L边密度计稳定性监控及U、Pu测量

本文采用金属Zr片作为质控样品监控L边密度计的长期稳定性,在此基础上采用L边密度计测量系列水相U标准溶液和水相Pu标准溶液,绘制水相U工作曲线和水相Pu工作曲线,建立了L边密度计测量U、Pu的分析方法,并采用该工作曲线测量了系列U和Pu标准溶液。结果显示,该方法既可测量水相U、Pu,也可测量有机相U、Pu,对于10 g/L以上的U溶液,测量结果的相对偏差小于5%;对于5 g/L以上的Pu溶液,测量结果的相对偏差小于1.7%。以上结果表明,本文所建立的L边密度计测量U、Pu的方法准确度良好,可用于实际U、Pu的测量。     

1BP钚在线测量装置的研制及应用

为满足热实验在线监测的需要，根据热室工艺设备台架及热室的具体情况，设计加工安装了一套1BP钚在线测量装置，该在线测量装置主要由探测系统、光路系统、样品流通池系统和控制及数据处理系统组成。采用C语言开发了控制及数据处理程序，应用无线模块使仪器和计算机之间实现无线信号传输及远程控制和数据处理。采用Pu标准溶液刻度仪器，建立了1BP溶液中钚在线分析方法。工作曲线的线性范围为0.1～5.0 g/L，R²=0.999。用该测量装置测量0.5 g/L的Pu标准溶液，结果的相对标准偏差为0.67%。该测量装置的热实验应用结果表明，其可实时监测工艺运行状况，监测结果可用于指导各相液流配比的调节。     

吸收光谱法直接测定乏燃料溶解液及1AF料液中Pu(Ⅵ)的含量

钚是乏燃料后处理过程最重要的产品。乏燃料溶解液和1AF料液中Pu(Ⅵ)的含量影响钚的收率,因而需要准确测量。采用吸收光谱法研究建立了1AF料液中Pu(Ⅵ)的分析方法,方法检测下限为5.8 mg/L,两次重加回收率分别为103%和96%,采用燃耗为45 000 MWd/t（以U计）的乏燃料溶解液和1AF料液进行了总钚含量测量方法的验证,测量结果与混合K边密度计-X射线荧光法测量结果吻合,相对偏差不大于3%。     

1BP中铀钚价态及其含量的分析方法

建立了1BP工艺点铀钚价态及其含量的分析方法。通过研究不同价态铀钚的可见吸收光谱，采用多点斜率法拟合了不同价态铀钚在414、480、600、659 nm波长下的摩尔吸光系数ε。利用摩尔吸光系数ε结合多元线性回归法（MLR），建立了1BP中Pu(Ⅲ)、U(Ⅳ)、U(Ⅵ)及Pu(Ⅳ)分析的数学模型。该方法测量了1BP模拟样品：在工艺正常情况下，Pu(Ⅲ)的质量浓度范围为0.50～8.00 g/L，测量精密度优于3.0%(n=6)，回收率为94.5%～103.9%；U(Ⅳ)的质量浓度范围为0.45～38.15 g/L，测量精密度优于3.0%（n=6），回收率为95.3%～104.7%；U(Ⅵ)的质量浓度范围为0.45～38.59 g/L，测量精密度优于3.0%（n=6），回收率为96.5%～103.0%；Pu总量的回收率为87.2%～100.6%。方法简单快速，精密度高，属于无损分析。     

铀(Ⅵ)的拉曼光谱定量分析

建立了Purex后处理工艺水相和有机相料液中U（Ⅵ）的拉曼光谱分析方法。对于水相体系,870 cm^-1处UO²⁺₂的拉曼谱峰强度与U(Ⅵ)质量浓度在5.0~450.0 g/L范围内呈现良好的线性关系,r²=0.9999,检出限为1.2 g/L。增加仪器的积分时间可以使U(Ⅵ)的检出限降至0.2 g/L。硝酸、其他锕系元素与裂片元素的存在对U(Ⅵ)的检测无影响。对于含0.5~4.0 mol/L硝酸的70.0 g/L U（Ⅵ）溶液,6次检测的相对标准偏差均不高于1.4%。进行含有裂片元素的重加回收实验,重加回收率在98.3%~101.6%之间。在有机相体系,拉曼信号强度与U(Ⅵ)质量浓度在5.0~107.0 g/L范围内呈现线性关系,r²=0.9990,检出限为0.7 g/L。该方法具有测定简便、无需考虑干扰、绿色无损等优点,可实现现场的快速检测,适用于水相和有机相中常量U(Ⅵ)的定量检测。     

后处理有机相料液中Pu(Ⅳ)和硝酸的同时快速分析

Pu(Ⅳ)和硝酸的测定在核燃料后处理厂工艺控制分析中占有重要的地位。采用自行研制的分析装置,利用Pu(Ⅳ)和硝酸的近红外吸收光谱,结合偏最小二乘回归（PLS）法,建立了后处理工艺有机相料液中Pu(Ⅳ)和硝酸含量的同时快速分析方法。Pu(Ⅳ)及硝酸的浓度测量范围分别为0.15～15 g/L、0.05～0.80 mol/L,测量范围覆盖了后处理流程大部分的工艺点。料液中硝酸测量的相对标准偏差小于5%,Pu(Ⅳ)测量的相对标准偏差小于2%。模拟样品的分析结果通过t检验,Pu(Ⅳ)和硝酸的重加回收率均为95%～103%。     

铀钍等32种标准溶液的研制

铀钍等32种100μg/mL标准溶液的研制,严格按照《国家标准物质计量技术规范》进行均匀性检验、稳定性检查和定值。标准溶液经F检验均匀性,F值均小于F_α临界值,溶液是均匀的。采用t检验法检查标准溶液的稳定性,t值小于t_(0.05(n-1)),溶液的稳定性在一年以上。标准溶液的定值,除硅采用重量法外,其它元素采用容量法。此系列标准溶液的总不确定度均小于±2.0%。     

Purex流程萃取体系下相关组分的分配比模型 Ⅰ.U(Ⅳ)分配比模型

在MATLAB软件平台上,利用文献报道的610组U(Ⅳ)分配比数据分别对美国、印度及日本提出的3种不同的U(Ⅳ)分配比模型函数进行了验证,验证结果表明:3种模型计算值与实验值的相对偏差均至少在20%以上,其中以美国研究者提出的U(Ⅳ)分配比模型计算效果最佳,但仍无法直接用于模拟计算U(Ⅳ)的分配比。因此,为得到相对偏差较低的U(Ⅳ)分配比模型,以美国研究者提出的模型为基础进行修正,修正后的模型为D(U(Ⅳ))=K*(U(Ⅳ))c2(fTBP),其中K*(U(Ⅳ))=(1.4/(30×c(U(Ⅳ))+1))×K*(U(Ⅵ))×(0.054 1+0.000 658×c2(NO-3)),该模型使用范围为:平衡水相硝酸浓度为0.4~4.0mol/L,U(Ⅳ)质量浓度为5~50g/L,U(Ⅵ)质量浓度为15~150g/L,Pu(Ⅲ)质量浓度为0.4~36.3g/L,肼浓度为7×10-4~2mol/L,相对偏差在±15%以内。     

高浓铀重水零功率堆中子温度和超热指标的测定

一、引言反应堆的中子温度是重要的能谱参数,它基本上反映了反应堆热谱的特征。知道了中子温度,就能更精确地确定热群平均截面。测量中子温度的方法较多,归纳起来有危险系数法、积分法、微分法和探测片的夹心法等。在积分技术中,可测量~(239)Pu与~(235)U的裂变碎片的活性比,也可测量~(176)Lu与~(55)Mn     

1BX制备过程中U(Ⅳ)和U(Ⅵ)的同时快速分析

将U(Ⅳ)、U(Ⅵ)可见吸收光谱与偏最小二乘法(PLS)相结合,利用自主研制的多通道光纤光谱仪及分析软件,建立了1BX制备过程中U(Ⅳ)、U(Ⅵ)的同时、快速测定方法。研究结果表明:建立的U(Ⅳ)、U(Ⅵ)定量校正模型具有较高的准确性,U(Ⅳ)测定范围为1.00~180.21g/L,U(Ⅵ)测定范围为11.00~200.00g/L,对于U(Ⅳ)、U(Ⅵ)样品测量相对偏差分别小于7%和8%,U(Ⅳ)重加回收率为99.4%~100.8%,U(Ⅵ)重加回收率为96.4%~104.6%。方法简单、快速、无需预处理、可同时进行多组分测量,为该工艺过程的在线分析或流线分析提供基础。     

Pu(Ⅳ)和硝酸同时快速分析装置的研制

利用InGaAs检测器与C-T固定光栅结合,外加光纤技术,研制了Pu(Ⅳ)和硝酸快速分析装置。应用NIST SRM2065标准物质测试表明,该仪器测量速度快、波长重复性好、稳定性高。采用该分析装置建立了后处理工艺中Pu(Ⅳ)和硝酸含量的快速分析方法,水相料液中硝酸和钚的测定范围分别为0.42~3.97mol/L、1.07~25.26g/L。     

1BP中铀钚价态及其含量的分析方法

建立了1BP工艺点铀钚价态及其含量的分析方法。通过研究不同价态铀钚的可见吸收光谱，采用多点斜率法拟合了不同价态铀钚在414、480、600、659 nm波长下的摩尔吸光系数ε。利用摩尔吸光系数ε结合多元线性回归法（MLR），建立了1BP中Pu(Ⅲ)、U(Ⅳ)、U(Ⅵ)及Pu(Ⅳ)分析的数学模型。该方法测量了1BP模拟样品：在工艺正常情况下，Pu(Ⅲ)的质量浓度范围为0.50～8.00 g/L，测量精密度优于3.0%(n=6)，回收率为94.5%～103.9%；U(Ⅳ)的质量浓度范围为0.45～38.15 g/L，测量精密度优于3.0%（n=6），回收率为95.3%～104.7%；U(Ⅵ)的质量浓度范围为0.45～38.59 g/L，测量精密度优于3.0%（n=6），回收率为96.5%～103.0%；Pu总量的回收率为87.2%～100.6%。方法简单快速，精密度高，属于无损分析。     

固定式中子剂量仪器现场标校方法研究

本文利用小型可控中子源和中子剂量参考仪器组成的核设施现场标校系统,通过空间位置对称条件下的待校准仪器与参考仪器对中子管出射中子响应之比,得到校准系数;为了完成仪器的周围剂量当量校准系数从国家标准计量检定中心参考辐射场到核设施现场的传递,必须对其进行能量修正。通过Am-Be中子源模拟核设施内部辐射场,在其中进行中子剂量仪器现场标校实验,并与校准过的多球中子谱仪测量结果相比较。结果表明:使用未经修正的校准系数对待校准仪器的测量结果进行校准,周围剂量当量率相对偏差为17.0%;使用修正后的校准系数对待校准仪器的测量结果进行校准,周围剂量当量率相对偏差为-2.4%。     

TRPO流程碳酸肼反萃U、Np、Pu工艺研究

以水合联氨和二氧化碳为原料合成了碳酸肼,并研究了碳酸肼用于反萃TRPO中负载的U、Np、Pu的工艺条件。探讨了反萃平衡时间、碳酸肼和有机相中负载U浓度对反萃率的影响。使用模拟动力堆燃料后处理高放废液的串级实验结果表明,100 g/L碳酸肼三级逆流反萃对TRPO有机相负载的U、Pu反萃率在99%以上,反萃过程无沉淀和界面污物生成。反萃液经浓硝酸处理后加热可使溶液中的肼完全分解,实现无盐化反萃。     

阻塞计的校准方法研究

阻塞计是监测钠中杂质浓度水平的最重要的在线测量仪表，为提高阻塞计的测量精度，提出了一种新的校准方法--冷阱控制法。实验通过控制冷阱冷点温度来控制钠中杂质的饱和温度，进而对阻塞计进行校准。实验中采用闭环控制模型准确控制了冷阱冷点的温度，冷阱冷点温度的波动范围为±0.5 ℃。共进行了28组实验，通过实验得到了阻塞温度的经验校准曲线。阻塞温度经校准后，校准值与理论值间偏差的范围为-0.654~0.653 μg/g，平均绝对偏差为0.298 μg/g，平均相对标准偏差为4.40%，校准曲线的残差概率图散点基本上呈直线趋势，残差服从正态分布，校准曲线的可信度较高。冷阱控制法较为简单，易于推广，该方法对阻塞计校准后，可提高其测量准确度。