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新保障工具加强原子能机构的乏核燃料核查工作

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非能动γ发射断层照相工具的内部部件。非能动γ发射断层照相工具用于核实乏核燃料。(照片来源:D. Calma/原子能机构)

对于拥有生效全面保障协定的所有国家,原子能机构寻求核实所有核材料始终用于和平活动。它通过采取被称为“保障”的技术措施来实现这一目标。新的非能动γ发射断层照相工具利用一种被称为非能动γ发射断层照相的技术,将使原子能机构能够核实乏核燃料组件中燃料棒或燃料细棒的数量。

与数字式契伦科夫观察装置和乏燃料属性检验器等用于核实乏核燃料含量的其他工具不同,非能动γ发射断层照相工具还可以确认封闭容器中不存在乏燃料组件中缺少的燃料细棒。这对在核电厂、水下贮存设施和地质处置库的封装厂实施保障非常有用。据原子能机构技术专家蒂姆·怀特称,使用非能动γ发射断层照相技术核实核材料将是“对原子能机构保障工具箱的一个非常有价值的补充”。

在反应堆使用寿命结束时,燃料棒被贮存起来,并进行最终处置,或者在某些情况下进行后处理。核实燃料棒中的核材料没有从和平用途中转用是确保国际社会相信各国正在履行其防扩散义务的一项关键内容。

为了检测铀或钚的存在,要利用非能动γ发射断层照相工具进行三种同步测量:总中子和γ射线计数、γ射线能谱测定和乏燃料细棒位置断层照相成像。它只需五分钟就可以完成这些测量,再需要1分钟来处理和分析数据。怀特说,这样,非能动γ发射断层照相“为视察人员提供一个补充数据点”。“它能够更完整地描述活动,并增加核实过程的稳健性。”

在将非能动γ发射断层照相纳入其保障活动方面,原子能机构仍处于早期阶段。它已在三个核电厂的乏燃料池中进行了测试,现已准备好部署到保障核查实践中,并准备好供保障视察人员在现场使用。欧洲原子能联营(欧原联)也表示有兴趣将这项技术用于核查活动,很多国家也可能效仿。

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