Исследование концентрации радионуклидов в топливосодержащих образцах из объекта "Укрытие"
Проведены γ- и α-спектроскопические исследования образцов топливосодержащих материалов, отобранных внутри объекта «Укрытие». Измерены изотопные отношения для цезия, европия, плутония, америция, кюрия и определено выгорание топлива в изучаемых образцах. Обнаружено расхождение теоретических оценок по...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля |
|---|---|
| Дата: | 2014 |
| Автори: | , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Інститут проблем безпеки атомних електростанцій НАН України
2014
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/127693 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Исследование концентрации радионуклидов в топливосодержащих образцах из объекта "Укрытие" / Д.М. Бондарьков, М.В. Желтоножская, А.М. Максименко, Н.И. Панасюк // Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля: наук.-техн. зб. — 2014. — Вип. 23. — С. 102-107. — Бібліогр.: 9 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-127693 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Бондарьков, Д.М. Желтоножская, М.В. Максименко, А.М. Панасюк, Н.И. 2017-12-25T20:09:19Z 2017-12-25T20:09:19Z 2014 Исследование концентрации радионуклидов в топливосодержащих образцах из объекта "Укрытие" / Д.М. Бондарьков, М.В. Желтоножская, А.М. Максименко, Н.И. Панасюк // Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля: наук.-техн. зб. — 2014. — Вип. 23. — С. 102-107. — Бібліогр.: 9 назв. — рос. 1813-3584 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/127693 539.163 Проведены γ- и α-спектроскопические исследования образцов топливосодержащих материалов, отобранных внутри объекта «Укрытие». Измерены изотопные отношения для цезия, европия, плутония, америция, кюрия и определено выгорание топлива в изучаемых образцах. Обнаружено расхождение теоретических оценок по наработке для всех радионуклидов выше ²⁴¹Am. Наблюдается систематическое расхождение значений выгорания, определенного по изотопам цезия по сравнению с другими радионуклидами. Обсуждаются причины таких различий. Проведено γ- та α-спектроскопічні дослідження зразків паливовміcних матеріалів, що були відібрані всередині об’єкта «Укриття». Вимірянo ізотопні співвідношення для ізотопів цезію, європію, плутонію, америцію, кюрію та визначено вигоряння палива в досліджуваних зразках. Виявлено розбіжність теоретичних оцінок з напрацювання для всіх радіонуклідів вище ²⁴¹Am. Спостерігається систематична розбіжність значень вигоряння, визначеного з ізотопів цезію в порівнянні з іншими радіонуклідами. Обговорюються причини таких відмінностей. The γ- and α-spectroscopic studies of fuel-containing materials samples selected within the «Ukryttya» Object. The isotopic relations for cesium, europium, plutonium, americium, curium were measured and the fuel burnout was defined in the studied samples. There is the divergence between the theoretical estimates of the produced time for all radionuclides above ²⁴¹Am. There is a systematic difference of values of a burnout defined in the isotopes Cs in comparison with other radionuclides. The reasons for these differences are discusses. ru Інститут проблем безпеки атомних електростанцій НАН України Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля Проблеми Чорнобиля Исследование концентрации радионуклидов в топливосодержащих образцах из объекта "Укрытие" Research of radionuclide concentrations in the fuel-containing samples from «Ukryttya» object Дослідження концентрації радіонуклідіву паливовміщуючих зразках з об’єкта «Укриття» Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Исследование концентрации радионуклидов в топливосодержащих образцах из объекта "Укрытие" |
| spellingShingle |
Исследование концентрации радионуклидов в топливосодержащих образцах из объекта "Укрытие" Бондарьков, Д.М. Желтоножская, М.В. Максименко, А.М. Панасюк, Н.И. Проблеми Чорнобиля |
| title_short |
Исследование концентрации радионуклидов в топливосодержащих образцах из объекта "Укрытие" |
| title_full |
Исследование концентрации радионуклидов в топливосодержащих образцах из объекта "Укрытие" |
| title_fullStr |
Исследование концентрации радионуклидов в топливосодержащих образцах из объекта "Укрытие" |
| title_full_unstemmed |
Исследование концентрации радионуклидов в топливосодержащих образцах из объекта "Укрытие" |
| title_sort |
исследование концентрации радионуклидов в топливосодержащих образцах из объекта "укрытие" |
| author |
Бондарьков, Д.М. Желтоножская, М.В. Максименко, А.М. Панасюк, Н.И. |
| author_facet |
Бондарьков, Д.М. Желтоножская, М.В. Максименко, А.М. Панасюк, Н.И. |
| topic |
Проблеми Чорнобиля |
| topic_facet |
Проблеми Чорнобиля |
| publishDate |
2014 |
| language |
Russian |
| container_title |
Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля |
| publisher |
Інститут проблем безпеки атомних електростанцій НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Research of radionuclide concentrations in the fuel-containing samples from «Ukryttya» object Дослідження концентрації радіонуклідіву паливовміщуючих зразках з об’єкта «Укриття» |
| description |
Проведены γ- и α-спектроскопические исследования образцов топливосодержащих материалов, отобранных внутри объекта «Укрытие». Измерены изотопные отношения для цезия, европия, плутония, америция, кюрия и определено выгорание топлива в изучаемых образцах. Обнаружено расхождение теоретических оценок по наработке для всех радионуклидов выше ²⁴¹Am. Наблюдается систематическое расхождение значений выгорания, определенного по изотопам цезия по сравнению с другими радионуклидами. Обсуждаются причины таких различий.
Проведено γ- та α-спектроскопічні дослідження зразків паливовміcних матеріалів, що були відібрані всередині об’єкта «Укриття». Вимірянo ізотопні співвідношення для ізотопів цезію, європію, плутонію, америцію, кюрію та визначено вигоряння палива в досліджуваних зразках. Виявлено розбіжність теоретичних оцінок з напрацювання для всіх радіонуклідів вище ²⁴¹Am. Спостерігається систематична розбіжність значень вигоряння, визначеного з ізотопів цезію в порівнянні з іншими радіонуклідами. Обговорюються причини таких відмінностей.
The γ- and α-spectroscopic studies of fuel-containing materials samples selected within the «Ukryttya» Object. The isotopic relations for cesium, europium, plutonium, americium, curium were measured and the fuel burnout was defined in the studied samples. There is the divergence between the theoretical estimates of the produced time for all radionuclides above ²⁴¹Am. There is a systematic difference of values of a burnout defined in the isotopes Cs in comparison with other radionuclides. The reasons for these differences are discusses.
|
| issn |
1813-3584 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/127693 |
| citation_txt |
Исследование концентрации радионуклидов в топливосодержащих образцах из объекта "Укрытие" / Д.М. Бондарьков, М.В. Желтоножская, А.М. Максименко, Н.И. Панасюк // Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля: наук.-техн. зб. — 2014. — Вип. 23. — С. 102-107. — Бібліогр.: 9 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT bondarʹkovdm issledovaniekoncentraciiradionuklidovvtoplivosoderžaŝihobrazcahizobʺektaukrytie AT želtonožskaâmv issledovaniekoncentraciiradionuklidovvtoplivosoderžaŝihobrazcahizobʺektaukrytie AT maksimenkoam issledovaniekoncentraciiradionuklidovvtoplivosoderžaŝihobrazcahizobʺektaukrytie AT panasûkni issledovaniekoncentraciiradionuklidovvtoplivosoderžaŝihobrazcahizobʺektaukrytie AT bondarʹkovdm researchofradionuclideconcentrationsinthefuelcontainingsamplesfromukryttyaobject AT želtonožskaâmv researchofradionuclideconcentrationsinthefuelcontainingsamplesfromukryttyaobject AT maksimenkoam researchofradionuclideconcentrationsinthefuelcontainingsamplesfromukryttyaobject AT panasûkni researchofradionuclideconcentrationsinthefuelcontainingsamplesfromukryttyaobject AT bondarʹkovdm doslídžennâkoncentracííradíonuklídívupalivovmíŝuûčihzrazkahzobêktaukrittâ AT želtonožskaâmv doslídžennâkoncentracííradíonuklídívupalivovmíŝuûčihzrazkahzobêktaukrittâ AT maksimenkoam doslídžennâkoncentracííradíonuklídívupalivovmíŝuûčihzrazkahzobêktaukrittâ AT panasûkni doslídžennâkoncentracííradíonuklídívupalivovmíŝuûčihzrazkahzobêktaukrittâ |
| first_indexed |
2025-11-27T03:10:59Z |
| last_indexed |
2025-11-27T03:10:59Z |
| _version_ |
1850796314400391168 |
| fulltext |
102 ISSN 1813-3584 ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ 2014 ВИП. 23
УДК 539.163
Д. М. Бондарьков1, М. В. Желтоножская2, А. М. Максименко1, Н. И. Панасюк3
1
Международная радиоэкологическая лаборатория,
ул. 77-й Гвардейской Дивизии, 11, Славутич, 07100, Украина
2
Институт ядерных исследований НАН Украины, просп. науки 47, Киев, 03680,Украина
3
Институт проблем безопасности АЭС НАН Украины, ул. Лысогорская,12, корп. 106, Киев, 03028, Украина
ИССЛЕДОВАНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ РАДИОНУКЛИДОВ В ТОПЛИВОСОДЕРЖАЩИХ
ОБРАЗЦАХ ИЗ ОБЪЕКТА «УКРЫТИЕ»
Проведены γ- и α-спектроскопические исследования образцов топливосодержащих материалов, ото-
бранных внутри объекта «Укрытие». Измерены изотопные отношения для цезия, европия, плутония, америция,
кюрия и определено выгорание топлива в изучаемых образцах. Обнаружено расхождение теоретических оценок
по наработке для всех радионуклидов выше 241Am. Наблюдается систематическое расхождение значений выго-
рания, определенного по изотопам цезия по сравнению с другими радионуклидами. Обсуждаются причины та-
ких различий.
Ключевые слова: спектрометрия, топливосодержащие материалы, цезий, европий, плутоний, америций,
кюрий.
Введение
В результате аварии на 4-м энергоблоке ЧАЭС произошло попадание большого количества
топливных фрагментов с различным выгоранием в окружающую среду, что привело к появлению в
одних и тех же слоях почвы частиц с разным выгоранием топлива. Разрушение таких топливных
фрагментов может происходить с разной скоростью из-за того, что различное выгорание приводит к
разному тепловыделению, а это, в свою очередь, – к образованию топливосодержащих материалов
(ТСМ) разных модификаций. Для изучения этих процессов нами предлагается исследовать соотно-
шение активностей изотопов. Если возможно существование различных форм в одном и том же об-
разце, то тогда скорость деструкции частиц, а значит, и скорость миграции радионуклидов будут из-
меняться в зависимости от преобладания в почве той или иной модификации ТСМ, что может прояв-
ляться в изотопных отношениях.
Изучение соотношения активностей изотопов цезия, европия и плутония позволяет оценить
выгорание топлива в топливных фрагментах, что также является актуальной задачей, так как во вре-
мя аварии происходило смешивание конструкционных материалов и твэлов с различной степенью
выгорания. Необходимо отметить, что в абсолютном большинстве случаев выгорание рассчитыва-
лось по соотношению активностей 134,137Cs [1]. Однако наличие ксенона в цепочке, по которой нара-
батываются эти изотопы, может привести к значительной погрешности. В настоящий момент доступ-
ны для изучения выгорания активности 134,137Cs, 154,155Eu, изотопы плутония и америция, что может
помочь сделать более достоверные оценки выгорания топлива.
Кроме того, в результате процессов радиационного воздействия в местах протекания лавооб-
разных ТСМ (ЛТСМ) в настоящее время идут интенсивные процессы деструкции на их поверхности.
Из-за этого образуются десятки килограммов высокодисперсных аэрозолей с частицами размерами
0,06–0,3 мкм, которые содержат радионуклиды, характерные для облученного ядерного топлива. Эти
аэрозоли могут являться дополнительным фактором загрязнения окружающей ЧАЭС территории в
связи с большими отверстиями на крыше объекта «Укрытие».
Отметим также, что на основе знаний об отношении активностей нуклидов, таких как 241Am,
243,244Сm, по сравнению с активностью изотопов плутония можно сделать более точные оценки нара-
ботки трансурановых нуклидов, так как погрешность в расчетах трансурановых нуклидов с атомным
числом больше 241 по современным прогнозам достигает 40 - 50 %.
Методы экспериментов и результаты
Для исследований были отобраны топливные фрагменты из объекта «Укрытие», частицы от-
бирались в местах, где протекали основные потоки лавы. Топливные фрагменты имели активность по
137Cs от 104 до 107 Бк/г. Масса частиц была 50 - 200 мкг. Для сравнительного анализа были также изу-
чены γ- и α-спектры для образца, полученного из неповрежденного твэла.
© Д. М. Бондарьков, М. В. Желтоножская, А. М. Максименко, Н. И. Панасюк, 2014
ИССЛЕДОВАНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ РАДИОНУКЛИДОВ
________________________________________________________________________________________________________________________
ISSN 1813-3584 ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ 2014 ВИП. 23 103
Большая часть γ-спектров изучалась с использованием антикомптоновского спектрометра с
Ge-детектором, имеющим входное бериллиевое окно и энергетическое разрешение 1,9 кэВ на γ-
линиях 60Со и 350 эВ на γ-линии 59 кэВ 241Am. Эффективность этого спектрометра составляет 30 %
по сравнению с NaI(Tl)-детектором размерами 3΄΄ × 3΄. Подавление комптоновского фона в низко-
энергетической области было не меньше, чем в восемь раз. Это позволило нам надежно идентифици-
ровать активность 243Am.
На рис. 1 приведен фрагмент одного из измеренных γ-спектров в низкой энергетической об-
ласти для топливного фрагмента. Требование высокой точности определения соотношения 134,137Сs и
154,155Eu обусловило необходимость обработки γ-спектров с использованием специализированного
программного обеспечения. Для этого была адаптирована программа для обработки сложных муль-
типлетных спектров [2]. Программа предусматривает использование одной из одиночных γ-линий в
качестве «табличной». Эта «табличная» γ-линия вписывалась в изучаемый фрагмент спектра. Таким
образом, учитывалось влияние таких факторов, как искажение формы спектров при различных изме-
рениях. Так как искажение формы γ-линии присутствует как в «табличной» линии, так и в изучаемых
линиях, то автоматически влияние формы γ-линии исключается.
Рис. 1. Фрагменты γ-спектра, измеренного на антикомптоновском спектрометре.
Из полученных спектров видно, что в образцах ЛТСМ, отобранных из объекта «Укрытие»
ЧАЭС, в настоящее время наблюдается активность 241, 243Am (см. рис. 1). Как видно, в области 70 –
80 кэВ присутствует мультиплет γ-линий с энергиями 73,4, 74,4, 76,6 и 77,1 кэВ. Эти γ-линии были
нами идентифицированы как пики суммирования Lx-излучения нептуния с γ-линией 59 кэВ: γ-линия
59 + Lα, γ-линия 59 кэВ + Lβ, γ-линия 74,67 кэВ 243Am и пик вылета γ-линия 86 кэВ – KαGe.
При измерении γ-спектров на обычном спектрометре со свинцовой защитой всегда в γ-
спектре присутствует Kx-излучение свинца. Энергии Kα-группы равны 72,8 и 75,0 кэВ, т. е. Kα1 в пре-
делах энергетического разрешения спектрометров в этой области не разделяется от γ74,7 кэВ 243Am и
это является в первую очередь причиной отсутствия достоверных данных о 243Am из измерений на
обычном спектрометре.
В нашей установке с антикомптоновским спектрометром используется комбинированная за-
щита, обеспечивающая практически полное отсутствие KxPb.
Кроме этого, нами были проведены и радиохимические исследования. Для этого производили
перевод радионуклидов в раствор путем кислотного вскрытия топливных фрагментов с применением
концентрированных HF, HNO3 и HCl в тефлоновом стакане. После полного растворения фрагментов
ЛТСМ, полученный раствор упаривался до влажных солей. С помощью метода непосредственной α-
спектрометрии [3] был измерен изотопный состав α-излучателей. Для этого производилось электро-
Д. М. БОНДАРЬКОВ, М. В. ЖЕЛТОНОЖСКАЯ, А. М. МАКСИМЕНКО, Н. И. ПАНАСЮК
ISSN 1813-3584 ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ 2014 ВИП. 23 104
литическое осаждение радионуклидов на диске из нержавеющей стали. Измерения проводили на α-
спектрометрах Alpha Analist. На рис. 2 и 3 показаны полученные спектры для фрагмента ТСМ из 4-го
энергоблока ЧАЭС. Использование этого метода дало возможность оценить изотопный состав α-
излучателей в топливных фрагментах.
500 600 700 800 900 1000
0
5000
1000
1500
2000
2500
3000
3500
243,244
Cm
239,240
Pu
239,240
Pu
238
Pu+
241
Am
Отсчеты
Каналы
Рис. 2 Суммарный α-спектр.
500 550 600 650 700 750
0
10
20
30
40
50
242 Pu
238 U 235 U
234 U
Отсчеты
Каналы
Рис. 3. Фрагмент суммарного α-спектра,
область урана и 242Pu.
Рис. 4. Фрагмент суммарного α-спектра,
область 243, 244Cm.
Полученные данные приведены в сводной таблице. Как видно, в пробе присутствуют
234,235,236,238U, 238-242Pu, 241-243Am, 242-244Cm.
Относительные активности радионуклидов в фрагменте ТСМ
и в неповрежденном твэле (на 2012 г.)
Изотоп Фрагмент твэла Фрагмент ТСМ
134Cs 0,12 0,11
137Cs 1000 1000
154Eu 4,57 15
155Eu 1,09 3,2
ИССЛЕДОВАНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ РАДИОНУКЛИДОВ
________________________________________________________________________________________________________________________
ISSN 1813-3584 ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ 2014 ВИП. 23 105
Изотоп Фрагмент твэла Фрагмент ТСМ
90Sr 949 3292
234U 0,05 0,13
235U 0,001 0,004
236U 0,01 0,02
238U 0,02 0,05
242Pu 0,03 0,10
239,240Pu 14,7 48
238Pu 7,19 29
241Pu* 163 820
243Am 0,05 0,14
241Am 27,8 83
243,244Cm 0,64 1,79
242Am+242Cm 0,03 0,09
243Cm 0,06 0,19
* 241Pu измеряли на спектрометре TRI-CARB2500TR.
Обсуждение результатов
Расчеты выгорания (В) нами определены по формулам [4]:
B(Cs) = 24,2 [A(134Cs)/A(137Cs)] – 1,2 (1)
B(Eu) = 30,1 [A(154Eu)/A(155Eu)] – 11,1 (2)
B(Pu) = – 4,12 [A(238Pu)/A(239,240Pu)]2 + 18,22[A(238Pu)/A(239,240Pu)] + 4,99, (3)
где А - активность соответствующего нуклида на 26 апреля 1986 г. Например, выгорание для фраг-
мента неразрушенного твэла, полученное из соотношения изотопов 134,137Cs, 154,155Eu и изотопов плу-
тония оказалось равным 11,0, 13,0 и 12,8 соответственно. Для фрагмента ЛТСМ из 4-го энергоблока
ЧАЭС были получены соотношения 10,0, 14,2 и 14,4 соответственно. Как и в [7], видно, что наблюда-
ется систематическое занижение величины выгорания, определенной по изотопным отношениям
134,137Cs, на 2-3 МВт⋅сут/кг урана, по сравнению с расчетами по европию и плутонию. Это же наблю-
дается и в пробах почвы, отобранных вблизи объекта «Укрытие» [8]. Можно предположить, что ко-
эффициенты для расчета выгорания по цезию занижены.
Одной из причин такого расхождения может быть выбор периодов полураспада. В различных
таблицах приводятся разные значения, отличающиеся друг от друга на 3-4 %[5, 6]. С учетом того, что
с момента аварии прошло 26,6 года, эта ошибка может привести к значительным систематическим
погрешностям.
Анализ данных об α-излучателях других нуклидов показывает значительные расхождения в
оценках их наработки с теоретическими расчетами. Например, теоретическое значение для изотопно-
го отношения 243Am/241Am составляет величину 2,2⋅10–3, т.е. завышено примерно на 30 % по сравне-
нию с экспериментальными данными. В то же время сравнение активности 243Am с суммарной актив-
ностью 239,240Pu показывает, что в пределах точности измерений их соотношение совпадает с расчет-
ными значениями [9].
Для данных образцов теоретические расчеты для более тяжелых трансуранов оказались за-
вышенными по сравнению с экспериментальными данными в два-три раза в зависимости от выгора-
ния.
В α-спектре наблюдался α-пик, принадлежащий распаду 242Cm. Учитывая, что Т1/2
242Cm =
= 162 сут, можно сделать вывод о том, что мы наблюдаем распад 242mАm с Т1/2 = 141 год на основное
состояние 242Аm, который находится в равновесии с 242Cm. Таким образом, мы наблюдаем цепочку
241,242,243Аm, что также может значительно улучшить точность расчетов, так как позволяет получить
отношение активностей изотопов 241,242,243Аm. Таким образом, при расчете выходов изотопов одного и
того же элемента можно получить уточненный ряд ядерных параметров, так как убираются неодно-
значности, обусловленные потоком различных нейтронов.
Д. М. БОНДАРЬКОВ, М. В. ЖЕЛТОНОЖСКАЯ, А. М. МАКСИМЕНКО, Н. И. ПАНАСЮК
ISSN 1813-3584 ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ 2014 ВИП. 23 106
Нам бы хотелось также обратить внимание на соотношение 90Sr и 137Cs. Это соотношение зна-
чительно отличается от данных, полученных для фрагмента ТСМ из 4-го энергоблока (см. таблицу).
Как видно, в топливных фрагментах выход 90Sr завышен в три раза по сравнению с 137Cs. Это может
оказаться очень удобным способом оценки роли «свежих» выпадений в почвах прилегающей к объ-
екту «Укрытие» территории. Для этого достаточно измерить соотношение А(90Sr)/А(137Cs) в пробах
почвы на поверхности и на глубине, где обычно соотношение 137Cs /90Sr = 2-3, и сравнить с получен-
ными результатами для топливных фрагментов, отобранных внутри объекта «Укрытие».
Измерение выгорания топлива нами предлагается выполнять по изотопным отношениям
134,137Сs из-за простоты измерения этих активностей несмотря на то, что в настоящее время вклад
134Сs не превышает десятые доли процента по сравнению с 137Сs (см. таблицу). Однако эта трудность
легко преодолевается с использованием простой установки γ-γ-совпадений на базе NaI (Tl)-детектора
большого размера и германиевого детектора. Распад 134Сs идет в основном каскадом двух γ-
переходов с энергиями 604 и 796 кэВ, поэтому в такой установке в интегральных совпадениях интен-
сивность γ-линии 661 кэВ будет подавлена в сотни раз, а интенсивность γ-линии 604 кэВ не более
чем в два-три раза в зависимости от размеров NaI (Tl)-детектора.
Выводы
Проведены исследования концентрации радионуклидов в образцах топлива и ЛТСМ, ото-
бранных внутри объекта «Укрытие» в 2011 - 2012 гг. В γ-спектрах, кроме основных радионуклидов
наблюдались γ-переходы 243Am и 243Cm. В α-спектрах кроме основных радионуклидов выделены пе-
реходы изотопов урана, 242Pu, 243Am. Из полученных данных рассчитано выгорание по соотношению
изотопов для различных элементов.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Пазухин Э. М., Макарова Т. П., Степанов А. В. и др. Относительно выгорания ядерного топлива // Радио-
химия. – 2000. – Т. 42, № 6. – С. 527 – 532.
2. Вишневский И. Н., Желтоножский В. А.,. Зелинский А. М и др. Атомно-ядерные эффекты в процессах
внутренней конверсии γ-лучей // Зб. наук. праць ІЯД НАН України. – 1999. – № 3. – С. 60 – 64.
3. Лашко А. П. Лашко Т. Н., Одинцов А. А. и др. Комплексный анализ изотопного состава плутония в аварий-
ном выбросе 4-го энергоблока ЧАЭС // Атомная энергия. – 2001. – Т. 91, вып.6. – С. 443 – 448.
4. Боровой А. А., Пазухин Э. М. Соотношения изотопов плутония в зависимости от степени выгорания ядер-
ного топлива // Радиохимия. – 2003. – Т. 45, № 2. – С. 191 – 192.
5. Lederer C.M., Shirlev V.S. Table of Isotopes. – New York, 1978.
6. Firestone R.B., Shirlev V.S., Baglin C.M. et al. The 8th edition of the Table of Isotopes // CD-ROM. – 1996. –
Ver. 1.
7. Желтоножская М. В. Исследование изотопных отношений в почвенных разрезах 5-км зоны ЧАЭС //
Ядерна фізика та енергетика. – 2009. – Т. 10, № 4. – С. 409 – 412.
8. Бондарьков М.Д., Гащак С.П., Желтоножская М.В. и др. Вертикальная миграция радионуклидов на терри-
тории чернобыльских полигонов // Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля. – 2006. –
Вип. 6. – С. 155 – 163.
9. Боровой А.А., Довбенко А.А., Меркулов В.М., Строганов А.А. Радионуклидно-физические характеристики
топлива 4-го энергоблока ЧАЭСМ и оценка их погрешности. Справочник КЭ им. Курчатова, инв. № 11.07-
06/172. – Чернобыль, 1989.
Д. М. Бондарков1, М. В. Желтоножська2, А. М. Максименко1, М. І. Панасюк3
1
Міжнародна радіоекологічна лабораторія,
вул. 77-ї Гвардійської Дивізії, 11, Славутич, 07100, Україна
2
Інститут ядерних досліджень НАН України, просп. Науки, 47, Київ, 03680, Україна
3
Інститут проблем безпеки АЕС НАН України, вул. Лисогірська, 12, корп. 106, Київ, 03028, Україна
ДОСЛІДЖЕННЯ КОНЦЕНТРАЦІЇ РАДІОНУКЛІДІВУ ПАЛИВОВМІЩУЮЧИХ ЗРАЗКАХ
З ОБ’ЄКТА «УКРИТТЯ»
Проведено γ- та α-спектроскопічні дослідження зразків паливовміcних матеріалів, що були відібрані
всередині об’єкта «Укриття». Вимірянo ізотопні співвідношення для ізотопів цезію, європію, плутонію, амери-
цію, кюрію та визначено вигоряння палива в досліджуваних зразках. Виявлено розбіжність теоретичних оцінок
з напрацювання для всіх радіонуклідів вище 241Am. Спостерігається систематична розбіжність значень виго-
ИССЛЕДОВАНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ РАДИОНУКЛИДОВ
________________________________________________________________________________________________________________________
ISSN 1813-3584 ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ 2014 ВИП. 23 107
ряння, визначеного з ізотопів цезію в порівнянні з іншими радіонуклідами. Обговорюються причини таких від-
мінностей.
Ключові слова: спектроскопія, паливовмісні матеріали, цезій, європій, плутоній, америцій, кюрій.
D. M. Bondarkov1, M. V. Zheltonozhska2, А. M. Maksimenko1, M. I. Panasyuk3
1 International Radioecology Laboratory, 77th Guards Division Str., 11, Slavutich, 07100, Ukraine
2 Institute for Nuclear Research National Academy of Sciences of Ukraine,
Prospekt Nauky, 47, Kyiv, 03680, Ukraine
3 Institute for Safety Problems of Nuclear Power Plants NAS of Ukraine, Lysogirska Str., 12, building 106,
Kyiv, 03028, Ukraine
RESEARCH OF RADIONUCLIDE CONCENTRATIONS IN THE FUEL-CONTAINING SAMPLES
FROM «UKRYTTYA» OBJECT
The γ- and α-spectroscopic studies of fuel-containing materials samples selected within the «Ukryttya» Object.
The isotopic relations for cesium, europium, plutonium, americium, curium were measured and the fuel burnout was
defined in the studied samples. There is the divergence between the theoretical estimates of the produced time for all
radionuclides above 241Am. There is a systematic difference of values of a burnout defined in the isotopes Cs in compar-
ison with other radionuclides. The reasons for these differences are discusses.
Keywords: spectroscopy, fuel containing materials, cesium, europium, plutonium, americium, curium.
REFERENCES
1. Pazukhin E. M., Makarov T. P., Stepanov A. V. et al. Regarding the nuclear fuel burn // Radiochimiya. – 2000. –
Vol. 42, № 6. – P. 527 – 532. (Rus)
2. Vishniewsky J. N., Zheltonozhsky V. A., Zielinski A. M. et al. Atomic nuclear effects in the processes of internal
conversion of γ-rays // Zb. Naukovykh prats KINR, National Academy of Sciences of Ukraine. – 1999. – № 3. –
P. 60 – 64. (Rus)
3. Lashko A. P., Lashko T.N., Odintsov A.A. et al. Comprehensive analysis of the isotopic composition of plutonium
in the accidental release of the 4th unit of ChNPP // Atomyaya Energiya. – 2001. – Vol. 91, Iss. 6. – P. 443 – 448.
(Rus)
4. Borovoj A.A., Pazukhin E.M. Ratios of isotopes of plutonium, depending on the degree of burn-up nuclear fuel //
Radiochimiya. ˜– 2003. – Vol. 45, № 2. – P. 191 – 192. (Rus)
5. Lederer C.M., Shirlev V.S. Table of Isotopes. – New York, 1978.
6. Firestone R.B., Shirlev V.S., Baglin C.M. et al. The 8th edition of the Table of Isotopes // CD-ROM. – 1996. –
Ver. 1.
7. Zheltonozhsky M. V. Study of isotope ratios in the soil profiles of 5- km zone around ChNPP // Yaderna Physica ta
Energetyka. – 2009. – Vol. 10, № 4. – P. 409 – 412. (Rus)
8. Bondarkov M.D., Gaschak S.P., Zheltonozhskaya M.V. et al. Vertical migration of radionuclides in the Chernobyl
polygons // Safety Problems Of Nuclear Power Plants And Chernobyl. – 2006. – Iss. 6. – P. 155 – 163. (Rus)
9. Borovoj A.A., Dovbenko A.A., Merkulov V.M., Stroganov A.A. Radionuclide-physical characteristics of the fuel of
the 4th unit ChNPP and assessment of their error. Reference book of KE Kurchatov, Inv. № 11.07-06/172. – Cher-
nobyl, 1989. (Rus)
Надійшла 04.06.2014
Received 04.06.2014
|