GAMMA ASSAY AND ABSOLUTE EFFICIENCY ESTIMATION AT DIFFERENT ENERGIES FOR VERIFYING ²³⁵U PERCENTAGE *

SOLTAN, H. and EL-MONGY, S.A.

Main Chemical Labs., Armed Forces, United Arab Emirates.

Key words: HpGe detector, Gamma assay, Absolute efficiency, ²³⁵U percentage.

التقدير الجامى وحساب الكفاءة لطاقات مختلفة للتحقق من تخصيب اليورانيوم

حسن سلطان و سيد على المنجى

خلاصـــة

تعتبر المعرفة الموثقة ودقة التحليل والحسابات أشياء هامة للتقييم ووضع خطط واستراتيجيات التفتيش على المواد النووية الخاصة. تم فى هذه الدراسة حساب الكفاءة المطلقة لكاشف الجرمانيومHpGe) ) عند الطاقات المنخفضة والطاقات العالية باستخدام مصادر نقطية مرجعية. وقد راعينا فى المصادر المرجعية تطابق الشكل الهندسى المتماثل كما هو الحال فى العينات التى تم حساب الكفاءة لها عند طاقات مختلفة لليورانيوم-235 واليورانيوم-238.

تم استنتاج معادلة لحساب نسبة تخصيب اليورانيوم (% E) وبالاعتماد على هذه المعادلة، تم التحقق وحساب نسبة تخصيب اليورانيوم-235 فى العينات التى تم تحليلها.

استنادًا على حساب الكفاءة ومعدل العد، تم حساب تخصيب اليورانيوم-235 بدقة وتم الحصول على نتائج مقنعة. والفرق بين قيم نسب تخصيب اليورانيوم المحسوبة والمعلنة وجد أنها فى حدود 2-4 % علماً بأنه تم تطبيق هذه الطريقة بدقة على عينات اليورانيوم المنضب واليورانيوم منخفض التخصيب.

ABSTRACT

Reliable knowledge of the quality or the precision of a measurement is important for data evaluation and planning inspection strategies of special nuclear materials. In this study, absolute and intrinsic efficiency of a hyper pure germanium (HpGe) detector at low and high energies using standard point sources was carried out. A bulk (extended) standard source of the same geometry and texture as the samples was also used to calculate the efficiency at different energies of ²³⁵U and ²³⁸U. An equation was deduced for enrichment percentage (% E) calculation.  All the gamma transitions of ²³⁵U were used to verify enrichment percentage of the samples. Based on the calculated efficiency and the photo peak count rates, the ²³⁵U enrichment percentages were then precisely calculated and found to be very satisfactory. The difference between the observed and the passport % E values was found to be in the range 2- 4%. The method was accurately applied on depleted and slightly enriched uranium samples.