Бушуев Методы измерения ядерных материалов 2007

чем на 10 лет. В результате чего возникла длительная задержка в развитии приборной и нормативной базы для обеспечения НРА.

В 1990-е годы стали предприниматься всесторонние меры по ускоренному внедрению НРА в российскую систему УИК ЯМ, включая оснащение предприятий и организаций современной аппаратурой, разработку и аттестацию ГСО для НРА, создание соответствующих нормативных документов, подготовку кадров с использованием различных форм обучения. Важное значение в проведении указанных мер имело и имеет международное сотрудничество.

14.5. Основные итоги рассмотрения материала четырнадцатой главы

1.Задачи измерений ЯМ в российской СГУК аналогичны тем, что ставятся перед зарубежными системами учета и контроля. Наборы применяемых методов мало отличаются. Однако в России традиционно высок уровень работы аналитических лабораторий, в течение десятков лет выполняющих химические анализы, в то время как оснащенность предприятий современной аппаратурой неразрушающего контроля недостаточна, нормативная документация по неразрушающему контролю запаздывает (по нейтронным методам – отсутствует). По этим причинам в Российской СГУК, в отличие от зарубежных, неразрушающие методы имеют статус «подтверждающих», а для учетных измерений могут быть использованы лишь разрушающие методы (и взвешивание).

2.Физическая инвентаризация – необходимая составляющая системы учета и контроля ЯМ. Частые повторения инвентаризаций, большое количество учетных единиц, подлежащих измерению, обусловливают необходимость применения методик НРА. Описанный процесс инвентаризации на складе диоксида плутония дает представление о применяемых процедурах и аппаратуре, о длительности контрольных измерений и допустимых погрешностях, о мероприятиях по устранению обнаруженных аномалий.

271

14.6. Контрольные вопросы по материалу четырнадцатой главы

1.Почему отличаются требования к точности учетных и подтверждающих измерений ЯМ?

2.Отличаются ли комплексы приборов для неразрушающего контроля образцов урана и плутония?

3.Какие условия надо выполнять при хранении больших образцов плутония?

4.Можно ли хранить в одних контейнерах маловыгоревший и сильновыгоревший плутоний?

5.Будет ли отличаться точность результатов неразрушающего анализа контейнера с ЯМ в производственном помещении и пробы того же материала в аналитической лаборатории, если оба анализа выполнены одним методом на одинаковой аппаратуре?

6.Какие факторы нужно учитывать при задании продолжительности измерения отдельного плутониевого образца во время инспекции?

7.Какие дополнительные проблемы могут осложнить контрольные измерения при длительном хранении плутония?

14.7.Список литературы к материалу четырнадцатой главы

14.1.Рязанов Б.Г., Кречетов С.С. и др. Виды и основные характеристики оборотов и отходов предприятий ядерного топливного цикла: Трехсторонний семинар. Обнинск, Россия, 2002.

14.2.Мельниченко Н.А., Ефименко В.Ф. и др. Деструктивные измерения в системе учета и контроля, применяемые в ГНЦ РФ– ФЭИ: Тр. российской международ. конференции по учету, контролю и физической защите ядерных материалов. Обнинск, 9–14 марта

1997. С. 364.

14.3.Косицын В.Ф., Руденко В.С. и др. Система аналитических измерений ядерных материалов в Минатоме РФ: Тр. российской международ. конференции по учету, контролю и физической защите ядерных материалов. Обнинск, 1997. С. 328.

14.4.Кудрявцев В.Н., Коровин Ю.И., Шорохов Н.А. Массспектрометрический анализ изотопного состава в системе контроля

272

ЯМ// Измерения, проверка и оценка баланса ЯМ: Тр. трехстороннего семинара. Обнинск, 2000. С. 169.

14.5.Кузьминых А.М., Трошкин А.В. Выполнение физических инвентаризаций и проверок наличных количеств ядерных материалов// Измерения, проверка и оценка баланса ЯМ: Тр. трехстороннего семинара. Обнинск, 2000. С. 113.

14.6.Кузин В.В. О состоянии регулирования учета и контроля ядерных материалов при их передачах: Трехсторонний семинар по процедурам учета и контроля при передачах ядерных материалов. Обнинск, Россия, 9-13 октября 2006 г. С. 5–15.

273

КРАТКОЕ ЗАКЛЮЧЕНИЕ: ПЕРСПЕКТИВЫ И ТЕНДЕНЦИИ

Некоторые важные особенности современной ситуации в атомной промышленности и энергетике:

•планируемый рост масштаба российской (и мировой) атомной энергетики и соответствующее увеличение количества вовлеченных ЯМ и отработавших ТВС;

•стремление к увеличению глубины выгорания ядерного топлива;

•стремление замкнуть топливный цикл и повторно (многократно) использовать ЯМ;

•необходимость осуществить конверсию накопленных оружейных ЯМ;

•в будущем – осуществление трансмутации малых актиноидов. Перечисленные причины потребуют решения ряда новых задач

всвязи с изменениями нуклидного состава свежего и облученного топлива, появлением новых нуклидов, подлежащих измерению и контролю, изменением требований к точности многих анализов, изменению условий измерений.

Так, при увеличении выгорания топлива ВВЭР в 1,5 раза его

нейтронная активность возрастет приблизительно в 5 раз. Усилятся требования к точности определения содержания 236U и 242Рu, не

поддающихся неразрушающим анализам. Потребуется контроль за содержанием 232U и 236Рu. Потребуется разработка неразрушающих методов анализа содержания нептуния и америция.

Актуальную задачу представляет разработка метода неразрушающего определения содержания 236U в урановых образцах. Это представляло бы особый практический интерес для российских предприятий, где все шире для производства реакторного топлива используется регенерат.

Для контроля за процессом фабрикации МОХ-топлива нужны измерительные комплексы, пригодные для многолетней работы в сильных радиационных полях без обслуживания. Подобная аппаратура потребуется при изготовлении твэлов, содержащих минорные актиноиды. Для этой цели, например, необходима разработка и производство специальных электрохолодильников, которые обеспечат работу германиевых детекторов.

274

Важная задача – создание миниатюрных высокоэффективных детекторов из полупроводниковых материалов с высокими массовыми числами.

Созданы миниатюрные детекторы из телурида кадмия (CdZnTe), способные работать при комнатной температуре. Они могут быть использованы для контроля за отработавшими ТВС в бассейнах выдержки и в сухих хранилищах, а также для измерений урановых образцов. Необходимо усовершенствование и практическое освоение этих детекторов, разработка соответствующего программного обеспечения для математической обработки спектров. Целесообразно разработать конструкцию электроохлаждаемых детекторов из телурида кадмия для проведения анализов, требующих повышенного разрешения.

Серьезная проблема – неразрушающий контроль больших (килограммовых) плутониевых образцов. Контейнеры с плутонием (многие тонны плутония) выделенным из отработавшего топлива, накапливаются в хранилищах. При анализе таких образцов интерпретация результатов измерений нейтронных совпадений затруднена сильным размножением нейтронов, измерения гамма-излуче- ния – сильным самопоглощением внутри образца и быстрым выходом из строя детектора под действием нейтронного излучения. Существует потребность в новом методе неразрушающего анализа, пригодном для указанной цели.

Еще одна проблема связана с разработкой быстрого метода контроля на транспортных узлах малых (граммовых) образцов ЯМ, перевозимых в багаже.

Из приведенных примеров ясно, что решены далеко не все задачи измерений ЯМ. Рост масштаба обращения ЯМ потребует соответствующего развития и усовершенствования систем их учета и контроля. Нужны методы контроля ЯМ в объектах окружающей среды при предельно малом (десятки пикограмм) их содержании в образце.

В последние годы российская система учета и контроля ЯМ проходит этап своего быстрого развития: внедряется новое оборудование, методики, создаются ГСО, приняты новые нормативные документы. Однако остаются нерешенными важные задачи: в России не производится ряд необходимых приборов (счетчики нейтронных совпадений, современные калоритметры, детекторы из

275

особо чистого германия и теллурида кадмия, для спектрометрии гамма-излучения), изготовлено недостаточно стандартных образцов для системы измерений СГУК (особенно для неразрушающих анализов), не создана достаточная нормативная база (для нейтронных измерений ЯМ полностью отсутствует).

Есть все основания считать, что подготовленные в МИФИ специалисты в области учета и контроля ЯМ примут активное участие в решении вышеобозначенных проблем атомной промышленности и науки.

276