基于剂量计算的233U核燃料中铀同位素相对含量确定

摘要

钍铀转换获取233U的过程将产生232U、234U等铀的同位素,这些铀同位素及其子体核素的γ辐射剂量是影响核燃料生产的关键因素之一.采用Origen2.0计算三种铀同位素母子体核素的和相对含量,并查阅特征能量、分支比和质量能量吸收系数等参数计算了相关核素的照射量率常数,以点源模型得到单位初始质量的三种铀同位素在单位距离处、不同衰变时间下母子体核素产生的γ总吸收剂量率,在此基础上计算了40g233U核燃料衰变1年后的总吸收剂量率随232U、234U相对含量的变化.依据ICRP建议的个人剂量限值确定了233U核燃料中铀同位素的含量限值:232U的相对含量需低于1～10ppm,并且234U的相对含量需低于1×104～1×105ppm.该项工作为钍资源的利用和辐射防护工作提供了理论依据.