超低压反渗透工艺处理模拟放射性含钴废水

核电厂运行、维护和退役产生的放射性废水对社会环境和生命健康安全有严重危害。采用中试装置(144 L/h)研究了超低压反渗透(ULPRO)工艺对模拟放射性废水中目标核素钴(Co)的去除效果,确定了操作压力、回收率、进水浓度、共存离子及天然有机污染物对其影响规律。结果表明,Co去除率与操作压力正相关、与回收率负相关,随进水浓度增大而后恒定在99.5%,10 mg/L为其变化的临界浓度;共存离子仅Ca²⁺会抑制Co的去除,其他离子的促进作用强弱排序为Na⁺>Mg²⁺,SO₄^2->Cl^->NO₃^-;有机物污染造成膜通量下降9.4%,但Co去除率增大至99.97%。实验验证了ULPRO工艺处理模拟放射性含Co废水运行效果稳定、去除率高,可为工业应用提供指导。     

压缩空气搅拌在ADUN溶液制备中的应用

采用缺酸溶解法研究了压缩空气搅拌在批量化生产缺酸硝酸铀酰(ADUN)溶液中的应用。结果表明:压缩空气搅拌适合ADUN溶液批量化制备,在压缩空气压力为0.3 MPa、流量为200～300 L/h时,铀溶解率达99%;压缩空气搅拌提供了充足的氧气,抑制了亚硝酸根的生成,制备的ADUN溶液中NO₂^-质量浓度小于1g/L,在后续使用时可省去煮胶步骤;采用压缩空气搅拌方式完成了394批次AUDN溶液制备验证,制备的ADUN溶液铀质量浓度介于556～623 g/L,NO₃^-与U的摩尔比[NO₃^-]/[U]介于1.56～1.75,均满足溶胶凝胶法制备UO₂微球的要求。     

新型季鏻化多级孔二氧化硅吸附剂的辐射合成及其对高铼酸根的选择性吸附性能

以三甲基氯硅烷对多级孔二氧化硅进行烷基化,随后通过两步辐射诱导接枝季鏻盐,制备了一种新型季鏻化多级孔二氧化硅材料,命名为HPS-C-P。傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)和比表面积(BET)分析表明,烷基和季鏻盐均匀接枝在多级孔二氧化硅表面。考察了HPS-C-P对ReO₄^-的吸附性能,发现HPS-C-P对ReO₄^-的吸附在4 min内即可达到平衡,最大吸附量可达140.5 mg/g,高于化学方法修饰季鏻盐的多级孔二氧化硅的最大吸附量74.4 mg/g。ReO₄^-的浓度与竞争离子的浓度比为40∶1时,相对于NO₃^-、SO₄^2-、Cl^-,CO₃^2-和PO₄^3-,HPS-C-P对ReO₄^-的分离因子(...     

广东省某伴生放射性矿开发利用企业辐射环境监测

报道广东省某独居石生产伴生放射性矿开发利用企业辐射环境监测工作。监测结果显示:2019、2020年度,该企业周围区域内γ辐射空气吸收剂量率为113～263 nGy/h;空气中氡浓度为<3.7～25.4 Bq/m³,钍射气浓度为5.9～14.2 Bq/m³;土壤中U、Th和²²⁶Ra含量分别为0.99～4.85 mg/kg、31.4～90.0 mg/kg和18.9～57.9 Bq/kg;地下水中U、Th 和²²⁶Ra含量分别为<0.04～0.10 μg/L、<0.05～0.16 μg/L和<2.0～5.7 mBq/L;排放废气中的U、Th总量远小于稀土工业污染物排放标准限值。     

氨基羟基脲在Purex流程铀钚分离中的应用

研究了氨基羟基脲（HSC）的硝酸水溶液对30%TBP/煤油中Pu(Ⅳ)的还原反萃取行为,考察了HSC浓度、两相接触时间、两相相比、反萃液硝酸浓度、NO₃^-浓度、有机相U浓度和温度对Pu(Ⅳ)还原反萃的影响。结果表明：延长两相接触时间能显著提高Pu(Ⅳ)的反萃率,增加氨基羟基脲的浓度、降低反萃液酸度、降低NO₃^-浓度、增加有机相U浓度和升高温度也对Pu(Ⅳ)的反萃率有一定的提高。采用16级逆流反萃取实验（还原反萃段10级,补充萃取段6级）,模拟Purex流程1B槽U/Pu分离工艺,在相比（1BF∶1BX∶1BS）为4∶1∶1的条件下,U的收率大于99.99%,Pu的收率大于99.99%;铀中去钚的分离因数SF_Pu/U＝2.8×10⁴;钚中去铀的分离因数SF_U/Pu＝5.9×10⁴。HSC作为还原反萃取剂,可有效实现铀钚分离。     

氨基羟基脲脉冲辐解研究

研究了脉冲辐解过程中氨基羟基脲与水辐解活性粒子（e^-_aq、·OH和·H）及单电子氧化剂·CO₃^-的反应动力学过程。反应近似为准一级反应,反应速率常数分别为k（e^-aq）=1.41×10⁸ L/(mol·s)、k（·OH）=1.05×10¹⁰ L/(mol·s)、k（·H）=2.68×10⁵ L/(mol·s)、k（·CO^-₃）=4.25×10⁸ L/(mol·s)。其中氨基羟基脲与·OH的反应速率常数最大,故在辐解过程中其为主要反应。     

甲醛肟在Purex流程铀钚分离中的应用

为了进一步优化Purex流程,研究了甲醛肟（FO）的硝酸水溶液对30%TBP/煤油中Pu(Ⅳ)的还原反萃取行为,考察了FO浓度、两相接触时间、两相相比、反萃液硝酸浓度、NO₃^-浓度、有机相U浓度和温度对Pu(Ⅳ)的还原反萃的影响。结果表明：延长两相接触时间能显著提高Pu(Ⅳ)的反萃率,增加甲醛肟的浓度、降低反萃液酸度、降低NO₃^-浓度、增加有机相U浓度和升高温度也对Pu(Ⅳ)的反萃率有一定的提高。采用16级逆流反萃取实验（还原反萃段12级,补充萃取段4级）,模拟Purex流程1B槽U/Pu分离工艺,在相比（1BF∶1BX∶1BS）为4∶1∶1的条件下,U和Pu 的回收率均大于99.99%;铀中去钚的分离因子SF(Pu/U)＝1.0×10⁴;钚中去铀的分离因子SF(U/Pu)＝8.3×10⁴。FO作为新型络合 还原反萃取剂,可有效实现铀钚分离。     

原地浸出采铀多场多过程耦合动力学数值模拟

原地浸出采铀是一复杂的非线性动力系统,涉及诸多因素与过程的耦合和正负反馈作用。为研究地浸采铀过程中岩石结构力学及其演化规律、岩石变形作用、孔隙度与渗透率的动力演化等对浸出效果的影响,建立了一多因素、多过程耦合的综合动力学模型和模拟方法,并基于Fortran与C++语言编制了1～3维模拟程序。通过对某地浸铀矿床某采区酸化、生产、溶浸末期各阶段的数值模拟,得到各生产时期矿岩中铀的浓度分布,该采区酸化40d后浸出液中铀浓度增加到15mg/L,以及该采区铀5a后基本浸出完毕;在生产末期,浸出液中的铀、酸浓度下降明显,采场区域铀浓度降低到10mg/L,pH升至2左右。数值模拟结果与矿山实际生产情况基本吻合。该模型和程序可应用于地浸采铀的理论研究、矿山设计、生产管理和地下水污染物迁移与复原研究。     

N2气氛下氨水溶液γ辐射分解行为

某些压水堆中使用氨及其分解产生的H₂抑制H₂O₂、O₂和·OH等氧化性物种的浓度,在保持一回路的还原性化学环境的同时调节冷却剂pH,以减轻结构材料的腐蚀。本工作为了研究脱氧氨水溶液在辐射场中的分解行为,针对其在γ场中的辐解过程进行了实验研究,重点考察了N₂压强、气相与液相体积之比和温度对氨水溶液辐解的影响,测定了剩余氨、H₂和氮氧化物(NO₂^-和NO₃^-)的浓度及溶液的pH。结果表明：N₂压强(0.5～5.0 MPa)及气液体积比的变化未对氨的分解和氮氧化物的生成造成影响,吸收剂量为28.8 kGy时,辐解产生的氮氧化物浓度约为1 mg/L,但N₂压强和气液体积比的增加会显著降低H₂的浓度。温度由25℃升至200℃时,氨的分解过程将大幅放缓,吸收剂量为14.4 kGy时,30 mg/L氨水中氨的分解比例由...     

铝皂石胶体对Cs(Ι)的吸附性能研究

以铝皂石胶体为原料,用静态吸附的方法,通过计算吸附量和吸附率,探讨铝皂石胶体吸附Cs⁺时,吸附时间、胶体溶液pH值、溶液中的离子浓度、腐殖酸(HA)的投加量以及吸附时的温度对吸附效果的影响。结果表明:1 mL 300 μg/mL的Cs⁺溶液加入9 mL饱和铝皂石胶体溶液,吸附时间为20 min、溶液pH值为7,腐殖酸(HA)的投加量为3 mg,温度为45 ℃时,铝皂石胶体对Cs⁺的吸附效果最好。溶液中阴阳离子对吸附的抑制作用顺序分别为:CO₃^2-＞HCO₃^-＞NO₃^-＞SO₄^2-,Ca²⁺＞Mg²⁺＞K⁺。铝皂石胶体对Cs⁺的吸附过程符合准二级动力学方程和Langmuir热力学模型,是一个自发吸热的过程。     

溶胶-凝胶法制备二氧化铀核芯的U3O8欠酸溶解工艺

在UO₂核芯的制备工艺中,为获得高浓度铀的硝酸铀酰溶液,同时降低溶液中硝酸根含量,即获得低于硝酸铀酰标准化学计量比（硝酸铀酰中硝酸根与铀酰离子化学计量比为2）的溶液,必须采用欠酸溶解工艺。本文采用分批加料和阶段性加热方式获得了很好的溶解效果,得到的硝酸铀酰溶液中U含量为2.1～2.5 mol/L,NO₃^-和U的摩尔浓度比为1.6～1.8,溶液pH大于1.4,从而成功制备出合格的欠酸溶解的硝酸铀酰溶液。在此基础上,根据多次溶解试验的结果总结出了溶液密度与U含量的经验公式。     

CO2+O2地浸采铀饱和树脂酸化技术与应用

介绍了CO₂+O₂地浸采铀和酸法地浸采铀的水冶回收工艺,依据新疆某地浸铀矿山的铀矿水冶工艺现状,提出将CO₂+O₂地浸采铀工艺下饱和树脂纳入酸法地浸水冶回收系统进行处理的酸化工艺。分析了CO₂+O₂浸出工艺下碳酸铀酰型饱和树脂的酸化转化机理,开展了以酸法水冶系统中淋洗剂、转型剂、洗涤合格液为酸化剂的搅拌浸泡试验。结果表明,酸法水冶系统中的洗涤合格液是符合工艺要求的酸化剂,可充分利用洗涤合格液中的剩余酸度对碳酸铀酰型饱和树脂进行转化,并将转化后树脂对铀的吸附容量由74.71 g/L提高至76.73 g/L,实现了与酸法水冶系统再饱和树脂的共同淋洗和转型。     

空白采样膜中210Po含量及其对样品分析的影响

分析了4种不同材质2种常用尺寸规格的气溶胶采样膜中²¹⁰Po的含量。结果表明,国产玻璃纤维膜和聚丙烯膜中²¹⁰Po的含量较高,且这2种采样膜在日常监测中采用最多。通过测定玻璃纤维膜中铀含量可知,²¹⁰Po偏高主要是由生产膜的原材料引起的。通过实际样品测定与相对合成标准不确定度的估算,量化地分析了空白采样膜对实际气溶胶样品测定的影响。玻璃纤维膜A、B（分别为国内A、B厂家生产）和聚丙烯膜A（国内A厂家生产）材质的单张采样膜中²¹⁰Po含量与气溶胶样品中²¹⁰Po含量的比值较高,对分析结果的影响不能忽略,因此建议,在分析²¹⁰Po含量大于30 mBq的气溶胶样品时,要扣除空白采样膜中²¹⁰Po含量。当气溶胶中²¹⁰Po含量低至几十μBq/m³水平时,扣除空白采样膜后的测定结果不确定度较大,应选取²¹⁰Po含量较低的采样膜（如石英纤维材质）。     

白云石与方沸石对Sr2+的吸附行为研究

采用静态实验法研究了黏土岩的组成矿物白云石和方沸石对Sr²⁺的吸附行为,考察了时间、初始pH值、初始浓度、离子强度以及腐殖酸对吸附的影响,并利用XRD、FT-IR和SEM对材料进行了表征。结果表明：两种材料均能有效吸附Sr²⁺,初始pH值升高会促进吸附,离子强度增大会抑制两种材料对Sr²⁺的吸附;吸附均在6 d时达到平衡,吸附过程均符合准二级动力学模型,说明吸附均以化学吸附为主;随着Sr²⁺初始浓度的增加,白云石吸附Sr²⁺的吸附分配比呈先增加后降低的趋势,方沸石吸附Sr²⁺的吸附分配比不断降低;腐殖酸会抑制白云石吸附Sr²⁺,对方沸石吸附Sr²⁺的过程略有促进;Langmuir和Freundlich模型拟合结果显示,白云石吸附Sr²⁺的吸附机理较为复杂,而Sr²⁺在方沸石上的吸附过程为单分子层吸附。上述结果可为高放废物地质处置的选址工作提供基础数据和参考。     

螯合剂对铀在小鼠体内分布的影响研究

铀在生物体内的化学形态及分布是评价铀毒性的基础。文章通过尾静脉注射给药方式研究螯合剂对染铀小鼠体内铀分布的影响。通过建立包含主要体液金属离子、小分子配体及UO₂²⁺与螯合剂的热力学平衡模型,采用数值模拟方法研究UO₂²⁺在血液中的形态。实验结果表明：DTPA易与UO₂²⁺形成［(UO₂)₂(OH)DTPA］^2-,对小鼠血液中的UO₂²⁺有明显的促排作用,但在促排的同时对小鼠的肾脏和骨骼有损伤;抗坏血酸对小鼠体内各组织器官的铀促排几乎无作用,但形成的［(UO₂)₂(OH)Ascorbate］²⁺会阻碍肾脏中U(Ⅵ)的代谢;NTA对小鼠体内各组织器官铀的促排作用小,并会促使体内出现固相(UO₂)₃(PO₄)₂·4H₂O,对骨骼有较强的损伤作用,不适合作为铀的促排剂。     

贫化铀球装置内的~(238)U(n,2n)反应率实验研究

采用两套不同尺寸的贫化铀球装置开展了装置内部的238 U(n,2n)反应率实验研究,利用PD-300加速器D-T中子源辐照实验装置,源强变化采用伴随粒子法监测,238 U圆片放置在实验装置的45°孔道内,分布在距中子源不同距离处,辐照结束后,采用HPGe探测器测量238 U圆片活化γ射线。实验结果与蒙特卡罗程序模拟计算结果进行了比较和分析。结果表明,238 U(n,2n)反应率实验结果与模拟计算值较吻合,238 U(n,2n)反应率随球体半径r的增加,近似服从e-ar/r2分布规律。     

纳滤处理重铀酸铵沉淀母液的研究

重铀酸铵沉淀母液是一种含常量硝酸铵的高盐分废液,目前主要采用硅胶吸附法进行处理,产生的二次废物量大。纳滤膜能透过硝酸铵等单价盐,而截留铀等以多价离子或大体积分子形态存在的组分。本文在铀浓度为40 mg/L、硝酸铵浓度为35 g/L的模拟重铀酸铵沉淀母液中,开展了纳滤技术处理重铀酸铵沉淀母液的研究。结果表明：在所筛选的4种商用纳滤膜中,NF270具有最优的综合性能;当跨膜压差为1.0 MPa、膜面流速为40 cm/s、料液温度为25 ℃时,NF270纳滤膜的铀截留率为97%,与之对应的透膜通量为60 L/(m²•h)。     

Th(NO_3)_4-UO_2(NO_3)_2-HNO_3-H_2O/30%TBP-正十二烷萃取体系主要组分分配比模型

利用文献报道的Th(NO3)4-UO2(NO3)2-HNO3-H2O/30%TBP-正十二烷体系各组分的分配比实验数据对现有的分配比模型进行分析和比对,提出了一个计算该体系各组分分配比的新模型。利用34组实验数据对新模型进行了验证,符合情况良好。计算结果表明,本文提出的模型明显优于原模型,可作为Th(NO3)4-UO2(NO3)2-HNO3-H2O/30%TBP-正十二烷萃取体系中Th(Ⅳ)、U(Ⅵ)和HNO3萃取行为计算机模拟的基础。模型建立的条件为:温度,25℃;U(Ⅵ)浓度,0~100g/L;Th(Ⅳ)浓度,0~232g/L;硝酸浓度,0~4.5mol/L。     

CO2和O2地浸铀矿原液中SO2-4的快速测定

为改良现有硫酸钡比浊法测定含铀浸出液中SO^2-₄不能长时间稳定均匀地形成硫酸钡悬浊液的缺点,采用吸光比浊法研究不同波长、酸度、稳定剂、无水乙醇用量对硫酸钡分散体系稳定性的影响以提高测量准确度。实验结果表明,改良比浊法测定SO^2-₄浓度体系中的最佳实验条件为1.0 mL HCl（3 mol/L）、5.0 mL聚乙烯醇溶液(含w=10%BaCl₂•2H₂O)、3.0 mL 无水乙醇。在最佳波长440 nm处,SO^2-₄质量浓度在0.2~1.5 g/L范围内符合比尔定律。该方法的检出限为 0.003 6 mg/L,定量限为 0.012 0 mg/L（n=20）。该方法样品测量回收率为99.0%~99.8%,加标相对标准偏差为 0.63%~2.44%(n=2)。与 GB/T 5750.5-2006 国标法比较,该方法操作简便、快捷,结果准确度高,在CO₂和O₂地浸采铀浸出原液SO^2-₄浓度的测定中有广阔的应用前景。