под пиком обычно выше вследствие наличия мощного гамма-излучения 241Pu è 237U при больших энергиях.

Таблица 8.5 — Энергии пиков в области 125 кэВ и их интенсивности [9]

8.3.4 Область энергии 148 кэВ

Наиболее важными в области энергии 148 кэВ являются пики 148,57 кэВ от 241Pu è 152,68 êýÂ îò 238Pu. Пик 148,57 кэВ — единственный используемый пик гамма-излучения вне сложной области 100 кэВ, непосредственно происходящий от 241Pu. Пик 152,68 кэВ, хотя и более слабый, часто является единственным используемым от 238Pu в области энергий выше 100 кэВ (для некоторых высоко выгоревших образцов для измерения 238Pu может быть использован пик 766,4 кэВ). При измерении изотопного состава часто используются гамма-линии 239Pu с энергиями 144,21 и 143,35 кэВ; однако в смешанных оксидных образцах с ними может интерферировать линия 143,76 кэВ от 235U. Ïèêè 146,56 è 150,11 êýÂ îò 241Am затрудняют установку окон и определение фона для методик, использующих простое суммирование каналов для определения площади пиков. В системах, которые используют эталонный источник 109Cd, может возникать дополнительная интерференция [11, 12]. Здесь энергия гамма-излучения 88,04 кэВ от 109Cd может складываться с энергией гамма-излучения 59,54 кэВ от 241Am, давая пик наложения с суммарной энергией 147,6 кэВ. Другие суммарные пики могут интерферировать с пиком 152,68 кэВ от 238Pu (94,66 кэВ рентгеновской Kα2-линии урана плюс 59,54 кэВ от 241Am равно 154,2 кэВ).

Слабый пик 153 кэВ от 238Pu обычно расположен на высоком пьедестале фона и дает низкую точность для материала низкого выгорания (0,01 вес. % 238Pu). При типичных измерениях сходимость может быть ниже 10 %. Широко признано, что выход гамма-излучения с энергией 153 кэВ приблизительно на 2,5 % ниже, чем величина, приведенная в табл. 8.6. Отклонения значений выхода обсуждаются в работе [19]. На рис. 8.8 изображены пики в этой области энергии для материалов высокого и низкого выгорания.

Ðèñ. 8.8. Спектр гамма-излучения образцов PuO2 в области энергии 148 кэВ, измеренный с помощью детектора ОЧГ с разрешением 490 эВ при энергии 122 кэВ. Изотопный состав (вес. %): (сплошная линия) — 238Pu — 0,378 %; 239Pu —78,89 %; 240Pu — 15,28 %; 241Pu — 4,42 %; 242Pu — 1,04 %; 241Am — 14 300 мкг/г Pu; (пунктирная линия) — 238Pu - 0,016%; 239Pu — 93,51 %; 240Pu — 6,15 %; 241Pu — 0,28 %; 242Pu —

0,039 %; 241Am — 480 ìêã/ã Pu

Таблица 8.6 — Энергии пиков в области 148 кэВ и их интенсивност и [9]

8.3.5 Область энергии 160 кэВ

Для систем с одним детектором, в которых не используются области энергии 40 или 100 кэВ, для измерения 240Pu может быть использована только область 160 кэВ. В табл. 8.7 приведены энергии и интенсивности основных гамма-квантов в области 160 кэВ. Гамма-линия 240Pu с энергией 160,28 кэВ сильно интерферирует с линиями 159,95 кэВ от 241Pu è 160,19 êýÂ îò 239Pu. Этот комплекс из трех пиков (см. рис. 8.9) только частично разрешается от линии 239Pu с энергией 161,45 кэВ. Для выделения интенсивности 240Pu могут быть использованы методы подгонки пика, вычитания пика или функции соответствия. Содержание 240Pu редко измеряется со статистической точностью лучше, чем ~ 2 %.

Ðèñ. 8.9. Спектр гамма-излучения образцов PuO2 в области энергии 160 кэВ, измеренный с помощью детектора ОЧГ с разрешением 490 эВ при энергии 122 кэВ. Изотопный состав (вес. %): (сплошная линия) — 238Pu — 0,378 %; 239Pu — 78,89 %; 240Pu — 15,28 %; 241Pu — 4,42 %; 242Pu — 1,04 %; 241Am — 14 300 мкг/г Pu; (пунктирная линия) — 238Pu — 0,016 %; 239Pu — 93,51 %; 240Pu — 6,15 %; 241Pu — 0,28 %; 242Pu — 0,039 %; 241Am — 480 ìêã/ã Pu

Интенсивность всего этого комплекса возрастает при увеличении выгорания, но вклад 240Pu уменьшается. В табл. 8.8 показано, как относительный вклад излу- чения 240Pu в комплекс 160 кэВ уменьшается с почти 70 % для материала с 6 % 240Pu до 25 % для материала с 20 % 240Pu. Это снижение происходит из-за того, что с увеличением выгорания доля 241Pu растет быстрее, чем доля 240Pu.

* Интенсивность 237U рассчитана в предположении равновесия 241Pu-237U. Выход для 237U включает вероятность 2,46Ч10-5 альфа-распада 241Pu â 237U.

Поскольку пик 164,58 кэВ принадлежит 237U, дочернему продукту 241Pu, он может быть использован для измерения 241Pu только после установления равновесия. Часто делается поправка на вклад 241Am в пик 164,58 кэВ. Сумма рентгеновского и гамма-излучения из области 100 кэВ с гамма-линией 59,5 кэВ от 241Am может интерферировать с комплексом линий в области энергий 160 кэВ. Этот суммарный пик может быть ослаблен с помощью фильтра для селективного поглощения рентгеновского и гамма-излучения из областей 60 и 100 кэВ перед их взаимодействием с детектором [20]. В образцах смешанных оксидных материалов пик 163,35 кэВ от 235U может интерферировать с пиком 164,58 кэВ, если отношение 235U ê 241Pu больше, чем приблизительно 1,5.

Таблица 8.8 — Компоненты гамма-комплекса в области энергий 1 60 кэВ