Np的环境化学研究进展

237 Np作为长寿命(T1/2=2.14×106 a)、高毒性的人工放射性核素,在乏燃料所包含的核素中占有较大的份额。这类核素若释放到环境中会对环境构成很大的潜在威胁。包括我国在内的世界各主要有核国家都将237 Np作为高放废物进行深地质处置,因此研究Np的环境化学行为十分重要。Np的环境化学研究重点是Np在环境中尤其是在深地质处置环境中的浓度、形态以及迁移行为。本文总结了国内外对Np的溶解和迁移行为的研究进展,重点介绍了Np的溶解度、水解和络合反应的研究成果以及Np在矿物上的吸附行为及机理研究的最新进展,并对Np的环境化学研究发展方向提出了建议。     

237Np在黄土上的吸附

采用静态法测定了^237Np在黄土上的吸附比,开展了去除特定物相(包括碳酸盐、Fe/Mn氧化物／氢氧化物和有机质)后黄土对为^237Np的吸附,以及地下水离子强度等因素对黄土吸附^237Np影响的研究,并采用连续提取程序对吸附了^237Np的黄土进行了分析。实验结果表明：^237Np在黄土上的吸附较强,其吸附比为854mL／g;黄土中碳酸盐相对吸附的贡献最大,大体可据之对黄土吸附^237Np的能力进行判断。     

Np在地下水中溶解度的测定

本工作在低氧条件下测定了Np在BS03井地下水中的溶解度,探讨了不同还原剂种类、地下水pH值、地下水Eh、CO2逸度等因素对Np溶解度的影响,同时对溶解平衡后的水相中可能存在价态进行了测定,对水相中Np可能存在的形态进行了推测。实验结果表明:分别以Na2S2O4、铁粉、FeO为还原剂时     

铀中微量237Np的分析

建立了准确测定常量铀中微量镎的方法。方法包括萃取色层法分离和质谱法测量。对影响测定准确度的关键问题进行了讨论。结果表明 ,全程Np的回收率 >80 % ,对U的去污因子DF >1× 10 6。用该法成功地测定了后处理流程台架温实验水相铀产品中2 3 7Np的含量。     

反相分配色层-阴离子交换法分离测定Np(Ⅳ)、Np(Ⅴ)、Np(Ⅵ)

本文研究了用TBP反相分配色层法分离、测定Np(Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ)的条件,并对纯Np硝酸体系或U-Np硝酸体系进行Np(Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ)的测定。此法简单快速。用反相分配色层—阴离子交换法分离、测定了低浓铀高燃耗料液中Np的各种价态的比例。本文对Np(Ⅵ)在色层柱上的还原问题进行了研究,掌握了某些规律,并寻得了解决的方法。     

腐殖酸对Np胶体行为的影响

在模拟高放废物深地质处置的低氧低浓条件下,探讨用膜过滤法研究Np胶体行为的可行性。实验研究结果表明:无腐殖酸存在时,在pH=1～13条件下,无机离子对237Np的测定无明显影响,237Np的液闪探测效率可达100%;增加闪烁液用量可消除腐殖酸对237Np的淬灭效应,过滤器对237Np的吸附可忽略不计,说明将过滤法应用于Np的胶体行为研究准确、可靠,操作简便。应用该方法对Np的不同价态和腐殖酸存在下的胶体行为进行了研究。Np(Ⅴ)无明显胶体行为,Np(Ⅳ)以真胶体形态存在,其浓度显著影响胶体行为;腐殖酸与Np(Ⅳ)能形成假胶体,从而提高了Np(Ⅳ)在溶液中的含量,有利于Np的迁移。腐殖酸是核素迁移研究必须考虑的重要影响因素。     

光化学法控制Np价态的研究——Ⅰ.Np(Ⅵ)的光化还原动力学

本文研究了硝酸体系中,酸度,Np(Ⅵ)初始浓度和温度等因素对Np(Ⅵ)光化还原速率的影响。推导出Np(Ⅵ)的光化还原速率方程式 -((d[Np(Ⅵ)])/dt)=0.05766[Np(Ⅵ)][H~+]~(-1)所提出的反应机理能较好地符合实验结果。     

Np(Ⅳ)的溶解行为研究

在低氧条件下以Na2S2O4或铁粉作还原剂，测定了Np(Ⅳ）在模拟地下水和重蒸水中的溶解度，讨论了溶液pH值和放置时间对Np(Ⅳ）的形态及在两种水样中溶解度的影响。实验结果表明：放置时间对溶解度的影响不大；随着溶液pH值（6－12）的变化，Np(Ⅳ）在模拟地下水和重蒸水中的溶解度不变，Np(Ⅳ）主要以Np(OH)4,Np(OH)5^-两种形态存在。     

Np（Ⅴ）水解反应的实验研究

利用分光光度法研究Ｎｐ（Ⅴ）在近中性溶液中的水解反应。获得在不同ｐＨ值下该核素的吸收光谱，求出其一级水解离数；并证明当ｐＨ＞１０时，Ｎｐ（Ⅴ）发生二级水解并生成带负电荷的水解产物。     

Np（V）水解反应的实验研究

利用分光光度法研究Ｎｐ（Ｖ）在近中性溶液中的水解反应。获得在不同ｐＨ值下该核素的吸收光谱，求出其一级水解常数；并证明当ｐＨ＞１０时，Ｎｎ（Ｖ）发生二级水解并生成带负电荷的水解产物。     

DHDECMP萃取Np(Ⅳ)的研究

一、引言 近年来国外不少文献报道了有关双配位基有机磷萃取剂在核燃料后处理中用以回收或清除锕系元素的研究工作,而对这些元素的萃取行为的系统研究报道甚少。在文献[8—10]中,我们用双配位基中性有机磷萃取剂N,N-二乙胺甲酰甲撑膦酸二己酯(简称DHDECMP)对萃取Am(Ⅲ),Pu(Ⅳ),Nd(Ⅲ)和硝酸的各种影响因素及Am(Ⅲ)与Pu(Ⅳ)的分离条件进     

环境中237Np的分析技术现状

由于极长的半衰期、较高的环境迁移性及放射毒性,²³⁷Np成为环境放射性核素危害评价和高放废物地质处置中重点关注的核素。本文细致调研了目前环境中²³⁷Np的来源途径及其在各种环境介质中的活度浓度水平,并针对已报道的放射化学分析方法,着重介绍样品的消解、快速预浓集、分离纯化及测量技术的研究进展,指出目前环境中痕量²³⁷Np准确分析的难点和瓶颈,展望其分析技术的最新发展方向及²³⁷Np的应用前景。     

Diffusion Behavior of Np in Simulated Groundwater

The diffusion rate of radio-nuclides in groundwater is one of the most important factors to be considered for risk assessment of disposal of high-level waste in deep geological repository. However,the reported data are very scarce. In the present work,the…     

FIA法测定后处理工艺溶液中的Np

应用流动注射分析（ＦＩＡ）法快速测定后处理工艺溶液中的Ｎｐ。用自行研制的“ＦＩＡ－铀、钚、镎测定仪”中的阴离子交换柱进行Ｎｐ的富集与分离，以５．０×１０－６ｍｏｌ／１Ｈ３ＰＯ４＋０．０５％偶氮胂（Ⅲ）作复合掩蔽显色剂，消除残留Ｚｒ的干扰，并完成显色剂反应。在流通池内于６６７ｎｍ处测定吸光度，记录Ｎｐ的吸收峰高。Ｎｐ的定量探测限约为１μｇ／ｍｌ；当ρ（Ｎｐ）＝５μｇ／ｍｌ时，测定值的相对标准偏差好于４％；２５ｍｉｎ可以完成１次测量。     

单甲基肼还原Np（Ⅵ）：Ⅱ.Purex流程中U—Np分离的研究

用单级萃取试验研究了水相ＨＮＯ３浓度和ＣＨ３Ｎ２Ｈ３浓度对３０％ＴＢＰ－煤油相从含Ｕ和不含Ｕ水相中萃取Ｎｐ行为的影响，以及反萃液中的ＨＮＯ３浓度和ＣＨ３Ｎ２Ｈ３浓度对从含Ｕ和不含Ｕ的３０％ＴＢＰ－煤油相中Ｎｐ的反萃取率的影响。试验结果表明：提高水相ＣＨ３Ｎ２Ｈ３浓度和降低ＨＮＯ３浓度有利于抑制Ｎｐ的萃取和改善Ｎｐ的反萃取。按照动力堆乏燃料后处理流程１Ａ槽工艺条件和类似于１Ｂ槽的工艺条件，以ＣＨ３Ｎ２Ｈ３为Ｎｐ的选择性还原剂，进行了串级试验。对１Ａ槽串级，Ｕ中除Ｎｐ的净化系数为１．４×１０４，对１Ｂ槽串级，Ｕ中除Ｎｐ的净化系数为１２．８。试验结果初步表明：单甲基肼作为Ｎｐ还原剂在Ｐｕｒｅｘ流程中有一定的应用前景     

基于α谱的尿中237Np的测量方法

²³⁷Np属于高毒组核素,吸入人体后,会产生内照射危害。基于尿样中²³⁷Np的分析测量既是常规监测的重要手段,也是研究职业工作人员人体²³⁷Np剂量水平的关键方法,通过共沉淀预浓集,讨论了尿样中²³⁷Np的前处理过程,系统地研究了TEVA萃取色谱树脂分离纯化和电沉积过程对²³⁷Np化学回收率的影响。结果表明：该法对²³⁷Np的化学回收率可达88.5%,方法检测限为2.55×10^-5 Bq/L。该分析方法满足常规监测要求,适用于大体积尿样中²³⁷Np的监测评价。     

用萃取色层法分离Np(Ⅳ),NP(Ⅴ)和Np(Ⅵ)

本文研究了用磷酸三(2—乙基己基)酯(以下简称为TIOP)作固定相、硝酸等为流动相的萃取色层法在分离Np(Ⅳ)、Np(Ⅴ)和Np(Ⅵ)中的应用。利用Np(Ⅳ)、Np(Ⅴ)和Np(Ⅵ)在TIOP—硅胶柱上分配系数的差异使不同价态的镎得到分离。Np(Ⅴ)不被TIOP吸附,Np(Ⅳ)、Np(Ⅵ)分别用HNO_3+HF、HNO_3+HF+Fe(NH_2SO_3)_2洗脱,从而达到定量分离。文中并对光的影响进行了讨论。最后简单叙述了用TIOP—萃淋树脂来分离Np(Ⅳ)、Np(Ⅴ)和Np(Ⅵ)的实验。     

普雷克斯流程中Np的行为和控制

在后处理流程的众多化学分离中 ,Np的走向和控制是国际后处理界关注的重点研究课题。根据我国和其他国家的研究成果 ,综合分析了后处理中Np的走向和控制。Np在辐照燃料溶解液中的价态分布主要取决于溶解液中HNO3与HNO2 之比 ,通常情况下 ,溶解液中Np(Ⅴ )占主要份额 ;Np在共去污阶段的走向有两种可能 ,一是将Np控制为Np(Ⅴ ) ,使其进入高放废液 (1AW ) ,二是将Np控制为Np(Ⅵ ) ,则Np将与U ,Pu一起进入有机相 ,但两者至今为止都难以实现定量分离。Np在U/Pu分离阶段部分随U ,部分随Pu。在U纯化循环中 ,理想的方法是采用低酸加热氧化Np(Ⅳ )至Np(Ⅴ ) ,以实现与铀的有效分离。     

237Np与233Pa的分离和测定

采用多孔高硅氧玻璃作吸附柱 ,研究了在 8mol/LHNO3介质中2 37Np与子体2 33Pa的分离和测定。研究结果表明 ,用H2 SO4 解吸2 33Pa ,能使2 37Np与2 33Pa定量分离。2 37Np和2 33Pa的放化回收率分别为 99%～ 10 1%和 99%～ 10 3% ,方法的相对标准偏差分别为 2 %和 3%