 300 до 3600 с.

    5.7 Получение надежных результатов при применении данного метода требует подготовки персонала, который должен упаковывать остатки/отходы перед измерениями, а также персонала, который будет выполнять сами измерения. С рекомендациями по обучению персонала можно ознакомиться в стандарте ANSI 15.20 и Руководствах C 986, C 1009, C 1068 и C 1490.

    1. Область применения

    1.1 Данный метод позволяет проводить неразрушающий анализ остатков/отходов для определения в них содержания плутония, используя для этого метод пассивного счета совпадений тепловых нейтронов. Данный метод обеспечивает оперативное получение результатов и может применяться к широкому кругу различных хорошо отсортированных материалов в контейнерах с объемами вплоть до нескольких тысяч литров. Данный метод испытаний применим к измерениям содержания 238Pu, 240Pu и 242Pu и был использован для анализа объектов (изделий), общий диапазон содержания плутония в которых составлял от 10 мг до 6 кг (1).2

    1.2 Данный метод для определения общей массы Pu требует знания относительного содержания изотопов плутония (см. Метод испытаний C 1030).

    1.3 Данный метод испытаний не применим к анализу остатков/отходов, содержащих другие спонтанно делящиеся нуклиды.

    1.3.1 Данный метод может обладать систематической погрешностью при измерениях объектов в контейнерах, содержащих большой объем водородсодержащих материалов.

    1.3.2 Методы, описанные в данном методе испытаний, применялись и к другим материалам, кроме остатков/отходов (2, 3).

    1.4 Данный метод предполагает использование методики, основанной на применении для счета совпадений сдвигового регистра (4).

    1.5 Существует несколько альтернативных методов, которые часто используют в связи с пассивным счетом нейтронных совпадений. К ним относятся метод счета многократных совпадений нейтронов (5, 6) (см. Метод испытаний С 1500), дополнительный анализ источника для коррекции матрицы (7), использование датчиков потока излучения (также для коррекции матрицы и ослабления действия космических лучей (8)) с целью повышения точности измерений вплоть до предела обнаружения, а также использование альтернативной электроники для сбора данных, например, систем сбора данных, работающих в режиме списков. Пассивный счет нейтронных совпадений также может объединяться с некоторыми активными схемами опроса (см. Методы испытаний C 1316 и C 1493). Рассмотрение всех этих уже общепризнанных методов выходит за рамки данного метода.

    1.6 Данный стандарт не претендует на полноту описания всех мер безопасности, если таковые имеются, связанных с его использованием. Вся ответственность за установление соответствующих правил техники безопасности и мер по охране здоровья, а также определение пределов применимости регламентов до начала использования данного стандарта, лежит на пользователе стандарта.

    2. Ссылочные документы

    C1009 Guide for Establishing and Maintaining a Quality Assurance Program for Analytical Laboratories Within the Nuclear Industry

    C1030 Test Method for Determination of Plutonium Isotopic Composition by Gamma-Ray Spectrometry

    C1068 Guide for Qualification of Measurement Methods by a Laboratory Within the Nuclear Industry

    C1128 Guide for Preparation of Working Reference Materials for Use in Analysis of Nuclear Fuel Cycle Materials

    C1133/C1133M Test Method for Nondestructive Assay of Special Nuclear Material in Low-Density Scrap and Waste by Segmented Passive Gamma-Ray Scanning

    C1210 Guide for Establishing a Measurement System Quality Control Program for Analytical Chemistry Laboratories Within the Nuclear Industry

    C1316 Test Method for Nondestructive Assay of Nuclear Material in Scrap and Waste by Passive-Active Neutron Counting Using252Cf Shuffler

    C1458 Test Method for Nondestructive Assay of Plutonium, Tritium and241Am by Calorimetric Assay

    C1490 Guide for the Selection, Training and Qualification of Nondestructive Assay (NDA) Personnel

    C1493 Test Method for Non-Destructive Assay of Nuclear Material in Waste by Passive and Active Neutron Counting Using a Differential Die-Away System

    C1500 Test Method for Nondestructive Assay of Plutonium by Passive Neutron Multiplicity Counting

    C1592/C1592M Guide for Making Quality Nondestructive Assay Measurements

    C1673 Terminology of C26.10 Nondestructive Assay Methods

    C986 Guide for Developing Training Programs in the Nuclear Fuel Cycle