Natuurlijk uranium Verrijkt uranium Frits Pleiter SBE Rijksuniversiteit
Natuurlijk uranium ? Verrijkt uranium ? Frits Pleiter SBE Rijksuniversiteit Groningen 10/31/2021
Probleemstelling l er wordt een voorraad uraniumzout gevonden l dit kan natuurlijk, verarmd, maar ook verrijkt uranium zijn l verrijkt uranium valt (meestal) buiten de vergunning 10/31/2021
Van uranium maak je toch bommen ? l afscherming l contrastmiddel bij elektronenmicroscopie uraniumoxyde uranylacetaat uranylnitraat uranylorthofosfaat uranylsalicylaat l chemisch reductiemiddel l opslag van waterstof l en ja, mits verrijkt, ook bommen 10/31/2021
Van uranium maak je toch bommen ? l afscherming l contrastmiddel bij elektronenmicroscopie uraniumoxyde uranylacetaat uranylnitraat uranylorthofosfaat uranylsalicylaat l chemisch reductiemiddel l opslag van waterstof l en ja, mits verrijkt, ook bommen 10/31/2021
Van uranium maak je toch bommen ? l afscherming l contrastmiddel bij elektronenmicroscopie uraniumoxyde uranylacetaat uranylnitraat uranylorthofosfaat uranylsalicylaat l chemisch reductiemiddel l opslag van waterstof l en ja, mits verrijkt, ook bommen 10/31/2021
Van uranium maak je toch bommen ? l afscherming l contrastmiddel bij elektronenmicroscopie uraniumoxyde uranylacetaat uranylnitraat uranylorthofosfaat uranylsalicylaat l chemisch reductiemiddel l opslag van waterstof l en ja, mits verrijkt, ook bommen 10/31/2021
Van uranium maak je toch bommen ? l afscherming l contrastmiddel bij elektronenmicroscopie uraniumoxyde uranylacetaat uranylnitraat uranylorthofosfaat uranylsalicylaat l chemisch reductiemiddel l opslag van waterstof l en ja, mits verrijkt, ook bommen 10/31/2021
Gegevens natuurlijk uranium l drie isotopen 234 U, 235 U en 238 U l natuurlijk uranium bevat: 99, 28% 238 U 0, 72% 235 U 0, 0055% 234 U 10/31/2021 T 1/2 =4, 51× 109 j T 1/2 = 7, 1× 108 j T 1/2 = 2, 47× 105 j
Nuclidenkaart 10/31/2021
Bereken het 234 U-gehalte in natuurlijk uranium x. A = λN = N × 0, 693 / T 1/2 A = activiteit in Bq λ = 1 / T 1/2 = vervalconstante in s-1 N = aantal atomen l A 234 = A 238 in evenwicht l N 234 / N 238 = λ 238 / λ 234 = T 1/2234 / T 1/2238 = 2, 47× 105 / 4, 51× 109 = 5, 5× 10 -5 l a 234 = 5, 5× 10 -5 × a 238 = 5, 5× 10 -5 × 99, 28% = 0, 0055% 10/31/2021
Gamma-spectrometrie l Ge-detector l 186 ke. V-piek in verval van 235 U l 1001 ke. V-piek in verval van 234 m. Pa 10/31/2021
Gamma-spectrometrie l Ge-detector l 186 ke. V-piek in verval van 235 U l 1001 ke. V-piek in verval van 234 m. Pa 10/31/2021
Gamma-spectrometrie l Ge-detector l 186 ke. V-piek in verval van 235 U l 1001 ke. V-piek in verval van 234 m. Pa 10/31/2021
De 186 -ke. V piek in het verval van 235 U 10/31/2021
Ingroeicurve merk op: l curve begint met korte T 1/2 l curve eindigt met lange T 1/2 10/31/2021
Nuclidenkaart 10/31/2021
Wanneer is 1001 ke. V-piek een goede schatter van A 238 ? xals activiteit( 234 m. Pa) = activiteit(238 U) l (chemisch) productie van uraniumzout verwijdert alle dochters l 234 Th groeit in met T (234 Th) = 24, 1 d 1/2 l 234 m. Pa groeit in met T (234 m. Pa) = 1, 17 min 1/2 l na 5 × T 1/2(234 Th) = 120 d zijn de activiteiten van 234 m. Pa en 238 U binnen 1 / 25 = 3% aan elkaar gelijk 10/31/2021
Meting aan natuurlijk uranium l 186 ke. V-piek in verval van 235 U Nnetto = 300 tps l 1001 ke. V-piek in verval van 234 m. Pa Nnetto = 15, 3 tps 10/31/2021
Meting aan uraniumzout l meettijd = 1 minuut l 186 ke. V-piek in verval van 235 U Nnetto = 17940 tpm l 1001 ke. V-piek in verval van 234 m. Pa Nnetto = 972 tpm 10/31/2021
Wat is verhouding Q = N 186 / N 1001 ? Wat is relatieve fout σQrel ? xσN = √N σNrel = σN / N = 1 / √N (σA / Brel)2 = (σArel)2 + (σBrel)2 l l 10/31/2021 Q = N 186 / N 1001 = 17940 / 972 = 18, 5 (σ186 rel)2 = 1 / 17940 = 0, 000056 (σ1001 rel)2 = 1 / 972 = 0, 0010288 σQrel = √(0, 000056 + 0, 0010288) = 0, 033
Wat is het 235 U-gehalte in het uraniumzout ? xschaal het percentage in natuurlijk uranium met gebruikmaking van de verkregen meetgegevens 10/31/2021 l ijkvoorraad N 186 / N 1001 = 300 / 15, 3 = 19, 6 l uraniumzout N 186 / N 1001 = 17940 / 972 = 18, 5 l a 235 = (18, 5 / 19, 6) × a 235 nat = 0, 94 × 0, 72% = 0, 68% l σa 235 = σQrel × 0, 68% = 0, 033 × 0, 68% = 0, 02%
Is het uraniumzout verrijkt ? xcriterium: het zout is NIET verrijkt als het 235 U-gehalte in het uraniumzout meer dan 3σ kleiner dan het gehalte in natuurlijk uranium l σ235 = 0, 02% l a 235 – a 235 nat = 0, 68% – 0, 72% = -0, 04% = -2σ235 l het uraniumzout kan (licht) verrijkt zijn 10/31/2021
Wie heeft de opgave gemaakt ? En wie had het goed ? Dank u voor uw aandacht 10/31/2021
- Slides: 23