Speaker
Description
Identifikace uranu ve vzorcích nemusí být založena jen na spektrometrii ionizujícího záření produkovaného při jeho radioaktivní přeměně, nýbrž efektivnější metodou může být stimulovaná emise charakteristického rentgenového záření uranu ve vzorku pomocí vhodného zdroje. V rentgenové fluorescenční analýze (XRF) mohou být těmito zdroji miniaturní rentgenky s urychlovacím napětím okolo 50 kV. Pokud rentgenové záření z takového zdroje dopadá na vzorek s uranem, díky vysokému účinnému průřezu pro absorpci fotoelektrickým jevem dochází k ionizaci a excitaci atomu uranu vyražením elektronu z hladiny L atomového obalu. Poté téměř okamžitě dochází k zaplnění hladiny L elektronem z vyšší energetické hladiny a přebytečná energie je s vysokou pravděpodobností emitována z atomu ve formě charakteristického rentgenového záření. Jelikož energii charakteristického záření lze snadno přiřadit danému prvku a energetickému přechodu, jediným krátkým měřením provedeným se spektrometrickým detektorem lze ve vzorku identifikovat většinu přítomných prvků. XRF dokáže identifikovat i uran, jelikož se však jedná o metodu atomové spektrometrie, nedokáže již rozpoznat jednotlivé izotopy uranu.
V rámci kontrolní činnosti SÚJB v oblasti systému jaderných záruk jsou stírané vzorky analyzovány metodou SIMS (Secondary-ion mass spectrometry) v Centru výzkumu Řež s.r.o. Doposud užívaný postup zahrnoval extrakci částic ze stěrů a jejich nanesení na podložku křemíku nebo skelného uhlíku, identifikaci zájmových částic mezi obrovským množstvím nespecifického prachu a prvkovou nebo izotopovou analýzu vybraného souboru jednotlivých částic. Pro zlepšení analýzy a zvýšení efektivity mohou být stírané vzorky před samotnou extrakcí analyzovány nedestruktivními metodami jako je XRF pro ověření přítomnosti a určení místa výskytu zájmových částic. Detekce uranu metodou XRF se provádí na nerozbaleném stěru v plastovém uzavíratelném sáčku. Získaná mapa rozložení uranu na povrchu stěru slouží jako předloha pro výběr míst odsávání částic ze stěru.
V příspěvku jsou popsány výsledky experimentů vedoucí k vývoji metody pro XRF mapování uranu ve stíraných vzorcích, ve kterých by měly být částice uranu lokalizovány s přesností jednotek milimetrů a s detekčním limitem na úrovni jednotek ng/mm2.
| Preferovaná sekcia | Metrológia, meranie a prístrojová technika |
|---|
