Справочник по методам измерений ядерных материалов, Роджерс Д., 2009

Справочник по методам измерений ядерных материалов,  Роджерс Д., 2009.
  Книга является справочным пособием по применению методов разрушающего и неразрушающего анализа ядерных материалов, включая методы измерения массы и объема материалов в балк-форме. Оригинальное издание книги является частью четырехтомника по измерениям параметров и контролю ядерных материалов, подготовленного по заказу Комиссии по ядерному регулированию США и известного как «черная серия». Перевод книги на русский язык предназначен для работников атомной промышленности, а также студентов и аспирантов инженерно-физических специальностей высших учебных заведений.

Измерения и гарантии нераспространения ядерных материалов.
Предприятия, имеющие в обращении и осуществляющие переработку специальных ядерных материалов (ЯМ: уран-235, уран-233, плутоний), несут за них юридическую и моральную ответственность и должны предотвращать и/или обнаруживать переключение этих ядерных материалов с целью их нелегального использования. В систему гарантий нераспространения ядерных материалов входят как системы физической защиты, так и системы учета и контроля ядерных материалов.
Системы физической защиты предназначены для предотвращения и/или обнаружения незаконного перемещения или изъятия ЯМ с территории предприятия или с контролируемых зон на предприятии. Меры физической защиты включают в себя качественные измерения с целью обнаружения, физические барьеры, наблюдение и строгие рабочие правила и процедуры.
Системы учета и контроля ядерных материалов (УиК ЯМ) предназначены для обнаружения потерь ЯМ в ходе технологического процесса и основаны на количественных измерениях, которые используются для формирования баланса материалов в технологическом процессе. Таким образом, возможность обнаруживать значительные потери ЯМ в технологическом процессе с использованием баланса материалов, полученного с помощью измерений, в большой степени зависит от погрешности измерения. Выбор и правильное применение адекватных методов измерений для каждой формы материала в ядерном топливном цикле являются важнейшими условиями для соблюдения предприятиями порога обнаружения потерь, установленного федеральным законодательством.
Содержание
Предисловие
Список сокращений и обозначений
Глава 1. Введение
1.1 Измерения и гарантии нераспространения ядерных материалов
1.2 Назначение и область применения справочника
1.3 Структура и использование справочника
Глава 2. Краткий обзор методов измерений и их характеристик погрешности
2.1 Введение
2.1.1 Обзор методов
2.1.2 Источники информации
2.1.3 Форма таблиц
2.1.4 Определения терминов характеристик погрешности
2.1.4.1 Случайная погрешность
2.1.4.2 Систематическая погрешность
2.1.4.3 Смещение
2.1.4.4 Точность
2.2 Краткое изложение методов балк-измерений
2.2.1 Взвешивание материалов, содержащих уран и плутоний
2.2.2 Измерение объемов урановых и плутониевых растворов
2.2.3 Измерение расхода технологических потоков
2.3 Краткое изложение методов измерений урана
2.3.1 Неоднородность урансодержащих материалов
2.3.2 Анализ урана в материалах готовых продуктов и сырья
2.3.3 Анализ урана в твердых отходах и скрапе
2.3.4 Анализ урана в растворах отходов
2.3.5 Измерение отложений урана в технологическом оборудовании
2.3.6 Изотопный анализ урана
2.4 Краткое изложение методов измерения плутония
2.4.1 Неоднородность плутонийсодержащих материалов
2.4.2 Анализ плутония в материалах готовых продуктов и сырья
2.4.3 Анализ плутония в твердых отходах и скрапе
2.4.4 Измерение отложений плутония в технологическом оборудовании
2.4.5 Изотопный анализ плутония
Глава 3. Методы измерений материалов в балк-форме
3.1 Введение
3.2 Измерение веса и массы
3.2.1 Введение
3.2.2 Измерение массы на механических весах
3.2.3 Измерения массы на электронных весах
3.3 Измерения объема
3.3.1 Методы измерения уровня жидкости
3.3.1.1 Градуировка технологических резервуаров
3.3.1.2 Визуальные уровнемеры
3.3.1.3 Метод дифференциального давления
3.3.1.4 Измерение времени отражения сигнала
3.3.1.5 Прочие методики измерения уровня жидкости
3.3.2 Методы химического и изотопного разбавления
3.4 Измерение потоков
Литература
Глава 4. Методы химического анализа
4.1 Введение
4.2 Общие проблемы
4.2.1 Нагрев
4.2.2 Радиация
4.2.3 Полимеризация
4.2.4 Радиоактивный распад и изотопный состав
4.3 Неоднородность и пробоотбор
4.3.1 Введение
4.3.2 Перемешивание материалов в случае неоднородности по объему контейнера
4.3.3 Гомогенизация материалов в случае неоднородности между контейнерами или между группами контейнеров
4.3.4 Общие методы случайного пробоотбора
4.3.5 Характеристики методов пробоотбора
4.4 Перевод пробы в раствор
4.4.1 Введение
4.4.2 Урансодержащие материалы
4.4.2.1 Растворение в азотной кислоте
4.4.2.2 Растворение в фосфорной кислоте
4.4.2.3 Растворение в хлорной кислоте
4.4.2.4 Растворение в серной кислоте
4.4.2.5 Растворение урансодержащих материалов
4.4.3 Плутонийсодержащие материалы
4.4.3.1 Растворение в кислотах
4.4.3.2 Сплавление
4.4.3.3 Комбинация методов растворения в кислотах и сплавления
4.4.3.4 Другие замечания
4.4.3.5 Растворение плутонийсодержащих материалов
4.4.4 Материалы смешанного топлива
4.4.4.1 Растворение в кислотах
4.4.4.2 Сплавление
4.5 Методы разделения
4.5.1 Химические методы выделения урана
4.5.1.1 Ионный обмен
4.5.1.2 Экстракция растворителем
4.5.1.3 Осаждение
4.5.2 Химические методы выделения плутония
4.5.2.1 Ионный обмен
4.5.2.2 Экстракция растворителем
4.5.2.3 Осаждение
4.6 Стандартные образцы для химического анализа
4.7 Определение содержания урана
4.7.1 Гравиметрия: метод прокаливания с поправкой на примеси
4.7.2 Окислительно-восстановительная титрометрия: метод Дэвиса-Грея / НБЛ
4.7.3 Альтернативные методы окислительно-восстановительной титрометрии
4.7.4 Комплексонометрические методы
4.7.5 Кулонометрия с контролируемым потенциалом
4.7.6 Сисктрофотометрия
4.7.7 Флюорометрия
4.8 Определение изотопного состава урана
4.8.1 Масс-спектрометрия с поверхностной ионизацией
4.8.2 Масс-спектрометрия с газовой ионизацией
4.9 Определение содержания плутония
4.9.1 Гравиметрия: метод прокаливания с поправкой на примеси
4.9.2 Окислительно-восстановительная тигромегрия
4.9.3 Комплексонометрические методы
4.9.4 Кулонометрия с контролируемым потенциалом
4.9.5 Спектрофотометрия
4.9.6 Регистрация альфа-излучения
4.10 Определение изотопного состава плутония
4.10.1 Масс-спектрометрия с поверхностной ионизацией
4.10.2 Альфа-спектрометрия
4.11 Одновременное определение урана и плутония
4.11.1 Масс-спектрометрия с изотопным разбавлением
4.11.2 Рентгено-флюоресцентный спектрометрический анализ
Литература
Глава 5. Методы пассивного неразрушающего анализа
5.1 Введение
5.1.1 Содержание главы
5.1.2 Применение НРА
5.1.3 Градуировка систем пассивного НРА
5.2 Определение полного содержания ям
5.2.1 Пассивная гамма- и рентгеновская спектрометрия
5.2.1.1 Детектор гамма-излучения и другие измерительные приборы
5.2.1.2 Гамма-анализ с компенсацией эффекта ослабления
5.2.1.3 Анализ с поправкой на пропускание
5.2.1.4 Абсорбциомсетрия гамма-излучения
5.2.1.5 Двухлучевой гамма-абсорциометр DUEGG
5.2.1.6 Плотнометрия по краю поглощения рентгеновского излучения
5.2.1.7 Концентратометр
5.2.1.8 Сопутствующая радиоактивность
5.2.1.9 Пассивный анализ рентгеновского излучения
5.2.1.10 Измерение изотопных корреляций
5.2.2 Пассивные нейтронные методы
5.2.2.1 Детекторы и аппаратура для регистрации медленных нейтронов
5.2.2.2 Анализ полного потока нейтронов
5.2.2.3 Метод медленных совпадений тепловых нейтронов
5.2.3 Методы быстрых совпадений: анализ совпадений быстрых нейтронов и гамма-квантов
5.2.4 Регистрация альфа-излучения: измерения альфа-излучения в технологической линии
5.2.5 Калориметрический анализ
5.3 Определение изотопного состава урана и плутония
5.3.1 Гамма-спектрометрия
5.3.1.1 Измеритель обогащения
5.3.1.2 Отношения интенсивностей гамма-линий
5.3.1.3 Прямые измерения
5.3.2    Пассивные нейтронные измерения обогащения
5.4 Определение отложений
5.4.1 Анализ отложений с помощью пассивных гамма-методов
5.4.2 Анализ отложений с использованием пассивных нейтронных методов
Литература
Глава 6. Методы активного неразрушающего анализа
6.1 Введение
6.1.1 Основные понятия
6.1.2 Градуировка и контроль качества измерений
6.1.3 Источники погрешностей
6.1.4 Оборудование
6.1.5 Предварительный обзор главы
6.2 Методики на основе запаздывающих нейтронов
6.2.1    Генераторы нейтронов с энергией 14 МэВ
6.2.2 Ускоритель Ван-де-Граафа
6.2.3 Циклическое облучение изотопным источником
6.2.4 Ядерный реактор
6.3 Методики с использованием источников подпороговых нейтронов
6.3.1 Метод с использованием изотопных источников фотонейтронов
6.3.2 Методика с использованием возраста по Ферми
6.3 3 Метод с использованием замедленных нейтронов источника 252Cf
6.4 Методики на основе регистрации совпадений
6.4.1 Быстрые системы совпадений
6.4.2 Активный колодезный счетчик совпадений
6.5 Методики на основе запаздывающих гамма-квантов
6.5.1 Сканеры топливных стержней
6.5.2 Системы анализа небольших образцов
6.6 Методики с использованием ускорителя электронов
6.6.1 Методика на основе фотоделения
6.6.2 Методика на основе фотонейтронов (с энергией ниже мегаэлектронвольт)
6.7 Другие методики
6.7.1 Спектрометр со свинцовым замедлителем
6.7.2 Реактивность реактора
6.7.3 Нейтронный резонанс
Литература
Предметный указатель.