Zr与辐射30%TBP形成萃取界面污物的行为研究

采用萃取法和以＾９５Ｚｒ为示踪剂的放化法、实验研究Ｚｒ与辐照３０％ＴＢＰ－正十二烷在ＨＮＯ３体系中产生界面污物的行为，及Ｚｒ浓度、辐照剂量、ＨＮＯ３浓度和加热加界面污物形成的影响，对不同条件下形成的界面污物固体的红外光谱进行对比分析。     

锆与H2MBP生成萃取界面污物的行为研究

观察了ＴＢＰ的降解产物磷酸一丁酯（Ｈ２ＭＢＰ）与锆在３０％ＴＢＰ正十二烷／ＨＮＯ３体系中产生界面污物的现象；进行了锆浓度，Ｈ２ＭＢＰ浓度以及硝酸浓度对界面污物生成的影响，并对界面污物固体进行了红外光谱分析和Ｘ射线荧光分析。     

锆与HDBP形成萃取界面污物的行为研究

研究了锆与ＨＤＢＰ形成界面污物的行为，分析了Ｚｒ－ＤＢＰ界面污物的基本构成，并就观察到的ＨＤＢＰ与锆形成界面污物过程出现的“异常”现象进行了探讨，提出了产生这种现象的可能机理。     

辐照对锂陶瓷材料电导率的影响

研究了辐照对含锂陶瓷材料电导率的影响。在１００—９００℃范围内研究材料的电导率大小顺序为γ－ＬｉＡｌＯ２＜Ｌｉ２ＺｒＯ３＜Ｌｉ２ＳｉＯ３≈Ｌｉ４ＳｉＯ４。研究结果表明：这些材料的电导率与材料表面的辐照损伤和杂质有关。辐照损伤导致电导率明显下降。     

辐射对锂陶瓷材料电导率的影响

研究了辐照对含锂孤瓷材料电导率的影响。在１００－９００℃范围内研究材料的电导率大小顺序为γ－ＬｉＡｌＯ２〈Ｌｉ２ＺｒＯ３〈Ｌｉ２ＳｉＯ３≈Ｌｉ４ＳｉＯ４。研究结果表明：这些材料的电导率与材料表面的辐照损伤和杂质有关。辐照损伤导致电导率明显下降。     

Purex流程中Tc的走向及其影响因素的研究

用逆流萃取串级实验方法研究动力堆乏燃料后处理流程中（包括ｌＡ、ｌＢ、２Ａ、２Ｂ、ｌＣ、２Ｄ槽）Ｔｃ的走向及其影响因素。采用模拟料液的串级实验结果表明，ｌＡ槽中影响Ｔｃ的回收率的主要因素是料液中的ｃ（ＨＮＯ＿３）及ｃ（Ｚｒ（ＮＯ＿３）＿４）。按推荐工艺流程条件，ｌＡ槽：ＤＦ＿（Ｔｃ）＝６．５，ｃ（ＨＮＯ＿３）＝２．０ｍｏｌ／ｌ；ＤＦ＿（Ｔｅ）＝７．８，ｃ（ＨＮＯ＿３）＝３．０ｍｏｌ／ｌ；ｌＢ槽：ＤＦ＿（ＴＣ）≈５６０—７７０；２Ａ槽：ＤＦ＿（ＴＣ）＝３７０；２Ｂ槽：ＤＦ＿（ＴＣ）＝１．２；ｌＣ槽：ＤＦ＿（ＴＣ）＝１．１；２Ｄ槽：ＤＦ＿（ＴＣ）＝３０．３。     

辐照铀元件溶解液中钼的放化分离

研究了草酸对α－安息香肟－ＣＨＣｌ３萃取＾９９Ｍｏ和＾９５Ｚｒ－＾９５Ｎｂ的影响，寻找了最佳Ｍｏ萃取率和＾９５Ｚｒ－＾９５Ｎｂ去污因数的实验条件。提出了在ＨＮＯ３介质中使用α－安息香肟萃取Ｍｏ的分离程序，可从辐照铀元件溶解液中分离Ｍｏ。     

高温气冷堆He载气中H2和CO转化实验研究

研究了Ｈ＿２和ＣＯ在ＣｕＯ－ＺｎＯ＿Ａｌ＿２Ｏ＿３催化床中转化成Ｈ＿２Ｏ和ＣＯ＿２的实验装置和实验结果，论证了不同床层工作温度、系统压力、杂质浓度、流量及露点温度等因素对氧化铜床工作性能的影响；测得了Ｈ＿２和ＣＯ在ＣｕＯ－ＺｎＯ－Ａｌ＿２Ｏ＿３床上的转化特性曲线等变化规律，获得了转化容量、工作周期和转化效率等实验数据，确定了最佳运行参数。结果表明，使用ＣｕＯ＿ＺｎＯ－Ａｌ＿２Ｏ＿３床可使净化后的Ｈ＿２和ＣＯ的体积分数都小于２×ｌ０￣（－６），满足高温气冷堆的净化要求。为高温气冷堆中氧化铜床装置提供了可靠的设计数据。     

HNO3和有机介质中U（Ⅳ）的稳定性研究

研究了ＨＮＯ＿３和ＴＢＰ－煤油介质中Ｕ（Ⅳ）的稳定性。测定了两种介质中Ｕ（Ⅳ）、ＨＮＯ＿３、ＴＢＰ浓度和气相中氧浓度对Ｕ（Ⅳ）氧化速率的影响。Ｕ（Ⅳ）的氧化速率都随温度提高而明显增加．其表观活化能分别为９１ｋＪ／ｍｏｌ（ＨＮＯ＿３介质）和４２ｋＪ／ｍｏｌ（ＴＢＰ－煤油介质）。对两种介质中Ｕ（Ⅳ）的氧化速率规律进行了比较。     

用微分分光光度法测定硝酸溶液中U（Ⅵ）和Pu（Ⅳ）

使用λ＿（１９）分光光度计研究ＨＮＯ＿３介质中Ｕ（Ⅵ）和Ｐｕ（Ⅳ）的吸收光谱、四次微分谱以及共存的杂质离子对微分谱的影响，并分别采用微分谱上４１５ｎｍ处峰零值和４７２．５－４７９．５ｎｍ间的峰面积值计算Ｕ（Ⅵ）和Ｐｕ（Ⅳ）的含量。结果表明：当体系ＮＯ或ＨＮＯ＿３浓度处在１．５－３．０ｍｏｌ／ｌ之间时，用微分法测定Ｕ（Ⅵ）不必预先测定体系中的ＮＯ或ＨＮＯ＿３浓度，相对偏差＜５．５％；对于Ｐｕ（Ⅳ）的测定，相对偏差＜５．０％；对于Ｕ（Ⅵ）和Ｐｕ（Ⅳ）混合体系，当Ｕ／Ｐｕ比达到２００时，采用微分法仍可鉴定Ｐｕ（Ⅳ）的存在，这时，Ｐｕ（Ⅳ）测定的相对偏差＜６．０％。Ｐｕ（Ⅳ）的检测下限为５×ｌ０￣（－４）ｍｏｌ／ｌ。     

Crud in Solvent Washing Process for Nuclear Fuel Reprocessing

In a solvent washing process for nuclear fuel reprocessing, one of the important problems is a formation of stable emulsions between organic and aqueous phases. These emulsions are called interfacial “crud”. Crud is defined as an emulsion stabilized by finely dispersed solids. These stable emulsions lead to decreased washing efficiency, lower phase separation, disturbance of the interfacial control at the settler of the extractor, and so on. Cruds formed by precipitates of Zr and tributyl phosphate (TBP) degradation products, such as di-n-butyl phosphate (HDBP), mono-n-butyl phosphate (H₂MBP), and phosphoric acid (H₃P0₄) are studied by experiments using a sodium carbonate solution as a washing reagent. Experimental results show that not only pH value of the washing reagent, but also phosphate and zirconium mole ratio (P/Zr) are important in crud formation. Moreover, it is shown that the complex of Zr and HDBP, or Zr and H₂MBP has a significant role in stabilizing emulsions. However, the complex of Zr and H₃P04 is not effective in stabilizing cruds.     

Purex流程1A工艺单元锝萃取行为研究

通过计算机模拟研究了不同燃耗和不同工艺条件下,硝酸、锆、铀、钚和锝在Purex流程1A中的萃取行为,获得了相应萃取行为数据,测定了不同硝酸浓度下锝锆共存时锝的分配比D_Tc(Zr)、锆的分配比D_Zr以及锝的分配比D_Tc,再结合1A中硝酸、锆、铀和钚萃取行为数据,解析锝的萃取行为。结果表明,萃取段锝因锆锝共萃进入有机相,洗涤段锝因铀锝共萃和钚锝共萃留在有机相,相比于硝酸浓度变化对锝萃取的影响,洗涤段铀锝共萃和钚锝共萃的作用更重要。     

离子轰击模拟中子辐照在核材料研究中的应用

简要综述了离子轰击模拟中子辐照对材料，尤其是对堆用Ｚｒ合金的结构和性能影响的相关性，方法特点和研究。讨论了离子品种，能量，辐照剂量，束流密度和温度等实验参量的选择及其对材料组织，结构，力学和耐腐蚀性能等的影响。离子轰击模拟堆内中子辐照研究核材料是１种具有成熟理论体系，高效，安全和经济的好方法。     

用正电子湮没技术研究新锆合金包壳的离子辐照效应

国产Zr-Sn-Nb系新锆合金SZA-4和SZA-6是CAP1400大型先进压水堆包壳材料的主要候选材料,对其辐照性能的研究可为制备工艺改进提供科学依据。在中国原子能科学研究院HI-13串列加速器辐照终端,在300 ℃温度下,用100 MeV的Fe束流对两种新锆合金包壳管材进行5 dpa剂量辐照。辐照前后的正电子湮没寿命测量表明：两种样品辐照前湮没寿命为Zr中单空位寿命,表明管材制备过程中最后的退火温度和时间尚未完全消除加工引入的缺陷;两种样品辐照后的正电子湮没寿命减小,分析表明这是由于辐照导致Fe在锆合金中重新分布,主要分布在bcc结构的β-Nb沉淀相颗粒与hcp结构的α-Zr基体之间具有开空间的相界,正电子被相界捕获,与周围Fe原子电子湮没,造成湮没寿命减小。     

PUREX流程1A槽中锝的走向分析

结合基础研究数据和工艺实验数据,对核燃料后处理PUREX流程共去污槽（1A槽）中锝的走向进行了分析。工艺实验数据表明：1A槽萃取段中TBP对锝与锆的共萃取行为是影响锝走向的主要因素。硝酸浓度会显著影响TBP对锝与锆的共萃取性能,当c(HNO₃)＜3 mol/L时,提高硝酸浓度可以促进水解的锆解离生成Zr⁴⁺,从而促进锆锝共萃取;当c(HNO₃)≥3 mol/L时,硝酸可能会参与锆与锝的萃取。在0.5~5 mol/L的范围内,提高硝酸浓度有利于锝的萃取。在1A槽洗涤段硝酸浓度分布相近的条件下,1A槽中锝的走向取决于萃取段硝酸浓度的分布。萃取段硝酸浓度分布不同,将导致进入1A槽有机产品液（1AP）的锝含量比例不同,萃取段硝酸浓度越高,越有利于锝进入1AP。     

乏燃料后处理萃取过程中的界面污物

在乏燃料后处理萃取工艺工程中，萃取剂和溶剂的辐解以及料液中不溶性固体微粒的存在导致产生界面污物。界面污物严重影响萃取柱的正常操作。文章就有关界面污物的研究状况进行概要评述。目前，普遍认为，在Purex流程萃取过程中，尤其是在一循环中，界面污物的产生与Zr和TBP降解产物HDBP、HzMBP、H3PO4形成的沉淀以及料液中存在的不溶性RuO2、Pd等微粒的表面化学现象有关。沉淀是否产生以及形成的界面污物类型与HDBP／Zr摩尔比和水相条件密切相关。此外，煤油等稀释剂的降解产物也是形成界面污物的一个不可忽略的因素。从萃取设备中排出的界面污物可用Na2CO3或草酸进行处理。在界面污物模拟实验中，需同时考虑Zr与TBP降解产物HDBP、H2MBP、H3PO4形成沉淀和不溶性微粒RuO2、Pd的影响等多种因素。     

N36锆合金包壳辐照生长经验模型研究

利用N36锆合金包壳燃料棒堆内辐照考验的部分池边检查数据,计算了4个典型辐照生长经验模型对N36锆合金包壳的适用参数。计算结果表明,在典型辐照生长经验模型中,双曲正切经验模型最适合描述N36锆合金包壳辐照生长行为。在双曲正切经验模型基础上,建立了N36锆合金包壳辐照生长最佳估算模型和包络模型。通过添加工程因子,建立了不同加工工艺的N36锆合金包壳辐照生长经验模型。利用池边检查剩余数据对N36锆合金包壳辐照生长经验模型进行了验证,模型与数据吻合较好。     

新型锆合金包壳材料商业反应堆辐照考验方案设计

对于一种新型锆合金包壳材料,在商业反应堆中开展服役条件下的辐照考验是其研发必不可少的关键环节。相比于国际核电发达国家在锆合金包壳材料研发中积累的丰富商业堆辐照考验,国内自主锆合金仅开展了有限的商业堆先导辐照考验,且考验的燃耗水平偏低。本文将通过对国外锆合金辐照考验经验的总结及自身实践经验,给出锆合金包壳商业反应堆辐照考验时在方案设计上的一般方法和堆芯安全评估、风险应对上的基本考虑,为国内锆合金商业堆辐照考验研究提供参考。