FIA快速测定乏燃料后处理工艺溶液中铀、钚、镎的方法及仪器研究(英文)

以流动注射分析(FIA)原理为基础,研制了测定铀、钚、镎的专用仪器;并建立了分别测定铀、钚、镎的三个快速分析方法。方法的灵敏度均为～1μg/ml,精密度好于4％;完成一次钚或镎的测定均需25min,测定一次铀仅需40s。仪器由接触放射性溶液的工作箱与不接触放射性溶液的控制箱组成,便于防护;用同步单柱塞泵进载液和显色剂,消除了基线的脉动;两套可供选择的流路分别用于测钚(或镎)和铀。在测钚或镎的流路中加入低压色谱柱,实现钚或镎的富集及与其他干扰元素的分离,在测铀的流路中,另加一个三通混合器,便于加缓冲液及掩蔽剂。测铀、钚、镎均以偶氮胂(Ⅲ)为显色剂。仪器与方法已用于实际样品分析。     

1AW溶液中U、Np和Pu的分析

研究了H2O2同时调节镎、钚、铀价态至Np(Ⅳ)、Pu(Ⅳ)以及U(Ⅵ)的条件,在6mol/L HNO3浓度下,使用1.5%H2O2作为氧化还原剂对1AW进行调价,吸附上UTEVA柱并淋洗后,对钚、镎和铀进行洗脱。对模拟放射性样品进行预处理后,其中铀、镎、钚单独顺序洗脱的回收率分别为91.5%、119%、99.8%,137 Cs的去污因子高达7.4×104,单个样品操作时间约为1~1.5h;若钚洗脱后铀、镎同时洗脱并使用ED-XRF测量可以减少操作时间,铀、镎的回收率分别为102.4%、93.9%。均满足样品分析及辐射防护要求。     

1AW样品的预处理方法

研究了以包覆有机物的二氧化硅为支持体,TBP、CMP和CMPO等萃取剂为固定相,通过萃取色谱法共萃取样品中待测的铀、镎、钚,分离绝大部分放射性裂片。结果表明:采用硅基TBP溶剂浸渍树脂进行预处理后,铀回收率接近100%,镎和钚总的回收率为99.6%;通过裂变核素去污因子可以估算,样品总γ放射性可以降低1.3×103倍,总β放射性可以降低1.18×103倍。     

电解还原铀钚分离过程中镎行为的研究 Ⅱ.阳阴极共区电解还原混合澄清槽的研制和实验

本文介绍了研制阳阴极共区电解还原混合澄清槽的目的、设计、调试、铀酸冷运转的情况。并利用该槽进行了铀、钚、镎共存的运行试验,着重了解镎在铀、钚分离过程中的行为。实验证明,钚收率99.9—99.99%;钚中去铀分离系数3900—33000;铀、钚、酸物料衡算良好;镎在槽中的积累和内循环严重;镎在槽中主要以四价形态存在;在1 B槽铀钚分离条件下,从单一产品液流(IBU或IBP)中定量回收镎是不太可能的。     

从Purex流程中放废液中回收和纯化镎、钚、铀的研究

本文报道了用逆流萃取串级实验方法研究Purex过程钚线2 A槽镎走向控制的实验结果。研究了从Purex过程中放废液(2AW 2DW)中用过氧化氢,硝酸肼-亚硝酸钠、硝酸肼-硝酸羟胺-发烟硝酸作氧化还原剂,定量共萃镎、钚、铀的工艺条件。还研究了定量反萃镎和分离钚、铀的工艺条件。按所推荐的工艺条件,钚线2 AW中镎回收率可达92-95%。2 M共萃槽中镎与钚的回收率均大于99%,铀回收率大于99.99%。2 N反萃槽中镎反萃率可达99.5—99.9%。镎铀分离系数达1.4×10~4—1.6×10~4,镎钚分离系数达1.5—13。     

大量铀中微量镎钚的分析

乏燃料后处理铀产品中对镎和钚的控制要求极其严格。现有方法难以满足铀产品的质量控制要求（样品中镎和钚的含量极低而铀-镎和铀-钚的含量比值又极高，经过有效分离后方能准确测定），因此，建立满足铀线质量控制的镎钚的测定方法对于我国乏燃料后处理铀产品的质量控制具有重要的现实意义。     

16 大量铀中镎钚的分离与测定——加压排空柱离子交换系统的设计及应用

镎和钚是长寿命极毒元素，核燃料后处理铀产品中对镎和钚的控制要求极其严格。准确、及时、稳定地测定乏燃料后处理厂铀线尾端样品以及铀产品（以下简称样品）中镎钚的含量是乏燃料后处理质量控制的要求。国内一直未建立起满足后处理铀线质量控制的分析方法，现有方法存在的主要问题是去除铀基体的分离流程长，去污因子不稳定，很难满足铀产品的质量控制要求（样品中镎和钚的含量极低而铀镎和铀钚的含量比值又非常高，只有经过有效分离后方能准确测定），而国外对此类方法均不予报道。     

正丁醛作还原剂时用TBP/煤油萃取分离铀、钚和镎的研究Ⅰ.正丁醛反萃TBP/煤油中的Np

为了解正丁醛在还原反萃分离铀、钚、镎过程中的作用,以正丁醛为还原剂,进行了硝酸水溶液反萃含U(Ⅵ)、Np(Ⅵ)或U(Ⅵ)、Np(Ⅵ)、Pu(Ⅳ)的TBP/煤油中Np的实验研究,测定了串级实验时Np在各萃取器中的分布,讨论了正丁醛、镎、铀、硝酸浓度、相比等对镎在萃取器中分布的影响.单级实验结果表明,正丁醛的加入和延长正丁醛与镎的相互作用时间,有利于从有机相中反萃镎;正丁醛的加入对铀、钚分配比的影响不大;但铀浓度增加会增加镎的反萃.串级实验结果表明,镎在1BP中的比例小于10%;第二级加入正丁醛时,正丁醛和镎在各级的分布较合理,能兼顾镎的去污与反萃.为了减少铀的损失,需要采用较高的硝酸浓度;在1BW中出现少量白色沉淀.     

电解还原铀钚分离过程中镎行为的研究

对HNO_3介质中的Np(Ⅴ)-Np(Ⅵ)电极行为进行了研究。实验表明,电解过程可逆,Np(Ⅴ)的还原有很高的超电位。在双区单级电解槽中,阴极电位700mV(S.C.E.),电解还原10分钟,可使Np(Ⅵ)定量还原成Np(Ⅴ)。在1.50mol/L HNO_3介质中,电解还原Np(Ⅵ)的半反应时间约1.5分钟。可以预见,在混合澄清槽中的镎将主要处于四价状态。介绍了研制阳阴极共区电解还原混合澄清槽的目的、设计、调试、铀酸冷运转的情况。并利用该槽进行了铀、钚、镎共存的运行试验,着重了解镎在铀、钚分离过程中的行为。实验证明,钚收率99.90—99.99%;钚中去铀分离系数3900～33000;铀、钚、酸物料衡算良好;镎在槽中的积累和内循环严重;镎在槽中主要以四价形态存在;在1B槽铀钚分离条件下,从单一产品液流(IBU或IBP)中定量回收镎是不太可能的。     

1AW中铀、镎、钚含量的测定

正1AW溶液是Purex后处理流程一循环中的第1个分离单元(共去污单元)的水相废液,组成极其复杂,几乎含有所有的放射性裂片元素,比放很高,达到10~(12)Bq/L,需在重屏蔽(热室)条件下采用机械手进行操作。在后处理厂的工艺控制分析中,为了解流程中镎的走向,铀、钚的回收率及     

痕量锕系元素的精密测定——Ⅳ.微克量镎及镅的荧光络合滴定

我们在文献[1]中,以痕量钍的精密测定为例,提出了痕量锕系元素的非常规荧光络合滴定法,并预料此法尚可用于痕量铀、镎、钚、镅和锔的精密测定。对铀的标准矿样及钚的分析基准物质的分析结果,均证实了方法的可靠性。本文简要报道应用此法于痕量镎及镅的精密测定结果,所用仪器及主要试剂同文献[1]中所述。     

偶氮胂-K分光光度法测定大量铀中微量镎

本文介绍了用偶氮胂-K测定大量铀中微量镎的分光光度法。首先用铁(Ⅱ)将镎还原为镎(Ⅳ),在2N HNO_3的条件下吸附于三月桂胺(TLA)色层柱上,而与样品中大量铀(铀:镎高达10~6:1)、微量钚和钍以及不诱钢腐蚀产物分离,然后用0.15N HNO_3洗脱镎(Ⅳ),并在665毫微米处测量镎(Ⅳ)同偶氮胂-K生成的蓝绿色络合物的消光值。此络合物的克分子消光系数为77000。在0.2—1.0微克镎(Ⅳ)/2毫升的范围内服从比尔定律。方法的精密度为±7%。在3小时内,一人操作可以完成6个样品的测定。     

二正辛基亚砜萃取铀、钚、钍和镎

本文报道了二正辛基亚砜(DOSO)—二甲苯从硝酸介质中萃取铀、钚、钍和镎的实验结果。DOSO对这些元素的萃取规律类似于TBP,但分配系数(D)比TBP高,尤其是对钚。上述元素的D值均随水相HNO_3浓度增加而增加,达到最大值后下降。用斜率法测得铀、钚、镎的溶剂化数均为2,钍为3,硝酸为1。本工作对盐析剂、络合阴离子(C_2O_4~(2-)、F~-、SO_4~(2-)等)、温度等对萃取的影响以及铀、钚的反萃条件进行了研究,还计算了萃取平衡常数和铀的ΔH值。     

高酸Purex流程镎走向控制及其回收纯化工艺研究

文章介绍用逆流萃取串级实验方法研究高酸Purex萃取流程lA萃取器镎走向控制(与铀、钚共萃取)及自lAP中定量反萃镎、分离铀、钚工艺条件的实验结果。     

从Purex流程中放废液中回收和纯化镎、钚、铀的研究

本文报道了用逆流萃取申级实验方法研究Purex过程2A槽镎走向控制及从中放废液(2AW和2DW)中定量回收和纯化镎、铀、钚的萃取工艺条件的实验结果。 在Purex流程钚线第二萃取循环2A槽现行工艺条件下,有30％左右的镎随钚进入2AP有机相中。为达到控制大部分镎进入2AW废液中之目的,采用在其洗涤段加入一定量NaNO_2的方法(0.05-0.08M),可将2AF料液中92-95％的镎赶入2AW废液中。     

FIA－铀、镎、钚测定仪的研制

该工作研制了一台ＦＩＡ－铀、镎、钚测定仪。该仪器综合了流动注射与色谱分析的优点；为适应放射性样品分析，仪器分为工作箱和控制箱两部分，两箱间距离为１．５ｍ；仪器抗干扰能力强，样品中允许大量杂质存在；信号的基线平稳，峰形尖锐；定量测定下限为１ｍｇ／ｌ，相对标准偏差优于５％；适用于１ＡＦ，１ＡＰ等许多控制点对Ｕ、Ｎｐ、Ｐｕ的分析。     

俄罗斯先进燃料试验台架投入运行

<正>【世界核新闻网站2017年2月9日报道】俄罗斯核燃料产供集团(TVEL)子公司俄罗斯无机材料研究所(VNIINM)2017年2月8日宣布已完成突破(Proryv)计划下的三份政府资助合同。这三份合同分别涉及:辐照后的铀-钚-镎燃料加工、后续放射性废物的处理以及先进快堆核燃料制造工艺的数学模拟和放射性废物管理。突破计划     

流动注射分析（FIA）法快速测定后处理工艺溶液中的U

应用自行研制的ＦＩＡ－铀、钚、镎分析仪，以偶氮肺Ⅲ作显色剂，ＤＣＴＡ作掩蔽剂，氮乙酸－氯乙酸钠作缓冲液，建立了微量铀的测定方法。铀的检测限为１ｍｇ／Ｌ，精密度好于３％。一次测定耗时４０ｓ。本方法已用于中国原子能科学研究院高放废液及含钚废水中铀的测定并能直接测定后处理工艺过程中某些分析点的铀含量。     

草酸-无机盐体系中微克量钚、镎的电沉积

本文研究了在草酸与氯离子或硝酸根离子介质中,定量电沉积微克量钚的条件,并提出了在镎溶液中用电沉积法测定少量钚相对含量的条件。微克级~(237)Np和~(239)Pu在C_2O_4~(2-)-Cl~-或C_2O_4~(2-)-NO_3~-(pH=2)介质中电沉积60分钟,收率都大于99%(标准误差<0.7%)。对~(239)Pu/~(237)Np放射性比约为0.4%的样品溶液,用本法与α能谱法相结合所测得的放射性比值,其绝对误差小于0.1%。     

N—235萃取色层法分离和测定钚

提出了用N-235/聚四氟乙烯柱萃取色层法从铀、镎和镅中分离钚的方法:从2.0mol·l~1 HNO_3溶液中吸附钚,用1.0mol·l~1 HNO_3溶液洗涤,再用HNO_3-H_2C_2O_4溶液洗脱。钚的回收率为97.4±1.8%。