高浓铀年龄的 γ 能谱法非破坏性分析

描述了一种采用HPGe探测器γ能谱法无损测量核材料铀样品并计算样品的生产(纯化)年龄与同位素丰度的方法.该方法不需要其他任何标准源或参考源,对样品的形态(固体、液体)和形状没有限制,由铀样品自身所含多γ射线核素的γ能峰来刻度相对峰效率曲线,由能峰计数率、相对效率、γ射线发射概率等参数确定铀同位素的比值,由234 U与其衰变子体214 Bi的活度比值计算其生产年龄.对一个铀总量约5 g、235 U浓缩度约90％的24 mL液体铀样品,用两套HPGe探测器分别测量不同能区范围的γ能谱:在平面型探测系统获取的低能区能谱中,用235 U的γ能峰刻度相对峰效率曲线,计算了234U、228 Th(232 U子体)与235 U的相对比值;在同轴型探测系统获取的高能区能谱中,用228 Th及其子体的γ能峰刻度相对峰效率曲线,计算238U、214 Bi与228 Th的相对比值,综合计算得到铀样品生产年龄(～32 a)及铀同位素丰度,并与样品经过放化分离后,质谱法测量得到的结果进行了比较,生产年龄与丰度比偏差均在5％以内符合.