Natuurlijk uranium ? Verrijkt uranium ?
description
Transcript of Natuurlijk uranium ? Verrijkt uranium ?
04/22/23
Natuurlijk uranium ?Verrijkt uranium ?
Frits PleiterSBERijksuniversiteit Groningen
04/22/23
Probleemstelling
er wordt een voorraad uraniumzout gevonden dit kan natuurlijk, verarmd, maar ook verrijkt
uranium zijn verrijkt uranium valt (meestal) buiten de
vergunning
04/22/23
Van uranium maak je toch bommen ?
afscherming contrastmiddel bij elektronenmicroscopie
uraniumoxydeuranylacetaaturanylnitraaturanylorthofosfaaturanylsalicylaat
chemisch reductiemiddel opslag van waterstof en ja, mits verrijkt, ook bommen
04/22/23
Van uranium maak je toch bommen ?
afscherming contrastmiddel bij elektronenmicroscopie
uraniumoxydeuranylacetaaturanylnitraaturanylorthofosfaaturanylsalicylaat
chemisch reductiemiddel opslag van waterstof en ja, mits verrijkt, ook bommen
04/22/23
Van uranium maak je toch bommen ?
afscherming contrastmiddel bij elektronenmicroscopie
uraniumoxydeuranylacetaaturanylnitraaturanylorthofosfaaturanylsalicylaat
chemisch reductiemiddel opslag van waterstof en ja, mits verrijkt, ook bommen
04/22/23
Van uranium maak je toch bommen ?
afscherming contrastmiddel bij elektronenmicroscopie
uraniumoxydeuranylacetaaturanylnitraaturanylorthofosfaaturanylsalicylaat
chemisch reductiemiddel opslag van waterstof en ja, mits verrijkt, ook bommen
04/22/23
Van uranium maak je toch bommen ?
afscherming contrastmiddel bij elektronenmicroscopie
uraniumoxydeuranylacetaaturanylnitraaturanylorthofosfaaturanylsalicylaat
chemisch reductiemiddel opslag van waterstof en ja, mits verrijkt, ook bommen
04/22/23
Gegevens natuurlijk uranium
drie isotopen 234U, 235U en 238U natuurlijk uranium bevat:
99,28% 238U T1/2 =4,51×109 j
0,72% 235U T1/2 = 7,1×108 j
0,0055% 234U T1/2 = 2,47×105 j
04/22/23
Nuclidenkaart
04/22/23
Bereken het 234U-gehalte in natuurlijk uranium
A234 = A238 in evenwicht N234 / N238 = λ238 / λ234 = T1/2
234 / T1/2238
= 2,47×105 / 4,51×109 = 5,5×10-5
a234 = 5,5×10-5 × a238
= 5,5×10-5 × 99,28% = 0,0055%
xA = λN = N × 0,693 / T1/2
A = activiteit in Bqλ = 1 / T1/2 = vervalconstante in s-1
N = aantal atomen
04/22/23
Gamma-spectrometrie
Ge-detector 186 keV-piek in verval van 235U 1001 keV-piek in verval van 234mPa
04/22/23
Gamma-spectrometrie
Ge-detector 186 keV-piek in verval van 235U 1001 keV-piek in verval van 234mPa
04/22/23
Gamma-spectrometrie
Ge-detector 186 keV-piek in verval van 235U 1001 keV-piek in verval van 234mPa
04/22/23
De 186-keV piek in het verval van 235U
04/22/23
Ingroeicurve
merk op: curve begint met korte T1/2
curve eindigt met lange T1/2
04/22/23
Nuclidenkaart
04/22/23
Wanneer is 1001 keV-piek een goede schatter van A238 ?
(chemisch) productie van uraniumzout verwijdert alle dochters
234Th groeit in met T1/2(234Th) = 24,1 d 234mPa groeit in met T1/2(234mPa) = 1,17 min na 5 × T1/2(234Th) = 120 d zijn de activiteiten van
234mPa en 238U binnen 1 / 25 = 3% aan elkaar gelijk
xals activiteit(234mPa) = activiteit(238U)
04/22/23
Meting aan natuurlijk uranium
186 keV-piek in verval van 235UNnetto = 300 tps
1001 keV-piek in verval van 234mPaNnetto = 15,3 tps
04/22/23
Meting aan uraniumzout
meettijd = 1 minuut 186 keV-piek in verval van 235U
Nnetto = 17940 tpm 1001 keV-piek in verval van 234mPa
Nnetto = 972 tpm
04/22/23
Wat is verhouding Q = N186 / N1001 ?Wat is relatieve fout σQ
rel ?
Q = N186 / N1001 = 17940 / 972 = 18,5 (σ186
rel)2 = 1 / 17940 = 0,000056 (σ1001
rel)2 = 1 / 972 = 0,0010288 σQ
rel = √(0,000056 + 0,0010288) = 0,033
xσN = √N
σNrel = σN / N = 1 / √N
(σA / Brel)2 = (σA
rel)2 + (σBrel)2
04/22/23
Wat is het 235U-gehalte in het uraniumzout ?
ijkvoorraadN186 / N1001 = 300 / 15,3 = 19,6
uraniumzoutN186 / N1001 = 17940 / 972 = 18,5
a235 = (18,5 / 19,6) × a235nat
= 0,94 × 0,72% = 0,68% σa235 = σQ
rel × 0,68%
= 0,033 × 0,68% = 0,02%
xschaal het percentage in natuurlijk uranium met gebruikmaking van de verkregen meetgegevens
04/22/23
Is het uraniumzout verrijkt ?
σ235 = 0,02% a235 – a235
nat = 0,68% – 0,72% = -0,04%
= -2σ235
het uraniumzout kan (licht) verrijkt zijn
xcriterium:het zout is NIET verrijkt als het 235U-gehalte in het uraniumzout meer dan 3σ kleiner dan het gehalte in natuurlijk uranium
04/22/23
Wie heeft de opgave gemaakt ?
En wie had het goed ?Dank u voor uw aandacht