Визначення ізотопного складу урану методом пікових співвідношень з використанням гамма-спектрометра високої роздільної здатності

Abstract

Мета роботи – розробка програмного забезпечення з відкритим кодом для визначення ізотопного складу урановміщуючих зразків методом пікових співвідношень. Об’єктом дослідження є зразки збагаченого урану у вигляді порошку U3O8 з рівнями збагачення 2%, 4%, 6% та 10% за 235U. Предметом дослідження є гамма-спектрометричний аналіз ізотопного складу урану та методи обробки спектрометричних даних. У роботі використано реєстрацію гамма-випромінювання з HPGe-детектором, апроксимацію спектральних піків методом найменших квадратів, побудову відносної кривої ефективності детектора та визначення ізотопного складу за методом пікових співвідношень. Для чотирьох зразків визначено вміст ізотопів 234U, 235U та 238U. Порівняння з алгоритмами MGAU та FRAM показало відхилення 1-3% для зразків з більшим збагаченням та 6-9% для зразка з найменшим збагаченням. Розроблене програмне забезпечення є відкритим і безкоштовним.

The aim of the work is to develop open-source software for determining the isotopic composition of uranium-bearing samples using peak ratio method. The object of the study is enriched uranium samples in the form of U3O8 powder with enrichment levels of 2%, 4%, 6% and 10% in 235U. The subject of the study is the gamma-ray spectrometric analysis of uranium isotopic composition and methods for processing spectrometric data. The work employed gamma-ray detection with an HPGe-detector, spectral peak fitting by the least squares method, construction of a relative detector efficiency curve, and determination of isotopic composition using peak ratios. The contents of 234U, 235U and 238U isotopes were determined for four samples. Comparison with the MGAU and FRAM algorithms showed deviations of 1-3% for samples with higher enrichment levels and 6-9% for the sample with the lowest enrichment level. The developed software is open-source and freely available for use.