加速器质谱测量核设施气态流出物中 129 Ⅰ的方法研究

发布时间：2023-07-27 07:48

　　129I是一个重要的放射性裂变产物核,产额较高,寿命长达1.6×107年。随着核能应用时间和规模的不断扩大,人类核活动产生的129I数量占自然界中129I的绝大多数。碘是人体必须的微量元素之一,放射性碘的监测是核电站环境必须监测的重要的一环。由于129I几乎和时间成正比累积起来,所以通过定期测量核设施气态样品,可对很微小的泄漏做出诊断。129I通过β-衰变生成129Xe,释放39.6keV的Y射线,由于半衰期太长无法用放射性测量方法准确定量。加速器质谱技术(AMS)通过直接测量核的数目以及核素的同位素丰度比,实现核素的超高灵敏度度测量,且不受核素半衰期长短的影响。129Xe是129I的唯一稳定同量异位素,在离子源处不能形成负离子引出,所以AMS在129I的测量、核电站气体流出物中129I含量检测中极具有优势。采集大气颗粒物,先制作成AgI形式的样品,在制作过程中需要添加碘载体,而载体中的129I会干扰测量。本文改进了由大气颗粒物制备碘的AMS测量样品的流程,通过降低碘载体的加入量,降低本底129I,提高测量精度。并研究了129I大气样品的加速器质谱测量方法。对国内某核电站的气态流出物与...

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 环境中的碘元素
        1.1.1 碘的介绍
        1.1.2 海洋中的碘
        1.1.3 土壤中的碘
        1.1.4 大气中的碘
    1.2 环境中的¹²⁹I的概述
    1.3 人工碘-129的应用
        1.3.1 海洋示踪剂应用
        1.3.2 重建¹³¹I剂量的应用
        1.3.3 环境辐射监测的应用
    1.4 宇生¹²⁹I的应用
        1.4.1 ¹²⁹I定年
        1.4.2 ¹²⁹I定年公式推导
    1.5 国内外¹²⁹I测量方法
        1.5.1 能谱法
        1.5.2 液体闪烁体计数法(LSC)
        1.5.3 中子活化法(NAA)
        1.5.4 电感耦合等离子体质谱仪法(ICP-MS)
        1.5.5 加速器质谱(AMS)方法
    1.6 AMS的结构与原理
        1.6.1 普通质谱的原理与其局限
        1.6.2 加速器质谱(AMS)的原理及优势
第二章 样品采集和制备
    2.1 空气颗粒物样品的采集
    2.2 ¹²⁹I样品化学制备的常规方法
        2.2.1 仪器与试剂
        2.2.2 实验步骤
    2.3 载体加入量的计算
    2.4 改进后的¹²⁹I样品化学制备方法
    2.5 样品装入靶锥
    小结
第三章 ¹²⁹I样品的AMS测量过程与结果
    3.1 CIAE-AMS系统介绍与¹²⁹I的AMS测量参数选择
        3.1.1 离子源
        3.1.2 注入系统
        3.1.3 串列加速器
        3.1.4 高能分析磁铁
        3.1.5 开关磁铁
        3.1.6 高能静电分析器
        3.1.7 探测器
    3.2 ¹²⁹I的AMS测量流程
        3.2.1 ¹²⁹I测量靶的制备
        3.2.2 ¹²⁹I的AMS系统传输
    3.3 样品中¹²⁹I浓度与¹²⁹I/¹²⁷I比值的计算
        3.3.1 ¹²⁹I/¹²⁷I比值的测定
        3.3.2 样品中¹²⁹I浓度与¹²⁹I/¹²⁷I比值的计算
    3.4 测量结果汇总
    小结
第四章 结果与讨论
    4.1 测量结果与¹³¹I数据的对比
        4.1.1 环境中¹²⁹I含量数据与讨论
        4.1.2 气态流出物中¹²⁹I的含量数据与讨论
    4.2 ¹³¹I剂量的重建
        4.2.1 公式推导
        4.2.2 结合实际结果的讨论
    4.3 新样品制备方法的评估
参考文献
致谢
攻读硕士期间发表论文情况



本文编号：3837624