确定放射性同位素的量的方法技术

本发明专利技术涉及一种确定源项中的第一放射性同位素的量的方法，该第一放射性同位素会衰变成第二放射性同位素，上述放射性同位素分别发射会被所述源项屏蔽的第一伽马射线和第二伽马射线，该方法包括以下步骤：a)确定所发射的第一射线和第二射线之间在没有屏蔽的情况下的计数的理论比值；b)测量与第一放射性同位素和第二放射性同位素发射的第一射线和第二射线相关的净计数；c)基于步骤a)中获得的比值和步骤b)中获得的计数，确定所述源项对第一射线和第二射线的屏蔽率；d)根据步骤c)中确定的第一射线或第二射线的屏蔽率确定第一放射性同位素的量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】确定放射性同位素的量的方法
本专利技术涉及一种用于确定源项中所包含的第一放射性同位素的量的方法。特别地，本专利技术实施了伽马能谱测量来确定第一放射性同位素的质量，所述第一放射性同位素是钚241。
技术介绍
放射性废弃物，特别是放射性技术废弃物的包件通常被装放在桶中，以对其进行存储。该技术废弃物得自于运行中的核工业车间和工厂，例如使用核材料(诸如铀和/或钚)来生产核燃料，尤其用于生产“MOX”(“混合氧化物”)燃料的车间。因此，来自这类车间的技术废弃物，例如手套、袖套或任何其他由有机聚合物或更具体地由聚乙烯制成的并且用于手套箱的物体都可能包含少量残留的钚和其他放射性同位素。此外，根据桶中容纳的放射性同位素的质量和性质(放射性水平和周期)，将放射性同位素存储在地面上或地下。在某种程度上，可以将桶区分为“贫含”放射性同位素的桶和“富含”放射性同位素的桶，从而可分别存储于地面上或地下。地下存储的成本大大高于地面存储的成本，于是建议优化桶中装放的废弃物包件，以最大限定地降低其放射性同位素含量，因此首先且最重要的是将“富含”放射性同位素的包件与“贫含”放射性同位素的包件加以区别。中子计数测量则是可被选择用来评估废弃物包件中的放射性同位素(特别是残留的钚)的质量的方法。然而，这种类型的测量并不令人满意。实际上，为了获得可接受的精度，中子测量对于每个包件都需要相对较长的计数时间(至少900秒)。据发现，包件的管理以及将其装放到桶本身便影响循环时间和成本。而且，中子计数测量是昂贵的。因此，本专利技术的目的是提出一种用于评估放射性同位素，特别是容纳在包件中的放射性同位素的质量的方法，该方法适合于优化废弃物桶的设计和管理。本专利技术的另一个目的是提出一种用于评估放射性同位素的质量的方法，该方法的成本低于现有技术中已知的方法的成本。
技术实现思路
本专利技术的目的至少部分地是通过一种用于确定容纳在包件中的源项(sourceterm)的第一放射性同位素的量的方法来实现，所述第一放射性同位素适合于发射第一伽马线，第二伽马线也适合于由源项的第一放射性同位素或第二放射性同位素发射，第一伽马线和第二伽马线适合于因包件的基体和源项本身而分别根据不同的衰减率来衰减，该方法包括以下步骤：a)通过至少一个伽马检测器，并根据相对于包件在径向相对的两个位置来测量与所发射的第一伽马线和第二伽马线相关的净计数的步骤；b)在知晓根据第一伽马线与第二伽马线在没有衰减的情况下的计数比值的情况下，并基于步骤a)的结果，确定包件的基体对第一伽马线和第二伽马线的衰减率的步骤；c)基于在步骤c)中确定的第一伽马线和第二伽马线中的一个或另一个的衰减率来确定源项中所包含的第一放射性同位素的量，有利地质量的步骤。显然，步骤b)中第一伽马线和第二伽马线在没有衰减的情况下的相对计数是理论计数。根据一个实施方式，第二伽马线由第二放射性同位素发射，并且该方法还包括：步骤a1)，确定由第一放射性同位素和第二放射性同位素发射的第一伽马线和第二伽马线之间在没有衰减的情况下的理论计数比值。进行这样的步骤a1)可能需要知晓测量日期时的同位素组成。根据一个实施方式，第一伽马线和第二伽马线的发射率随时间是稳定的。根据一个实施方式，可以从一种且相同的放射性元素获得所讨论的发射线，在这种情况下，在没有屏蔽的情况下的理论计数比值随时间将是恒定的。根据一个实施方式，第二放射性同位素是第一放射性同位素的放射性衰变的结果。根据一个实施方式，第二放射性同位素的半衰期T2基本上小于第一放射性同位素的半衰期T1。根据一个实施方式，源项进一步包括质量数与第一放射性同位素的质量数相同的第三放射性同位素，第一放射性同位素和第二放射性同位素之间的同位素组成是已知的。根据一个实施方式，该方法包括确定同位素组成。根据一个实施方式，该方法进一步包括确定第一放射性同位素和第二放射性同位素中的一个或另一个的转换系数c/s/g的步骤，以对第一伽马线和第二伽马线中的一个或另一个进行计数。根据一个实施方式，转换系数还基于至少一个伽马检测器相对于源项的距离D来确定。根据一个实施方式，第一伽马线和第二伽马线中的一个或另一个的衰减率代表等效屏蔽，所述等效屏蔽包括所述包件的基体中聚乙烯和铀的混合物特性，所述等效屏蔽由厚度和聚乙烯含量来表征，所述厚度被称为屏蔽厚度。根据一个实施方式，步骤a)用两个伽马检测器来进行，从而在步骤c)之后获得对源项的第一放射性同位素的量，有利地质量的两个估算值。根据一个实施方式，一旦两个估计的比值反映了源项相对于伽马检测器的偏移，则通过校正系数来对所述估算值的平均值进行校正。根据一个实施方式，第一放射性同位素包括钚241，第二放射性同位素包括铀237，以及第三放射性同位素包括镅241。本专利技术还涉及一种测量装置，该测量装置适合于进行根据本专利技术的用于确定源项中所包含的第一放射性同位素的量的方法，该装置包括：至少一个伽马检测器；源项的扩展坞，该扩展坞设置有测重计；旨在处理由伽马检测器收集的伽马线计数的计算机，所述计算机还设置有计算机程序，该计算机程序适合于基于伽马射线计数来确定源项中所包含的第一放射性同位素的量。附图说明在以下通过非限制性实施例并参照附图给出的对根据本专利技术的用于确定源项中所包含的第一放射性同位素的量的方法的描述中，将显露出其他特征和优点，在附图中：图1是根据本专利技术的适合用于确定源项的第一放射性同位素的量的测量装置的图示；图2是含有聚乙烯和铀的混合物的衰减率(竖直轴，以cm-1为单位)随着伽马辐射的长度(水平轴，以KeV为单位)变化的图示，特别地，曲线A、B和C分别表示纯铀、50/50铀-聚乙烯混合物和纯聚乙烯的伽马辐射的衰减；图3是以包件中所包含的源项和伽马检测器为例来确定校正系数的示意性图示。具体实施方式本专利技术实施伽马能谱测量，用于估算包件所容纳的源项中的第一放射性同位素的量。“源项”表示放射性产品的性质和量。基于对分别由第一放射性同位素和第二放射性同位素发射的两条伽马线的相对强度的测量来估计第一放射性同位素的量或质量，并通过对由包件形成的基体对所述线的衰减率进行校正。本专利技术特别适合于估算特别是在含有被钚和铀氧化物的混合物污染的聚乙烯物品的废弃物包件中所含的源项中的钚241的质量。在图1中，示出了可适合在本专利技术范围内使用的装置10。测量装置10则包括扩展坞11，扩展坞11可选地设置有旨在测量包件质量的测重计12。测量装置10还包括至少一个伽马检测器(也称为伽马辐射检测器)，例如两个伽马检测器13和14，布置成测量由容纳有源项并位于扩展坞上的包装发射的伽马辐射12。两个伽马检测器13和14例如位于源项的两侧上(换句话说，相对于包件径向相对)。然后，伽马检测器13、14可以包括本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于确定容纳在包件中的源项的第一放射性同位素的量的方法，所述第一放射性同位素适合于发射第一伽马线，第二伽马线也适合于由所述源项的第一放射性同位素或第二放射性同位素发射，所述第一伽马线和所述第二伽马线适合于因所述包件的基体和所述源项本身而分别根据不同的衰减率来衰减，所述方法包括以下步骤：/na)通过至少一个伽马检测器，并根据相对于所述包件在径向相对的两个位置来测量与所发射的所述第一伽马线和所述第二伽马线相关的净计数的步骤；/nb)在知晓根据所述第一伽马线与所述第二伽马线在没有衰减的情况下的计数比值的情况下，并且基于步骤a)的结果，确定所述包件的基体对所述第一伽马线和所述第二伽马线的衰减率的步骤；/nc)基于在步骤c)中确定的所述第一伽马线和所述第二伽马线中的一个或另一个的衰减率来确定所述源项中所包含的所述第一放射性同位素的量，有利地确定所述源项中所包含的所述第一放射性同位素的质量的步骤。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171221 FR 17628781.一种用于确定容纳在包件中的源项的第一放射性同位素的量的方法，所述第一放射性同位素适合于发射第一伽马线，第二伽马线也适合于由所述源项的第一放射性同位素或第二放射性同位素发射，所述第一伽马线和所述第二伽马线适合于因所述包件的基体和所述源项本身而分别根据不同的衰减率来衰减，所述方法包括以下步骤：
a)通过至少一个伽马检测器，并根据相对于所述包件在径向相对的两个位置来测量与所发射的所述第一伽马线和所述第二伽马线相关的净计数的步骤；
b)在知晓根据所述第一伽马线与所述第二伽马线在没有衰减的情况下的计数比值的情况下，并且基于步骤a)的结果，确定所述包件的基体对所述第一伽马线和所述第二伽马线的衰减率的步骤；
c)基于在步骤c)中确定的所述第一伽马线和所述第二伽马线中的一个或另一个的衰减率来确定所述源项中所包含的所述第一放射性同位素的量，有利地确定所述源项中所包含的所述第一放射性同位素的质量的步骤。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第二伽马线由所述第二放射性同位素发射，并且所述方法还包括：步骤a1)，确定由所述第一放射性同位素和所述第二放射性同位素发射的所述第一伽马线和所述第二伽马线之间在没有衰减的情况下的理论计数比值。


3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述第一伽马线和所述第二伽马线的发射率随时间是稳定的。


4.根据权利要求2或3所述的方法，其中，所述第二放射性同位素是所述第一放射性同位素的放射性衰变的结果。


5.根据权利要求2至4中的一项所述的方法，其中，所述第二放射性同位素的半衰期T2基本上小于所述第一放射性同位素的半衰期T1。


6.根据权利要求2至5中的一项所述的方法，其中，所述源项进一步包括质量数与所述第一放射性同位素的质量数相同的第三放射性同位素，所述第一放射性同位素和所述第二放射性同位素之间的同位素组成是已知的。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·热埃纳，
申请(专利权)人：欧安诺循环，
类型：发明
国别省市：法国;FR