微量钌在Pu纯化循环中的行为

为了了解钌在Pu纯化循环中的行为,研究了相接触时间、相比、硝酸浓度对钌(Ru)分配比的影响,并通过台架试验研究了流比、料液酸度、洗涤级数、萃取级数、铀浓度对Ru净化的影响。结果表明：流比(2AF∶2AX)、料液(2AF)HNO₃浓度、洗涤级数、萃取级数、铀饱和度对Ru的净化具有显著的影响。台架热试验结果表明,Ru的净化系数高于1 000,远高于设计指标100。     

在NaNO_2存在下TBP-HNO_3体系中放射性钌的萃取行为研究

在热铀处理的Purex流程中,放射性钌(~(103+106)Ru)在硝酸溶液中的化学状态极其复杂,了解其萃取行为对提高裂变产物的去污系数十分重要。在提钚的萃取过程中引入了亚硝酸钠,但是在NaNO_2存在下研究放射性钌在TBP-HNO_3体系中的萃取行为尚未报道。本文首先测定了在NaNO_2-HNO_3溶液中30％(V/V)TBP-煤油对HNO_2和HNO_3的萃取平衡,然后测定了硝酸浓度、NaNO_2浓度以及RuNO原始料液经不同方法处理后对钌分配比的影响,并且探讨了在NaNO_2存在下提高Purex萃取流程中放射性钌去污系数的一些可能途径。此外还采用Kenny-Martin技术来研究RuNO各类络合物的萃取行为。     

单甲基肼与亚硝酰钌硝酸根配合物的反应动力学

研究了单甲基肼(MMH)浓度、酸度、温度及预处理时间等对钌预处理效果的影响。采用溶剂萃取法研究了RuNO硝酸根配合物与MMH的反应动力学,75℃下该反应的表观速率方程为:r=Kc6.38(RuNO(Ⅲ)).c2.60(MMH)c-0.88(HNO3)。反应速度随着MMH浓度增加而加快,随着HNO3浓度增加下降。75℃下,料液经MMH预处理2 h,Ru的分配比显著降低,预处理效果明显。     

30%TBP-正十二烷/硝酸体系中浓钚的分配行为

研究了温度、水相中硝酸浓度和水相中钚浓度对30%TBP-正十二烷/硝酸体系中浓钚(两相平衡后水相中Pu(Ⅳ)质量浓度为0.35～11.1g/L时)的分配比D(Pu)的影响。研究结果表明:25℃下,当硝酸浓度大于1.5mol/L时,D(Pu)随着钚浓度的增高而下降;当酸度为0.4mol/L时,钚浓度对钚分配比影响不大。当两相平衡后水相中Pu(Ⅳ)质量浓度为1.34～3.80g/L,水相中硝酸浓度分别为1.5mol/L和3.0mol/L时,在25～60℃范围,钚的分配比随温度增加而增大,最大增大率为39.4%。25℃下,当酸度分别为1.5mol/L、3.0mol/L和4.5mol/L时,30%TBP-正十二烷作为萃取剂时Pu的分配比比根据文献计算出来的30%TBP-煤油体系的值要大一些。但酸度为0.4mol/L时,两个体系中Pu的分配比接近。     

钍水法后处理工艺流程的基础研究

我们研究了在酸式Thorex流程的A槽中~(232)Th、~(233)U、~(233)Pa和裂片(主要是~(95)Zr-~(95)Nb、~(106)Ru、~(144)Ce)的萃取行为,并研究了提高裂片及~(233)Pa去污的若干措施。我们发现在保证铀钍收率的前提下,降低A槽内的酸度,对提高~(233)Pa和~(95)Zr-~(95)Nb的去污是十分有效的;另外料液加肼加热预处理可以有效地提高~(106)Ru的去污。     

N,N'-二(2-乙基己基)二甘酰胺酸对Dy(Ⅲ)的萃取

以正十二烷作为稀释剂,研究了N,N'-二(2-乙基己基)二甘酰胺酸(HDEHDGA,简称HL)萃取剂对硝酸介质中Dy(Ⅲ)离子的萃取性能。结果表明:该萃取剂对Dy(Ⅲ)有良好的萃取性能,在硝酸浓度为0.3~4.0mol/L时,Dy(Ⅲ)的分配比(D(Dy))随水溶液中平衡酸度的增加先减小后增大,在HNO_3浓度大约为1.0mol/L时,分配比最小。萃取分配比随水相硝酸浓度变化的关系表明,HDEHDGA萃取Dy(Ⅲ)的机理随硝酸浓度变化而不同。从3.0mol/L HNO_3中萃取Dy(Ⅲ)的分配比与萃取剂浓度及硝酸根浓度的关系表明,萃取过程中HDEHDGA主要以中性萃取剂形式与Dy(Ⅲ)配位,萃取反应方程式可能为:Dy(Ⅲ)+2HL+3NO_3~-=Dy(Ⅲ))(HL)_2(NO_3)_3该反应为放热反应,反应的热焓为-63.38kJ/mol,降低萃取温度有利于HDEHDGA对Dy(Ⅲ)的萃取。     

医用核素~(111)In提取工艺的方法研究

用二-(2-乙基已基)磷酸(HDEHP),异丙醚和乙醚溶剂萃取In(Ⅲ),测定了In(Ⅲ)在有机相和水相之间的分配比。在HDEHP-HNO_3和HDEHP-HClO_4体系中,In(Ⅲ)的分配比随酸度的增加而下降。在异丙醚-HBr和乙醚-HBr体系中,In(Ⅲ)的分配比随酸度的增加而增加。In(Ⅲ)的分配比随HDEHP浓度的增加而增加,随In(Ⅲ)浓度的增加而下降。In(Ⅲ)分配比的顺序是HDEHP-HNO_3,HDEHP-HClO_4,异丙醚-HBr和     

以低碳异羟肟酸作络合剂改善钌的去污

在低酸条件下加入水溶性的低碳异羟肟酸保温预处理,可使30%TBP-煤油萃取RuNO硝酸根络合物的分配系数D_(Ru)降低一个数量级。料液预处理后调至2.0mol/1 HNO_3介质,放置40h,其D_(Ru)值无明显变化。大量铀的存在对预处理效果无影响。     

杯冠化合物在处理高放废液中的应用(Ⅲ)--异丙氧基杯[4]冠-6/正辛醇的萃取性能

研究了异丙氧基杯[4]冠-6(简称iPr-C[-4]C6)/正辛醇的萃取性能，主要考察了酸度、模拟高放废液对萃取铯离子以及主要锕系元素和锝的影响，初步研究了辐照剂量对iPr-C[4]C6／正辛醇萃取铯离子的影响。研究表明：水相中无模拟料液时，酸度对iPr-C[-4]C6萃取铯离子的影响较大；除钾离子外，其它共存离子对萃取铯离子的影响较小；有模拟料液存在情况下，酸度的影响较小，而稀释倍数影响较大；辐照剂量小于10^5Gy时，体系对铯离子萃取无明显影响。在硝酸溶液中，萃取体系对锕系元素的萃取率很低;有模拟料液时，除镅和锝外。其它元素的分配比明显升高。     

HDEHP从Bi(Ⅲ),Cu(Ⅱ),Pb(Ⅱ)的硝酸溶液中萃取Bi(Ⅲ)

在核医学上,~(206)Bi是一种由加速器生产的脑肿瘤诊断用的同位素,欧美用得较为广泛。本文研究了HDEHP从Bi(Ⅲ)、Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)的硝酸溶液中萃取Bi(Ⅲ)。主要的工作包括了Bi(Ⅲ)在两相中的分配比与酸度的关系,与HDEHP浓度的关系,与Bi(Ⅲ)含量的关系,     

用可离解冠醚萃取铀和钍的研究

以均二苯基-16-冠-5-氧代乙酸(E)作为一种新型萃取剂,研究了UO_2~(2 )和Th~(4 )的溶剂萃取行为。结果指出,其萃取效率受水相酸度的影响很大,在pH≈3.5时,Th~(4 )可以接近定量地被萃取,而UO_2~(2 )则几乎全部留在水相。保持水相酸度不变,得到UO_2~(2 )和Th~(4 )的分配比与有机相中E浓度的对数关系是线性的,斜率分别为1和2,表明在萃取过程中,     

微量锆在钚纯化循环中的行为

研究了相接触时间、相比、硝酸浓度对锆萃取性能的影响,并通过台架试验研究了流比、料液酸度、洗涤级数、萃取级数、铀浓度对Pu产品中Zr净化效果的影响。结果表明:流比(2AF∶2AX)、料液(2AF)中HNO3浓度、洗涤级数对Zr的净化具有显著的影响,而铀浓度对Zr的净化效果影响有限。台架温试验证明,选择的优化工艺可以满足Pu的收率和Pu产品中Zr的净化因子大于100的要求。     

环境水中~(106)Ru的分析

本文叙述了环境水中~(106)Ru的快速γ谱仪分析和β测量分析方法。γ谱仪分析法是将5升水中各种价态的~(106)Ru以CoS共沉淀,硝酸纤维滤膜过滤制源,反符合屏蔽低本底NaI(Tl)γ谱仪测量;纯~(106)Ru灵敏度(3倍标准误差)为(1.2±0.2)×10~(-12)居里/升。β测量分析法是先将5升水中的~(106)Ru以CoS共沉淀,沉淀溶解后用镁粉还原钌,CCl_4萃取,反萃取;取一份以RuCl_4分光光度测得化学产额为(83±6)%。另一份以Ru0_2沉淀制源,在低本底流气式β测量器上测得放化产额为(80±5)%。化学产额与放化产额之比为0.97。本方法灵敏度(3信标准误差)是(1.1±0.1)×10~(-13)居里/升。~(60)Co、~(134)Cs、~(90)Sr-~(90)Y、~(141)Ce的去污系数≥2.3×10~6,~(95)Zr-~(95)Nb去污系数约10~4。进行了环境水中~(106)Ru样品的分析。     

从核燃料后处理废液中提取贵金属铑和钯的研究

本文用模拟料液,研究了以萃取法为基本方法,从核燃料后处理废液中提取贵金属铑和钯。所得产品铑和钯的化学纯度分别大于99.9％和99.95％。该流程中铑和钯的收率均在90％以上。几个主要的长寿命放射性核素(~(90)Sr/~(90)Y、~(106)Ru/~(106)Rh、~(125)Sb、~(137)Cs、~(144)Ce/~(144)Pr和~(147)Pm)对产品钯都没有沾污。~(137)Cs对产品铑没有沾污。产品铑对~(90)Sr/~(90)Y、~(106)Ru/~(106)Rh、~(125)Sb、~(144)Ce/~(144)Pr和~(147)Pm的放射性去污系数分别为2.4×10~6、5.2×10~4、9.0×10~4、9.6×10~6和4.1×10~6。经加反载体纯化(对~(147)Pm未进行此实验),产品铑对~(106)Ru/~(106)Rh的放射性去污系数为6.2×10~7,对上述其它几种核素都达到完全去污。     

亚硝酰钌的状态变化及其某些萃取行为

在热铀后处理萃取流程中,燃烧过的铀在用硝酸溶解后,~(106)Ru在溶液中主要以亚硝酰钌(RuNO~(3 ))状态存在,Ru(Ⅳ)仅占1%左右,Ru-O-Ru含量更低,且稳定性也较差。亚硝酰钌异常稳定,它有较强的络合能力,通常形成硝酸基络合物、亚硝酸基络合物以及含水分子、氢氧基的混合配位络合物。特别是高硝酸基络合物与磷酸三丁酯(TBP)更易形成可萃络合物而难以与U,Pu分离,因此RuNO~(3 )一直是萃取过程中     

医用核素~(111)In提取工艺的方法研究

用二-(2-乙基已基)磷酸(HDEHP),异丙醚和乙醚溶剂萃取In(Ⅲ),测定了In(Ⅲ)在有机相和水相之间的分配比。在HDEHP-HNO_3和HDEHP-HClO_4体系中,In(Ⅲ)的分配比随酸度的增加而下降。在异丙醚-HBr和乙醚-HBr体系中,In(Ⅲ)的分配比随酸度的增加而增加。In(Ⅲ)的分配比随HDEHP浓度的增加而增加,随In(Ⅲ)浓度的增加而下降。In(Ⅲ)分配比的顺序是HDEHP-HNO_3,HDEHP-HClO_4,异丙醚-HBr和乙醚-HBr依次减小。在HDEHP-HNO_3,HDEHP-HClO_4,异丙醚-HBr体系中的化学产额分别是96.13％,91.2％和88.9％。在回旋加速器外靶装置上和内靶装置上,选择了能量为24～27MeV,束流强度分别为9μA和140/μA的α粒子轰击银靶和电镀银靶。累计荷电量为80μA·h和750μA·h。在辐照后的镀银靶中,用HDEHP溶剂萃取完成~(111)In的放射化学分离。~(111)In的放射化学产额是4.4MBq·μA~(-1)·h~(-1)。在1ml~(111)InCl_3注射液中(放射性浓度为74MBq/ml),杂质元素Cu,Fe,Zn和Ag的含量分别是:0.99μg,0.48μg,0.11μg和0.05μg。     

乙异羟肟酸改善铀纯化循环Ru去污的研究

研究了乙异羟肟酸(AHA)浓度、酸度、温度及时间等因素对Ru预处理效果的影响,结果表明,预处理酸度为0.2 mol/L时,0.2 mol/L AHA为预处理试剂在80℃保温预处理3 h,Ru在ψ=30%TBP/煤油中的分配比(D(Ru))约降至预处理前的1/3.在选定的上述预处理条件下进行模拟铀纯化循环2D槽串级实验,结果表明,Ru的去污因子(DF(Ru))为1.82×103,较不进行料液预处理时的DF(Ru)提高近6倍.     

二环己基-18-冠-6对铀(Ⅵ)的萃取

本工作研究了硝酸体系中十六种不同结构的冠醚对铀(Ⅳ)的萃取,萃取性能以二环己基系列的冠醚为最好。溶剂的介电常数大时铀(Ⅳ)的分配比增加,非极性溶剂所得的分配比很小。铀(Ⅳ)的分配比随水相中硝酸浓度增大而增加,在6.5MHNO_3时分配比最大,然后分配比又随硝酸浓度的增大而降低。该冠醚体系的动力学性质很好且很容易解络。初步实验结果表明,UO_2(NO_3)_2与二环己基—18—冠—6的络合物组成为1:1。另外,该络合物的红外光谱特征与文献中所述铀(Ⅳ)的配位键合情况符合。     

Purex流程的改进Ⅰ.共去污单元锆、钌净化工艺

通过单级实验,研究了不同铀饱和度、酸度、温度条件下30%TBP对锆、钌的萃取规律,在此基础上确定了提高1A净化锆、钌的工艺,并进行了台架实验验证。研究结果表明：提高铀饱和度、温度和酸度有助于降低钌在30%TBP中的分配比;在30%TBP中,高铀饱和度条件下,锆分配比受铀饱和度的影响远大于水相硝酸浓度的影响;温度对锆的分配比影响不显著。当1A槽采用4mol/L硝酸进料、4mol/L硝酸洗涤时,45℃条件下,铀、钚的回收率达99.98%,钌的去污系数约达到10⁵。     

海洋样品中^106Ru的分析

一、前言海洋环境中~(106)Ru的污染监测很重要。由于~(106)Ru在海洋环境中的价态和存在形式复杂,使分析很困难。国外理想方法不多。本文的201海水中~(106)Ru的分析流程有别于国外的有:CoS浓集量大3倍;还包含了除CoS的条件和除H_2SO_3的步骤等。海水中~(106)Ru的快速分