ЛАБОРАТОРИЯ МАСС-СПЕКТРОМЕТРИЧЕСКОГО АНАЛИЗА
Начальник лаборатории - к.ф.-м.н. Домкин Виталий Дмитриевич
Телефон: (812) 346-35-21; Е-mail:
Ведущие специалисты:
к.т.н. Николаева Оксана Васильевна
Мухин Виктор Сергеевич
Ожерельев Сергей Григорьевич
Лаборатория масс-спектрометрического анализа была сформирована в 1973 году. Основным направлением ее деятельности является проведение исследований изменения изотопного состава веществ после их облучения в ядерных реакторах, на ускорителях заряженных частиц или в иных высокоэнергетических процессах. В лаборатории большое внимание уделяется постоянному развитию и модернизации систем регистрации ионов у имеющихся масс-спектрометров, совершенствованию методик подготовки проб и выполнения измерений их изотопного состава, а также внедрению современных технических средств, обеспечивающих повышение чувствительности масс-спектрометров. Лаборатория неоднократно участвовала в международных интеркалибрационных экспериментах Pafex-1, Pafex-2, IDA-80, CPOK-2 и др. По их результатам с 1976 г. лаборатория включена в сеть Национальных аналитических лабораторий МАГАТЭ и активно работает в ней по сей день, участвуя в программах по определению урана и плутония методом IDMS в отработавшем ядерном топливе и в различных инспекционных пробах.
Спектр задач, решаемых лабораторией самостоятельно или совместно с другими аналитическими лабораториями института, довольно широк.
Основные направления исследований
- изотопный анализ отработавшего ядерного топлива (ОЯТ) и РАВ, включая анализ инспекционных проб МАГАТЭ и участие в международных экспериментах по совершенствованию метода изотопного разбавления при анализе ОЯТ;
- участие в отечественных и международных программах по разработке стандартных образцов РАВ и аттестации их изотопного состава;
- экспрессный изотопный анализ РЗЭ, ТУЭ и других компонентов ОЯТ в высокоактивных технологических растворах;
- анализ радиоактивных загрязнений окружающей среды и совершенствование методик определения ТУЭ в природных объектах;
- исследования изотопных распределений продуктов реакций расщепления и деления ядер под действием заряженных частиц средних и высоких энергий.
Изотопный анализ отработавшего ядерного топлива (ОЯТ) и РАВ проводится на масс-спектрометре TH-5 ( фирма"VARIAN", Германия) в соответствии с методикой, аттестованной в Государственном научно-метрологическом центре в 2001 г. ( свидетельство N223-09-2001 ). Для калибровки прибора и учета дискриминационных эффектов используются стандартные образцы высокого класса точности: плутония CRM-128 и урана SAL-9907. Регулярно осуществляемый с их помощью контроль качества измерений позволяет определять изотопный состав ОЯТ с высокой точностью. При этом основная погрешность измерений достигает 0,005 %.
В последние годы был выполнен цикл работ по анализу урана, плутония, РЗЭ и ТПЭ в образцах ОЯТ из РБМК, ВВЭР-440, ВВЭР-1000 и БН.
В лаборатории проводятся работы по разработке и изготовлению стандартных образцов диоксида плутония с различным изотопным составом (совместно с лабораторией аналитической радиохимии Радиевого института и рядом НИИ отрасли). Лаборатория периодически участвует в аттестации изотопного состава различных элементов по запросам других лабораторий РИ.
Разработана экспрессная масс-спектрометрическая методика выполнения измерений содержания и изотопного состава ТУЭ и РЗЭ в неразделенных высокоактивных смесях актиноидов. Методика предназначена для решения проблем, связанных с обращением ОЯТ и трансмутацией ТПЭ, а также для определения Np, Pu и Am в экологических образцах.
В лаборатории разрабатываются и успешно применяются на практике методики анализа ультрамалых количеств вещества (порог чувствительности от 10-14 до 10-16 г), предназначенные для обнаружения радиоактивных загрязнений объектов окружающей среды такими опасными техногенными нуклидами, как Pu, Np, Am, 129I и др. Масс-спектрометрический анализ изотопного состава этих загрязнений позволяет не только определить их концентрацию, но и установить их происхождение.
Разработана методика анализа U и Pu в инспекционных пробах МАГАТЭ. Лаборатория включена в сеть лабораторий МАГАТЭ, участвующих в программе инспекций по незаявленной деятельности на ядерных объектах.
Лаборатория принимала активное участие в работах по исследованию изотопических эффектов в высокоэнергетических ядерных реакциях и по экспериментальному определению изотопных распределений осколков деления тяжелых ядер и продуктов расщепления ядер легких и средних масс под действием протонов с энергией 70 - 100 МэВ и 1 ГэВ.
В лаборатории была разработана методика измерений изотопных распределений продуктов ядерных реакций на масс-спектрометре "в линию" с ускорителями, который был спроектирован и изготовлен в РИ. С помощью этой методики выполнен цикл работ на синхротроне РИ и на синхроциклотроне ПИЯФ в период с 1973 по 1993 гг.
В лаборатории также имеется низкофоновый масс-спектрометр высокого разрешения (М/dМ = 105), с помощью которого выполнены измерения масс некоторых короткоживущих ядер-продуктов, образующихся под действием протонов высокой энергии. В настоящее время этот прибор модернизируется с целью использования его для изотопного анализа ультрамалых количеств актинидов в веществе.
Публикации
- Андреев-Савельев В.М., Беляев Б.Н., Громова Е.А. и др. Применение методики индивидуальных зерен ионообменной смолы при определении плутония в ОЯТ. // Радиохимия. - 1989. - т. 31 - ? 4 - с. 145-152.
- Беляев Б.Н., Домкин В.Д., Макарова Т.П. и др. Определение ультрамалых количеств Аm, Сm и РЗЭ в ОЯТ методом изотопного разбавления. // Радиохимия. - 1997. -.т.39, ? 1, с. 61.
- Степанов А.В., Макарова Т.П., Домкин В.Д. и др. Нуклидный состав образцов отработанного топлива РБМК-1000. // Препринт ИАЭ-6266/3, М., 2003.
- Беляев Б.Н., Гаврилов В.М., Домкин В.Д. и др. Изотопный состав плутония в почве и возможности идентификации источников загрязнения. // Атомная энергия. - 1997 -- т.83. - ? 4. - с.298-304.
- Домкин В.Д., Степанов Ан.В., Цветков О.С. и др. Изотопный состав Pu в донных отложениях Норвежского и Гренландского морей. // Атомная энергия. - 1999. - т.87. - вып.4. - с.286.
- Беляев Б.Н., Домкин В.Д., Иванова Л.М. и др. Изотопный состав и плотность отложения плутония в почвах в окрестности Санкт-Петербурга. // Радиохимия. - 2001. т. 43. - ? 2. - с. 184-187.
- Andronenko L.N., Andronenko M.N., Domkin V.D. et al. Inverse Kinematics Experiments on Disintegrations of U-238 Induced by Protons in Combination with (2E,2V) Measurements. // Preprint PNPI-2534. - Gatchina. - 2003.
- Andronenko L.N., Andronenko M.N., Domkin V.D. et all. Nuclear Fission Identification in Disintegrations of Heavy and Medium-heavy Nuclei. // Preprint PNPI-2538. - Gatchina. - 2003.
|
структура научной части института 
