长寿命重核素135Cs的AMS测量方法研究

The present nuclear energy developing situation, especially the Fukushima nuclear accident, has made the nuclear safety a focus of attention. The content of long-lived heavy nuclide 135Cs is increasing during the nuclear reactor operation because of its high fission yield.So the nuclide 135Cs will be a very sensitive tracer for the nclear leakage accident.Accelerator mass spectrometry (AMS)may be the only effective method to measure long-lived nuclide 135Cs with high sensitivity.The AMS measurement method of 135Cs will be firstly established in this project.And this method will be used for the early diagnoses of nuclear accident and nuclear leakage.It will provide a new method with high sensitivity for the safe operation of the nuclear power plant, nuclear reactor and the early diagnoses of nuclear accident.

当前核能发展所面临的形势，特别是福岛事故,引发了人们对核安全问题的高度关注。具有很高裂变产额的长寿命放射性核素Cs-135在反应堆运行期间不断的积累，从而使得Cs-135成为监测核泄漏的一个非常灵敏核素，AMS是实现长寿命核素Cs-135高灵敏测定唯一有效的方法。本课题拟采用加速器质谱（AMS）方法，首次实现长寿命核素Cs-135 的高灵敏测量。此方法的建立将用于核事故、核泄漏早期诊断,为我国的核电站、反应堆安全运行和事故的早期诊断提供新的高灵敏方法。

为更好地推进AP1000的引进、消化、吸收和再创新之路，促进第三代核电技术的发展，结合日本福岛核事故带来的深刻启示，开展核泄漏早期诊断新技术研究是必要的。Cs-135(T1/2=2.3×106a)是一个在很多研究领域都备受关注的核素，特别是在环境科学研究方面。除了直接裂变外，Cs-135还是Xe-135 和I-135的子核，在反应堆运行期间不断的积累，从而使得Cs-135成为监测核泄漏的一个非常灵敏核素。由于Cs-135只有低能的β衰变，没有γ射线发射，因此用放射性测量的方法很难做到高灵敏地探测。同时，由于同量异位素Ba-135的干扰，使用传统的质谱学方法也很难测量Cs-135。而AMS是实现长寿命核素Cs-135高灵敏测定唯一有效的方法。本课题拟采用加速器质谱（AMS）方法，首次实现长寿命核素Cs-135 的高灵敏测量。为了优化样品中Cs的化学形式，即从样品中引出的离子形式，开展了一系列从不同样品中引出不同Cs离子形式的实验，同时还尝试使用了不同的导电介质。实验结果显示，从CsNO3+Ag(Ag为导电介质)中引出Cs-离子，比较适合Cs-135的AMS测量。实验结果表明，Cs-离子的电荷态为10+时，采用CIAE-AMS系统测量空白样品的本底水平为Ba-135/Cs~8.8×10E-12。此方法的建立将用于核事故、核泄漏早期诊断,为我国的核电站、反应堆安全运行和事故的早期诊断提供新的高灵敏方法。