Jag accepterar att kakor lagras på min dator

Läs mer

Gammaspektrometrisk analys av plutonium : isotopsammansättning och ålder.

Gammaspektrometrisk analys av plutonium : isotopsammansättning och ålder. Beställ tryckt exemplar Lägg i kundvagnen Ladda ned som PDF
Författare: Henrik Ramebäck, Göran Ågren, Ulrika Nygren, Annika Tovedal, Kenneth Lidström, Gunnar Skarnemark
Ort: Umeå
Sidor: 29
Utgivningsår: 2007
Publiceringsdatum: 2007-06-07
Rapportnummer: (FOI-R--2223--SE)
Nyckelord Plutonium, Pu, isotopsammansättning, ålder, gammaspektrometri
Keywords Plutonium, Pu, isotopic composition, age, gamma spectrometry
Sammanfattning Isotopsammansättning av plutonium kan mätas antingen med masspektrometri eller med gammaspektrometri. Masspektrometri erbjuder flera storleksordningar högre känslighet än vad gammaspektrometri gör, men kan vara problematisk att utnyttja i fält. Masspektrometri förutsätter också, till viss del, kemisk separation. Med gammaspektrometri kan däremot mätningar göras på plats. Den stora begränsningen med gammaspektrometri är dock känsligheten p.g.a. låga fotonutbyten för alla plutoniumisotoper. Denna rapport beskriver en metodik för att bestämma isotopsammansättning och ålder på plutonium med gammaspektrometri. Dessa mätningar har jämförts med analyser gjorda med ICP-MS (Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry) och visar på tillfredsställande överensstämmelser, dels mellan metoderna, dels med referensvärden. Metodiken för gammaspektrometrisk analys ger fullt acceptabel noggrannhet och precision för att man skall kunna göra riskbedömningar vid exempelvis beslag av illegalt hanterat material. Med Monte Carlo-teknik har möjligheten att uppskatta mängden plutonium med gammaspektrometri utretts. För en källa bestående av plutoniumdioxid med densitet 11.4 g/cm3 så är det möjligt att se skillnader i effektiviteten för de testade detektorerna upp till ca. 100 g, d.v.s. den största mängd PuO2 som går att massbestämma från effektivitetskurvans form är ca. 100 g. För en plutoniumsfär med densitet 19.8 g/cm3 blir motsvarande massa i storleksordningen 1 g.
Abstract The isotopic composition of plutonium can either be measured using mass- or gamma spectrometry. Mass spectrometry offers many orders of magnitude higher sensitivity as compared to that of gamma spectrometry. However, it can not easily be used in field applications. Chemical separation is also a prerequisite for MS. Gamma spectrometric analysis can be performed on site, but has its limitations when it comes to sensitivity due to low photon yields of all plutonium isotopes. This report describes a method for determination of the isotopic composition and the age of plutonium using gamma spectrometry. Results are compared with ICP-MS (Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry) measurements and good agreement is obtained between the methods and reference values. The gamma spectrometric method offers acceptable accuracy and precision when performing early risk assessments at an incident site. The possibility to estimate the amount of plutonium using gamma spectrometry was investigated by using Monte Carlo simulations. For a source of PuO2 (p=11.4 g/mL) differences in efficiency are possible to observe for masses up to approx. 100 g, i.e. the maximum mass that can be determined with respect to mass is approx. 100 g. For a metallic plutonium sphere (p=19.8 g/mL) this mass will be approx. 1 g.

Kundvagn

Inga rapporter i kundvagnen

FOI, Totalförsvarets forskningsinstitut

FOI
Totalförsvarets forskningsinstitut
164 90 Stockholm

Tel: 08-555 030 00
Fax: 08-555 031 00

Orgnr: 202100-5182