кандидат технических наук;
candidate of technical sciences;
доктор технических наук;
doctor of technical sciences;
кандидат технических наук;доктор биологических наук;
candidate of technical sciences;doctor of sciences in biology;
доктор медицинских наук;
doctor of medical sciences;
кандидат химических наук;
candidate of chemical sciences;
кандидат физико-математических наук;
candidate of physical and mathematical sciences;
кандидат технических наук;
candidate of technical sciences;
Цель: Исследование физико-химических характеристик радиоактивных аэрозолей, образующихся при производстве смешанного нитридного уран-плутониевого (СНУП) топлива. Материал и методы: Для исследования дисперсного состава применялись отечественные импакторы: АИП-2, ФРТЧ (ФМБЦ им. А.И. Бурназяна), а также зарубежные модели: каскадный импактор Андерсена (Copley Scientific, UK), индивидуальный импактор SKC Sioutas (SKC inc., США). При исследовании морфологических характеристик использовали растровый электронный микроскоп (РЭМ) LYRA-3 (Tescan), оснащенный рентгеновским микроанализатором (РМА) X-max 80 (Oxford Instruments). Для поиска содержащих уран и плутоний частиц в отдельных пробах применяли масс-спектрометр вторичных ионов IMS-1280 (Cameca) и трековый анализ. Результаты: Значение медианного по активности (Σa) аэродинамического диаметра (АМАД) аэрозольных частиц варьирует от 12 до 33 мкм, для 239Pu – от 14 до 27 мкм. Наименьшие значения АМАД (0,4–2,5 мкм для 239Pu) обнаружены в ремонтной зоне у бокса синтеза и спекания. Элементный состав аэрозольных частиц определяется наличием U (63–86 %), Pu (5–10 %) и О (9–47 %), Fe в отдельных пробах – до 32 %, другие элементы Nа, S, N, Р содержатся в гораздо меньшем количестве, не превышающем 2–8 %. В составе лишь одной частицы, содержащей уран и плутоний, присутствует азот (3 %). Заключение: В операторской зоне основной вклад в объемную активность вносит грубодисперсная фракция радиоактивных аэрозолей, вероятно, обусловленная операциями прессования и дробления. Аэрозольные частицы присутствуют в виде индивидуальных частиц или плотных агрегатов размером 0,2–2 мкм, а также в виде конгломератов размером от 0,5 до 4 мкм на основе оксидов кремния, железа, карбоната кальция и т.д., содержащих включения (от 200 до 400 нм) или индивидуальные частицы (20–200 нм) смешанного оксида урана-плутония, либо оксида урана как на поверхности конгломерата, так и в приповерхностных слоях внутри.
Purpose: Study of physical and chemical properties of radioactive aerosols formed on the fabrication of mixed nitride uranium-plutonium (MNUP) fuel. Material and methods: The following impactors were utilized for activity particle-size distribution analysis: AIP-2, PHRT, IRAM-2-4I (SRC FMBC), Andersen cascade impactor (Copley Scientific, UK), SKC Sioutas (SKC inc., USA). Scanning electron microscope (SEM) Tescan LYRA-3 equipped the X-ray microanalyzer X-max 80 (Oxford Instruments) was used for study of morphological characteristics of aerosol particles. Secondary ion-mass spectrometer Cameca IMS-1280 and track analysis were used for search of particles containing the uranium and plutonium radionuclides. Results: Values of AMAD (Σa) vary from 12 µm till 30 µm, for 239Pu – from 14 till 27 µm. Lowest AMAD values (0.4–2.5 µm for 239Pu) were found in the repair area near the glove box of synthesis and sintering. The samples contain a much larger number of uranium-containing particles, which is likely due to a larger mass fraction of uranium oxide compared with plutonium dioxide in the initial mixture of reagents. Elemental composition of aerosol particles includes U (63–86 %), Pu (5–10 %) and О (9–47 %), Fe – in some samples till 32 %. Other elements like Nа, S, N, Р are contained in rather lowest amounts not exceeding 1–8 %. Only one nitrogen-containing particle was found (3 % of N). Conclusion: Coarse fraction of radioactive aerosols makes a major contribution in activity concentration in air of the operator zone which is driven by such operations as pressing and crushing. Aerosol particles are presented as individual particles or dense aggregates by size of 0,2– 2 µm and also as conglomerates by size 0,5–4 µm consisting of oxides (or carbides) of silicon, iron, calcium, etc. containing inclusions (200–400 nm) or individual particles (20–200 nm) of mixed U-Pu oxide or uranium oxide on the surface of conglomerate as well aslocated in the near-surface layers inside.