超声波辅助超临界CO_2处理铀表面技术

开展了超声波对超临界CO2清洗铀样品表面污物效率影响的研究,探讨了利用超声波改善铀样品抗大气腐蚀效果的可行性。研究结果表明,向超临界CO2介质中引入超声波后,超临界CO2对样品表面的机油、水和三乙醇胺的清洗能力和效率都得到了显著提高。用俄歇电子能谱和XRD对样品表层成分及物相的分析结果表明,经过含φ=0.5%羰基镍的超临界CO2结合超声波处理的铀样品,表层一定深度范围内有镍元素存在。热氧化增重实验证实,经过超声波作用的含羰基镍超临界CO2处理后,铀样品抗大气腐蚀能力比仅用超临界CO2处理有明显增强。     

夹带剂对超临界CO_2去除铀表面冷却液粘污的影响

机加工后的铀试样,表面不可避免地残留下影响其腐蚀行为的冷却液粘污。利用含夹带剂的超临界CO2对铀表面机加冷却液粘污进行有效清洗,并利用红外光谱和拉曼光谱对清洗效果进行表征。从初步的实验结果来看,超临界CO2清洗能够去除铀表面大量冷却液粘污;而引入夹带剂甲醇、乙醇后,可进一步提高其清洗效果,且通过红外、拉曼光谱几乎检测不到表面任何冷却液粘污。     

清洗方式对低碳铀切屑样品中碳量测定的影响

开展了清洗方式对低碳铀切屑样品中碳量测定的影响研究,重点探讨了蒸馏水、有机试剂、硝酸溶液对低碳铀切屑样品的清洗效果。结果表明:采用蒸馏水-硝酸溶液(体积比1∶1)加热煮沸浸洗-丙酮-乙醚处理,对低碳铀切屑样品表面的碳沾污清除效果好。     

超临界CO2清洗铀屑技术

利用超临界CO2对铀机加工后切屑上残留的冷却液进行清洗,并通过称重结合化学分析法对清洗效果进行评价.从初步实验结果可知,提高清洗温度、压力,延长清洗时间,加大流速,都能够在一定程度上提高对切屑上冷却液的清洗效果.在超临界CO2中引入超声波,可进一步提高清洗效果.最后,对清洗工艺参数进行了初步优化.     

硝酸介质中铀矿冶设备表面放射性污染的规律

为了掌握铀矿冶生产实践中常用设备材质经放射性污染后表面活度的变化规律，研究了不锈钢、有机玻璃、橡胶3种材质经不同浓度的硝酸铀酰溶液连续浸泡26 d后，样品表面活度、表面形貌及铀的存在形式等变化特征。结果表明：在26 d内，当铀溶液质量浓度为10.22 mg/L时，3种材质表面活度随浸泡时间增加变化不显著，当溶液铀质量浓度分别为563.58 mg/L、25.54 g/L时，各材质表面活度值均随浸泡时间增加逐渐增大。此外，3种材质表面活度从大到小依次是橡胶>不锈钢>有机玻璃。样品表面活度的增加主要是由于样品被腐蚀，导致铀在样品表面的附着沉积引起，并且表面的铀主要以UO₂(NO₃)₂•6H₂O及少量UO₃的形式存在。     

硝酸介质中铀矿冶设备表面放射性污染的规律

为了掌握铀矿冶生产实践中常用设备材质经放射性污染后表面活度的变化规律，研究了不锈钢、有机玻璃、橡胶3种材质经不同浓度的硝酸铀酰溶液连续浸泡26 d后，样品表面活度、表面形貌及铀的存在形式等变化特征。结果表明：在26 d内，当铀溶液质量浓度为10.22 mg/L时，3种材质表面活度随浸泡时间增加变化不显著，当溶液铀质量浓度分别为563.58 mg/L、25.54 g/L时，各材质表面活度值均随浸泡时间增加逐渐增大。此外，3种材质表面活度从大到小依次是橡胶>不锈钢>有机玻璃。样品表面活度的增加主要是由于样品被腐蚀，导致铀在样品表面的附着沉积引起，并且表面的铀主要以UO₂(NO₃)₂•6H₂O及少量UO₃的形式存在。     

废水组分对离子交换树脂处理含铀废水的影响

采用静态吸附和动态柱式实验相结合的方法,研究含铀废水中其它组分对201×7强碱性阴离子交换树脂处理含铀废水工艺过程除铀性能的影响。实验结果表明：溶液中存在的常量阴离子、三乙醇胺和机油等不同程度影响树脂的交换效率或降低树脂的工作交换容量。当溶液中c(CO^2－₃)≥0.24mol/L、c(HCO^－₃)≥0.28mol/L、c(SO^2－₃)≥0.23mol/L、c(Cl^－)＞0.09mol/L时,出水铀质量浓度大于20μg/L;树脂可允许通过的最大三乙醇胺浓度不应超过250mg/L;树脂中机油含量大于1%时,树脂的工作交换容量下降16%;树脂中机油含量大于11%时,树脂几乎完全失效。     

冷却水中缓蚀剂对贫铀的作用研究

采用失重法测试了亚硝酸钠和钼酸钠分别与三乙醇胺复配对贫铀在冷却水中的缓蚀作用,并用激光拉曼光谱和扫描电子显微镜（SEM）分析了贫铀在不同温度冷却水中浸泡20 h后的表面。结果表明,亚硝酸钠和钼酸钠对贫铀均有缓蚀作用,加入三乙醇胺能够提高这两种缓蚀剂的缓蚀效率。冷却水温度为45 ℃和65 ℃时,钼酸钠与三乙醇胺复配的缓蚀效果分别达89%和88%。而冷却水温度为85 ℃时,亚硝酸钠与三乙醇胺复配后的缓蚀效率可达93.4%。拉曼光谱分析表明,铀表面的氧化物成分主要为UO₂,钼酸根易在铀表面夹杂及划痕处吸附。SEM分析表明,缓蚀剂的加入能够促进铀表面氧化膜的致密性。     

辉光等离子体氮化铀表面的氢腐蚀

采用辉光等离子体氮化方法制备铀表面氮化样品。俄歇电子能谱和X射线衍射对样品的分析表明,铀表面形成了厚约250 nm、主要成分为α-U₂N_3+x的氮化层,氮化层与基体之间具有平缓的过渡层,且氮在金属铀的基体内有一定扩散。与轻微氧化样品氢腐蚀的对比实验表明,氮化处理使样品表面缺陷密度减少,改性层对氢吸附、扩散有阻挡作用,氢蚀形核较慢且其生长明显受到改性层的抑制,这表明铀表面辉光等离子体氮化可作为延缓氢腐蚀的有效手段。     

石墨涂层对铀抗蚀性能的影响研究

为了提高铀的抗氧化腐蚀能力,利用石墨的粘附特性,在铀表面涂覆一层石墨,并进行真空热处理,在100℃条件下对热处理后的样品进行氧化腐蚀试验。结果表明,在测量腐蚀增重时间内,无论是初始氧化腐蚀还是长时间氧化腐蚀,经过真空热处理后的石墨层均能够起到对铀表面的保护作用。对不同热处理工艺参数对抗腐蚀性的影响进行了探讨,认为涂覆石墨层的铀表面经真空热处理后,表面膜层所发生的变化是提高铀表面抗腐蚀性的主要原因。     

离子注入碳对铀抗腐蚀性能影响的研究

利用离子注入技术分别用单能量和多能量叠加注入方式在铀表面注入碳形成表面改性层，并对改性层的形貌、注入元素的分布和相结构分别进行扫描电镜（SEM）、俄歇电子能谱（AES）及表面相结构衍射谱（XRD）分析，利用电化学极化法测试注入样品的抗腐蚀性能。结果表明：离子注入碳能够提高铀表面抗腐蚀的能力。     

Investigation of a facile plasma-driven method for in situ cleaning of metal-based contamination

Self-cleaning of tin contaminants was realized utilizing a self-driven hydrogen plasma.Cleaning rates of 0.7-6 nm min^-1 were achieved for removal of discontinuous tin particles at different powers.The analysis of topography and cross-sectional morphology revealed that the removal of tin particles was achieved through top-down cleaning with hydrogen plasma,where the upper part of spherical tin particles was always more intensely cleaned under the synergistic effect of hydrogen atoms an...     

321不锈钢在低酸度硝酸铀酰溶液中的腐蚀特性

用称量法和电化学法研究了321不锈钢在不同浓度和pH值的硝酸铀酰溶液中的高温均匀腐蚀和电化学府蚀行为。均匀腐蚀试验结果表明．在选定的腐蚀条件下，321不锈钢样品在960h内，其表面光洁度无明显变化．腐蚀速率小于0．04mg/m^2.h，在低酸度的硝酸铀酰溶液中耐蚀。用腐蚀电入学法研究了321不锈钢在有溶解氧的硝酸铀酰溶液中的腐蚀电化学特性，测量了电极的腐蚀电位、腐蚀电流密度。经AES分析表明，电化学腐蚀后的样品在腐蚀膜中有一定量的铀．深度剖析含铀腐蚀膜的厚度为10—15nm。     

金属铀表面非平衡磁控溅射CrNx薄膜的XPS分析与腐蚀性能

金属铀的化学性质十分活泼,极易发生氧化腐蚀。为改善基体的抗腐蚀性能,采用非平衡磁控溅射离子镀技术在金属铀表面制备CrN_x薄膜。采用X射线衍射和X射线光电子能谱研究薄膜表面的物相结构和元素成分分布,采用极化曲线研究薄膜的抗腐蚀性能。结果表明,CrN_x薄膜具有较好的致密性和抗腐蚀性能。当氮分压较小时,生成的薄膜为Cr+CrN+Cr₂N混合相。在金属铀表面制备1层CrN_x薄膜后,其腐蚀电位增大约465 mV,腐蚀电流密度明显降低,有效改善了贫铀表面的抗腐蚀性能。     

Estimation of the amount of surface contamination of a water cooled nuclear reactor by cooling water analysis

Calculations, based upon on-the-spot measurements, were performed to estimate the contamination of NPP primary circuit and spent fuel storage pool solid surfaces via the composition of the cooling water in connection with a non-nuclear incident in the Paks NPP. Thirty partially burnt-up fuel element bundles were damaged during a cleaning process, an incident which resulted in the presence of fission products in the cooling water of the cleaning tank (CT) situated in a separate pool (P1). Since this medium was in contact for an extended period of time with undamaged fuel elements to be used later and also with other structural materials of the spent fuel storage pool (SP), it was imperative to assess the surface contamination of these latter ones with a particular view to the amount of fission material. In want of direct methods, one was restricted to indirect information which rested mainly on the chemical and radiochemical data of the cooling water. It was found that (i) the most important contaminants were uranium, plutonium, cesium and cerium; (ii) after the isolation of P1 and SP and an extended period of filtering the only important contaminants were uranium and plutonium; (iii) the surface contamination of the primary circuit (PC) was much lower than that of either SP or P1; (iv) some 99% of the contamination was removed from the water by the end of the filtering process.     

铀浓缩厂放射性废物管理与最小化实践

介绍了某铀浓缩厂含铀放射性废物管理现状及放射性废物最小化方面的应用实践。放射性废物分类收集,集中处置,减少放射性废物的体积及产生量是基本要求。采用5%的Na₂CO₃和30% H₂O₂混合液以及清水对放射性污染管道、阀门等进行清洗,使α表面污染≤0.4 Bq/cm²,清洗液厂内循环利用。通过除锈清洗液再利用、水压试验水再利用及容器清洗工艺优化改进等措施,单台容器平均废液产生量减少35%左右,从源头上控制了含铀废液的产生量。小容器处理工艺由湿法改为干法,废水产生量减少了90%;大容器清洗过程中,除锈液可重复利用5次,可使得除锈废液的产生量减少80%左右。提高吸附尾液循环利用比,减少了废水的产生量。采用钙盐联合沉淀法处理废水,废渣年产生量平均减少20%,废水处理合格率大大提高。在此基础上,介绍了实现含铀放射性废物最小化的几点思路,并提出相关措施。     

磁控溅射制备金属铀膜

研究了通过磁控溅射方法制备高纯金属铀膜的可行性。采用X射线衍射（XRD）、俄歇电子能谱（AES）、扫描电镜（SEM）、表面轮廓仪分析了沉积在单晶硅或金基材上铀薄膜的微观结构、成分、界面结构及厚度、表面形貌和表面粗糙度。分析结果表明：磁控溅射制备的铀薄膜为纯金属态,氧含量和其它杂质含量均低于俄歇电子能谱仪的探测下限;溅射沉积的铀镀层与铝镀层之间存在界面作用,两者相互扩散并形成合金相,扩散层厚度约为10nm。铀薄膜厚度可达微米级,表面光洁,均方根（RMS）粗糙度优于15nm。     

离子注入碳对铀表面初始氧化行为影响的研究

用俄歇电子能谱(AES)分别对高真空室中铀样品及多能量叠加离子注入碳铀样品与氧气吸附及初始氧化过程进行了研究.结果表明,在高真空室中,清洁铀表面很容易吸附氧化,发生氧化反应,当O2暴露剂量为40 L时,清洁铀表面就会形成一层UO2;离子注入碳后铀表面的抗氧化能力增强.     

金属铀与铝薄膜界面的俄歇电子能谱研究

以磁控溅射沉积方法 ,采用循环氩离子轰击镀和未循环轰击镀工艺在金属铀上制备了铝薄膜。俄歇电子能谱分析结果表明 :循环氩离子轰击镀获得的铝薄膜和铀基体的界面扩散比未循环轰击镀的显著增强 ,且界面发生化学反应 ,生成了UAl3和Al2 O3相。