You need JavaScript to view this

Determination of the Uranium Content of Aluminium Alloys; Determination de la Teneur en Uranium dans les Alliages a Base d'Aluminium; Opredelenie soderzhaniya urana v splavakh na osnove alyuminiya; Determinacion del Contenido de Uranio en las Aleaciones a Base de Aluminio

Abstract

Many materials testing reactors use as fuel an alloy of aluminium and enriched uranium. The amount of U{sup 235} in each fuel element must be known accurately. The techniques used to determine this are not only simple in principle but also varied; they include measurement of the alloy density, counting of the {gamma}-activity of the U{sup 235}, chemical analysis, determination of the isotopic content and evaluation of radiograph blackening. Unfortunately, all these methods possess more or less serious disadvantages when used for inspection on an industrial scale. The measurement of alloy density by Archimedes' method gives sufficiently accurate results if care is taken and the densities of the constituent metals are exactly known. The procedures employed, however, make this a very slow method. Moreover, the isotopic content must be known with great accuracy if the amount of U{sup 235} contained is to be determined. Counting the y-activity of the U{sup 235} yields a direct evaluation of this isotope, but the many parameters of a single-channel spectrometer require the use of accurately known standards and exceptionally stable counting facilities. Nevertheless, this method is in the authors' opinion the most suitable one for determinations on an industrial scale; and although the choice  More>>
Authors:
Gerard, J.; Van Hove, L. [1] 
  1. S.A. Metallurgie et Mecanique Nucleaires Dessel (Belgium)
Publication Date:
Sep 15, 1965
Product Type:
Conference
Report Number:
IAEA-SM-63/34
Resource Relation:
Conference: Symposium on Non-Destructive Testing in Nuclear Technology, Bucharest (Romania), 17-21 May 1965; Other Information: 10 refs., 4 tabs., 6 figs.; Related Information: In: Non-Destructive Testing in Nuclear Technology Vol. I. Proceedings of a Symposium on Non-Destructive Testing in Nuclear Technology| 408 p.
Subject:
46 INSTRUMENTATION RELATED TO NUCLEAR SCIENCE AND TECHNOLOGY; 42 ENGINEERING; ACCURACY; ALLOY NUCLEAR FUELS; ALUMINIUM ALLOYS; CHEMICAL ANALYSIS; DENSITY; ENRICHED URANIUM; ERRORS; MATERIALS TESTING REACTORS; NONDESTRUCTIVE TESTING; SPECTROMETERS; STANDARDS; URANIUM 235; URANIUM ALLOYS
OSTI ID:
22127289
Research Organizations:
International Atomic Energy Agency, Vienna (Austria)
Country of Origin:
IAEA
Language:
French
Other Identifying Numbers:
Other: ISSN 0074-1884; TRN: XA13M2519082368
Submitting Site:
INIS
Size:
page(s) 35-57
Announcement Date:
Sep 12, 2013

Citation Formats

Gerard, J., and Van Hove, L. Determination of the Uranium Content of Aluminium Alloys; Determination de la Teneur en Uranium dans les Alliages a Base d'Aluminium; Opredelenie soderzhaniya urana v splavakh na osnove alyuminiya; Determinacion del Contenido de Uranio en las Aleaciones a Base de Aluminio. IAEA: N. p., 1965. Web.
Gerard, J., & Van Hove, L. Determination of the Uranium Content of Aluminium Alloys; Determination de la Teneur en Uranium dans les Alliages a Base d'Aluminium; Opredelenie soderzhaniya urana v splavakh na osnove alyuminiya; Determinacion del Contenido de Uranio en las Aleaciones a Base de Aluminio. IAEA.
Gerard, J., and Van Hove, L. 1965. "Determination of the Uranium Content of Aluminium Alloys; Determination de la Teneur en Uranium dans les Alliages a Base d'Aluminium; Opredelenie soderzhaniya urana v splavakh na osnove alyuminiya; Determinacion del Contenido de Uranio en las Aleaciones a Base de Aluminio." IAEA.
@misc{etde_22127289,
title = {Determination of the Uranium Content of Aluminium Alloys; Determination de la Teneur en Uranium dans les Alliages a Base d'Aluminium; Opredelenie soderzhaniya urana v splavakh na osnove alyuminiya; Determinacion del Contenido de Uranio en las Aleaciones a Base de Aluminio}
author = {Gerard, J., and Van Hove, L.}
abstractNote = {Many materials testing reactors use as fuel an alloy of aluminium and enriched uranium. The amount of U{sup 235} in each fuel element must be known accurately. The techniques used to determine this are not only simple in principle but also varied; they include measurement of the alloy density, counting of the {gamma}-activity of the U{sup 235}, chemical analysis, determination of the isotopic content and evaluation of radiograph blackening. Unfortunately, all these methods possess more or less serious disadvantages when used for inspection on an industrial scale. The measurement of alloy density by Archimedes' method gives sufficiently accurate results if care is taken and the densities of the constituent metals are exactly known. The procedures employed, however, make this a very slow method. Moreover, the isotopic content must be known with great accuracy if the amount of U{sup 235} contained is to be determined. Counting the y-activity of the U{sup 235} yields a direct evaluation of this isotope, but the many parameters of a single-channel spectrometer require the use of accurately known standards and exceptionally stable counting facilities. Nevertheless, this method is in the authors' opinion the most suitable one for determinations on an industrial scale; and although the choice of standards requires care, and it is a slow and expensive matter to establish them, for any given level of production the choice is made once and for all, the only practical difficulty being to ensure the continued electronic stability of the installation. The other methods mentioned - chemical and isotopic analyses, and densitometry - are not. in common use. Measurement of the blackening of a radiograph is not sufficiently precise and does not permit the determination of uranium content with the required degree of accuracy. Densitometric examination of radiographs is nevertheless very useful, even indispensable, in assessing the homogeneity of an alloy or its mean content compared with two extreme standards on the same negative. Chemical and isotopic analyses can be very accurate, but they are also destructive: certain working precautions must be taken in order on the one hand to eliminate errors due to chemical impurities in the alloy, and on the other to allow for the presence of the different uranium isotopes, the proportions of which must be known for an exact calculation of the U{sup 235} content. Finally, the authors show that the measurement of uranium content must be carried out in several stages, each involving all the resources of relatively simple techniques. The value and limits of each technique are discussed. The choice of standards is based on the evidence of radiographs. The exact U{sup 235} content of the standards is determined by chemical and isotopic analyses. Production-line inspection is carried out by measuring the alloy density or by counting the {gamma}-activity of the U{sup 235}. The precision of the two methods is comparable ({+-} 0.5% relative to the uranium content). From the economic point of view the authors recommend determining the U{sup 235} content by y-counting whenever a large number of components of a given shape have to be inspected. This subject has already been dealt with. The paper reports and discusses the results of an industrial experiment. (author) [French] De nombreux reacteurs d'essai de materiaux utilisent un alliage d'aluminium et d'uranium enrichi comme combustible. La quantite d'uranium-235 de chaque element combustible doit etre connue avec precision. Les techniques utilisees pour cette determination sont simples en principe et d'ailleurs variees; le memoire cite les methodes suivantes: mesurede la densite de l'alliage, comptage de l'emission gamma de l'uranium-235, analyse chimique, determination d e la teneur isotopique et evaluation du noircissement d'un cliche radiographique. Malheureusement, chacune de ces methodes presente des inconvenients plus ou moins graves lorsqu'on l'applique au controle d'une production importante. La mesure de la densite de l'alliage par la methode d'Archimede donne des resultats suffisamment precis si l'on opere avec soin et si l'o n connait exactement la densite des metaux constituants. Les conditions operatoires rendent cependent la methode assez lente. Il faut, en outre, connaitre la teneur isotopique avec une grande precision pour la determination de l'uranium-235 contenu. Le comptage de l'activite gamma de l'uranium-235 permet l' evaluation directe de cet isotope. Cependant, les nombreux parametres d'un spectrometre monocanal exigent l'utilisation d'etalons parfaitement connus et une installation d'une exceptionnelle stabilite de comptage. Toutefois, de l'avis des auteurs, cette methode est la plus recommandable pour effectuer des determinations a une cadence industrielle. En contrepartie, le choix des etalons exige des precautions et leur etablissement est lent et couteux. Pour une production donnee, cependant, ce choix est fait une fois pour toutes et la seule difficulte pratique est de veiller a la stabilite electronique de l'installation. Les autres methodes citees, les analyses chimiques et isotopiques et les mesures densitometriques ne sont pas appliquees couramment. La mesure du noircissement d'un cliche radiographique n'est pas suffisamment precise et ne permet pas d'evaluer une teneur en uranium avec l'exactitude desiree. Les examens densitometriques de cliches radiographiques sont neanmoins tres utiles, sinon indispensables pour apprecier l'homogeneite de l'alliage ou sa teneur moyenne comparee a deux etalons extremes figurant sur le meme cliche. Les analyses chimiques et isotopiques peuvent etre tres precises, mais elles sont destructives. Certaines precautions operatoires doivent etre prises, d'une part, pour eliminer les erreurs dues aux impuretes chimiques de l'alliage et, d'autre part, pour tenir compte de la presence des differents isotopes de l'uranium dont il faut connaitre la proportion pour le calcul exact de la teneur en {sup 235}U. En conclusion, on montre que la mesure de la teneur en uranium doit se faire en plusieurs etapes faisant intervenir toutes les ressources de methodes relativement simples. On indique la valeur et les limites de chaque etape. Le choix des etalons est base sur l'examen de cliches radiographiques. La mesure de leur teneur exacte en {sup 235}U est effectuee grace a des analyses chimiques et isotopiques. Le controle en cadence industrielle est realise par mesure de densite de l'alliage ou par comptage de l'emission gamma de {sup 235}U. La precision des deux methodes est comparable ({+-} 0,5% relatif). Au point de vue economique, on en arrive a recommander la determination de la teneur par comptage gamma chaque fois qu'une grande serie d'examens est necessaire sur des pieces de forme determinee. Ce sujet a deja ete traite. Le memoire relate et discute les resultats d'une experience industrielle. (author) [Spanish] Muchos reactores para ensayo de materiales utilizan como combustible una aleacion de aluminio y de uranio enriquecido. Es necesario conocer con precision la cantidad de uranio-235 contenida en cada elemento combustible. Los procedimientos utilizados para esa determinacion son en principio sencillos y ademas variados; pueden citarse los siguientes: la medicion de la densidad de la aleacion, el recuento de la emision gamma del uranio- 234, el analisis quimico, la determinacion del contenido isotopico y la evaluacion del ennegrecimiento de una placa radiografica. Por desgracia cada uno de esos metodos ofrece inconvenientes mas o menos graves cuando se los utiliza para controlar una produccion importante. La medicion de la densidad de la aleacion por el metodo de Arquimedes da resultados bastante precisos cuando se procede con cautela y cuando se conoce con exactitud la densidad de los metales que constituyen la aleacion. Ahora bien, las condiciones en que se realiza la operacion hacen que el metodo sea algo lento. Ademas, es necesario conocer el contenido isotopico con gran precision para determinar el uranio-235 contenido. El recuento de la actividad gamma del uranio-235 permite evaluar ese isotopo de manera directa. Aunque los numerosos parametros de un espectrometro monocanal exigen la utilizacion de patrones perfectamente conocidos y una instalacion de recuento de excepcional estabilidad, este metodo es a juicio de los autores, el mas recomendable para efectuar determinaciones a una cadencia industrial. Pero por otra parte, la eleccion de los patrones exige precauciones y su preparacion es lenta y costosa. Sin embargo, para una produccion dada, la eleccion se efectua una sola vez y la unica dificultad practica es lograr la estabilidad electronica de la instalacion. Los otros metodos citados, a saber, los analisis quimicos e isotopicos y las medidas densitometricas no suelen aplicarse en la practica. La medicion del ennegrecimiento de una placa radiografica no es bastante precisa y no permite evaluar el contenido de uranio con la exactitud necesaria. Con todo, el examen densi- tometrico de esas placas es muy util, e incluso indispensable, para apreciar la homogeneidad de la aleacion o su contenido medio en relacion con dos patrones extremos que figuran sobre la misma placa. Los analisis quimicos e isotopicos pueden dar resultados muy precisos, pero la operacion tiene caracter destructivo. Hay que adoptar ciertas precauciones, por una parte para eliminar errores derivados de impurezas quimicas de la aleacion y por otra para tener en cuenta la presencia de los diferentes isotopos del uranio, cuya proporcion es menester conocer para poder calcular con exactitud el contenido de uranio-235. En conclusion, la determinacion del contenido de uranio debe efectuarse en varias etapas aprovechando todas las posibilidades que ofrecen unos metodos relativamente sencillos. Los autores indican el valor y los limites de cada etapa. La eleccion de los patrones se basa en el examen de placas radiograficas. La determinacion de su contenido exacto de uranio-235 se efectua mediante analisis quimicos e isotopicos. El control, cuando las operaciones se reaUzan a una cadencia industrial, se hace midiendo la densidad de la aleacion o contando los rayos gamma emitidos por el uranio-235. Ambos metodos permiten obtener resultados de una precision relativa comparable ({+-} 0,5%). Desde el punto de vista economico, se puede recomendar la determinacion del contenido por recuento de la emision gamma, siempre que sea necesario llevar a cabo muchos examenes de piezas de una forma determinada. (author) [Russian] Vo mnogih reaktorah dlja ispytanija materialov splav aljuminija i obogashhennogo urana ispol'zuetsja v kachestve topliva. Kolichestvo urana-235 v kazhdom toplivnom jelemente dolzhno byt' tochno izvestno. Ispol'zovannye dlja jetogo opredelenija metody prosty v principe i k tomu zhe raznoobrazny. Privodjatsja sledujushhie metody: izmerenie plotnosti splava, otschet gamma-izluchenija urana-235, himicheskij analiz, opredelenie izotopnogo soderzhanija i ocenka potemnenija radiograficheskogo snimka. K sozhaleniju, kazhdyj iz jetih metodov stradaet bolee ili menee ser'eznymi nedostatkami na praktike, kogda jeto kasaetsja kontrolja vazhnoj produkcii. Izmerenie plotnosti splava metodom Arhimeda daet dostatochno tochnye rezul'taty, esli jetot metod primenjaetsja ostorozhno i esli tochno izvestna plotnost' sostavnyh metallov. Vmeste s tem, na praktike jetot metod javljaetsja ochen' medlennym. Krome togo, nado ochen' tochno znat' izotopnoe soderzhanie, chtoby opredelit' kolichestvo urana-235. Registracija gamma-aktivnosti urana-235 pozvoljaet neposredstvenno davat' ocenku jetomu izotopu. Odnako mnogie parametry odnokanal'nogo spektrometra obuslovlivajut primenenie horosho izvestnyh jetalonov i sozdanija iskljuchitel'noj ustojchivosti registracii. I vse zhe, po nashemu mneniju, jetot metod javljaetsja naibolee celesoobraznym dlja analizov v promyshlennom masshtabe. S drugoj storony, vybor jetalonov trebuet sobljudenija mer predostorozhnosti, a ih razrabotka javljaetsja medlennym i dorogostojashhim processom. No dlja dannoj produkcii, kak tol'ko budet sdelan vybor, edinstvennym prakticheskim zatrudneniem okazhetsja nabljudenie za jelektronnoj ustojchivost'ju ustanovki. Drugie vysheukazannye metody, a imenno himicheskie i izotopnye analizy i densito- metricheskie izmerenija, obychno ne primenjajutsja. Izmerenie potemnenija radiograficheskogo snimka ne javljaetsja nedostatochno tochnym i ne pozvoljaet opredeljat' soderzhanie urana s zhelaemoj tochnost'ju. Tem ne menee, densitometricheskie issledovanija radiograficheskih snimkov javljajutsja ochen' poleznymi, a chasto i neobhodimymi dlja ocenki gomogennosti splava ili ego srednego soderzhanija, sravnimogo s dvumja krajnimi jetalonami, imejushhimisja na tom zhe snimke. Himicheskie i izotopnye analizy mogut byt' ochen' tochnymi, no oni javljajutsja razrushitel'nymi. Opredelennye jekspluatacionnye predostorozhnosti dolzhny byt' prinjaty, chtoby, s odnoj storony, ustranit' oshibki, obuslovlennye nalichiem himicheskih primesej v splave, a s drugoj-uchest' nalichie razlichnyh izotopov urana, v otnoshenii kotoryh neobhodimo znat' sootnoshenie dlja tochnogo rascheta soderzhanija urana-235. V zakljuchenie govoritsja, chto izmerenie soderzhanija urana neobhodimo provodit' v neskol'ko jetapov s ispol'zovaniem vseh otnositel'no prostyh metodov. Ukazyvaetsja na znachenie i predely kazhdogo jetapa. Vybor jetalonov osnovan na izuchenii radiograficheskih snimkov. Izmerenie tochnogo soderzhanija urana-235 provoditsja na osnove himicheskih i izotopnyh analizov. Kontrol' v promyshlennom masshtabe osushhestvljaetsja putem izmerenija plotnosti splava ili po urovnju gamma-izluchenija urana-235. Tochnost' oboih metodov sravnima (otnositel'no {+-}0,5%). S jekonomicheskoj tochki zrenija rekomenduetsja provodit' opredelenie soderzhanija putem scheta gamma-chastic v sluchae neobhodimosti provedenija bol'shoj serii issledovanij na predmetah opredelennoj formy. (author)}
place = {IAEA}
year = {1965}
month = {Sep}
}