从Purex流程中放废液中回收和纯化镎、钚、铀的研究

本文报道了用逆流萃取串级实验方法研究Purex过程钚线2 A槽镎走向控制的实验结果。研究了从Purex过程中放废液(2AW 2DW)中用过氧化氢,硝酸肼-亚硝酸钠、硝酸肼-硝酸羟胺-发烟硝酸作氧化还原剂,定量共萃镎、钚、铀的工艺条件。还研究了定量反萃镎和分离钚、铀的工艺条件。按所推荐的工艺条件,钚线2 AW中镎回收率可达92-95%。2 M共萃槽中镎与钚的回收率均大于99%,铀回收率大于99.99%。2 N反萃槽中镎反萃率可达99.5—99.9%。镎铀分离系数达1.4×10~4—1.6×10~4,镎钚分离系数达1.5—13。     

Purex流程铀钚分离工艺中锝对镎走向的影响

在HNO3-U(Ⅳ)-N2H4-Tc(Ⅶ)-Np(Ⅴ)体系中,Np(Ⅴ)迅速还原为Np(Ⅳ)。对比研究表明,Tc是该体系中Np(Ⅴ)迅速还原的主要原因。该体系中的主要反应是U(Ⅳ)将Tc(Ⅶ)还原为Tc(Ⅳ),进而Tc(Ⅳ)将Np(Ⅴ)还原为Np(Ⅳ)。本文通过串级和台架实验研究了该体系中锝对镎走向的影响。结果表明,Np(Ⅴ)的还原速度随HNO3浓度、初始Tc浓度的增大和温度的升高而加快。在模拟Purex流程铀钚分离工艺的条件下,试管串级和微型混合澄清槽台架实验结果表明,提高1AP料液中Tc(Ⅶ)的浓度、升高反应温度,Np进入1BU中的百分含量增加。     

Purex流程以N2O4调节钚价态的研究

详细描述了用液体N_2O_4调节Purex流程1BP、2BP、3BP和4W 料液中Pu(Ⅲ)价态的实验结果。研究酸度、钚离子浓度、铁离子浓度和温度等因素对N_2O_4氧化调价的影响。实验结果表明,N_2O_4氧化NH_2OH、N_2H_4和Pu(Ⅲ)-N_2H_4-NH_2OH的速度很快,在实验条件下是瞬间反应;在Pu(Ⅲ)-U(Ⅳ)-N_2H_4-HNO_3体系中,钚离子有明显的催化N_2O_4氧化U(Ⅳ)的作用;模拟Purex 流程1BP、2BP和3BP料液,用2.5倍化学计算量的N_2O_4,10—15℃下20min,可以达到Pu(Ⅲ)完全氧化到Pu(Ⅳ);调价后的料液放置5d,Pu(Ⅳ)的含量没有变化。     

百克量级花岗岩中痕量镎的分离纯化方法研究

镎的高生物毒性和长半衰期（t_1/2＝2.14×10⁶ a）以及在环境中易迁移的性质,使之成为环境放射性污染普查及核设施监测过程中主要关注的核素之一。本文利用酸式消解法实现了百克量级花岗岩的全溶解。以自制的DMDODGA/CMG20树脂作为分离材料,利用其对氢氟酸中镎的吸附特性,建立了大体积溶解液中痕量镎的富集-分离流程。同时采用Dowex 1×4阴离子交换树脂进一步实现了对镎的浓缩和纯化。在此基础上,提出了百克量级花岗岩的分离流程,并对流程进行了实验验证。结果表明,花岗岩溶解液澄清、无残渣,分离流程对镎的回收率为87.6%,对岩石基体元素和铀的去污因子均大于1.0×10⁵。     

稀TBP萃取流程废液中镎、钚的回收

为回收稀TBP萃取流程台架温实验废液中的镎、钚，并为建立废液回收流程提供基础工艺参数，本工作对1AW和1BP进行了萃取剂浓度、萃取反萃相比、氧化还原条件实验。     

Purex流程1AF料液中调节钚价态的研究 Ⅰ.二步法调价

在Ｐｕｒｅｘ流程１ＡＦ料液中调节钚的价态，先以ＮＨ＿２ＯＨ·ＨＮＯ＿３，Ｎ＿２Ｈ＿４·ＨＮＯ＿３和Ｕ（Ⅳ）为还原剂，详细研究了各种工艺变量对还原Ｐｕ（Ⅵ）的影响。其后，选择最佳还原条件，用模拟１ＡＦ料液做了验证。最终，完成了用ＮＯ￣－＿２氧化Ｐｕ（Ⅲ）至Ｐｕ（Ⅳ）的实验。     

APOR流程1B槽中镎的走向行为研究

从Np(Ⅴ,Ⅵ)与二甲基羟胺(DMHAN)、单甲基肼(MMH)反应动力学及有机相中Np(Ⅵ)的反萃动力学两方面实验考察了APOR流程1B槽中镎的走向行为。结果表明:DMHAN还原Np(Ⅵ)的速率很快,动力学方程为-dc(Np(Ⅵ))/dt=kc(Np(Ⅵ))c(DMHAN)/c0.6(H+),25℃时,反应速率常数k=289.8(mol·L-1)-0.4·min-1;进一步还原Np(Ⅴ)的速率则很慢,其中,DMHAN还原Np(Ⅴ)的动力学方程为-dc(Np(Ⅴ))/dt=kc(Np(Ⅴ))c(DMHAN)c(H+),25℃时,k=0.0236(mol·L-1)-2·min-1;MMH还原Np(Ⅴ)的动力学方程为-dc(Np(Ⅴ))/dt=kc(Np(Ⅴ))c0.36(MMH)c(H+),25℃时,k=0.0022(mol·L-1)-1.36·min-1。所以,1B槽中Np主要以Np(Ⅴ)形式存在。在扩散控制模式下,DMHAN和MMH对Np(Ⅵ)的反萃动力学方程分别为:dca(Np(Ⅵ))/dt=k(V/S)co0.,05(Np(Ⅵ)).co-0.14(TBP)ca-0.32(NO3-),25℃时,k=2.29×10-4(mol·L-1)0.96·cm-1·min-1;dca(Np(Ⅵ))/dt=k(V/S)co0.,063(Np(Ⅵ))co-0.27(TBP)ca-0.34(NO3-),25℃时,k=6.24×10-4(mol·L-1)0.98·cm-1·min-1。可见,DMHAN-MMH存在下,Np可被快速反萃入水相。基于以上的动力学参数以及工艺过程参数,可计算出1B槽中95%的Np进入水相。     

从Purex流程中放废液中回收和纯化镎、钚、铀的研究

本文报道了用逆流萃取申级实验方法研究Purex过程2A槽镎走向控制及从中放废液(2AW和2DW)中定量回收和纯化镎、铀、钚的萃取工艺条件的实验结果。 在Purex流程钚线第二萃取循环2A槽现行工艺条件下,有30％左右的镎随钚进入2AP有机相中。为达到控制大部分镎进入2AW废液中之目的,采用在其洗涤段加入一定量NaNO_2的方法(0.05-0.08M),可将2AF料液中92-95％的镎赶入2AW废液中。     

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。     

Purex过程中镎的行为与控制

镎在Ｐｕｒｅｘ过程中行为复杂，分离困难，是核燃料后处理中的主要问题之一。本文综述Ｐｕｒｅｘ过程中镎的行为与控制之研究进展。     

Purex流程中氚的行为研究

研究了氚在Ｐｕｒｅｘ流程中的行为。测量了氚和ＨＮＯ_３在３０％ＴＢＰ－煤油和水相之间的分配比，研究了γ辐照和铀浓度对氚分配的影响及辐照对氚在有机相中保留的影响。萃取到有机相中氚的洗涤实验表明，洗涤是一种氚在两相间重新分配的简单过程。对氚在一循环中的行为进行了台架实验，结果表明，１Ａ混合－澄清槽（６级萃取，９级洗涤）中对氚的去污系数在１０~４以上，并且氚主要集中在１Ａ的萃取段，残留在１ＡＰ中的氚易在附加的氚洗槽（５级）中去除。     

萃取过程稳态计算中影响计算结果准确度的因素

一、前言 迄今,在已开发的各种计算萃取器浓度分布的模型中,最有代表性的是PUMA模型和SEPHIS模型。 本文采用的MPUMA(Modified PUMA)模型是在PUMA模型和SEPHIS模型的基础上,探讨了进一步提高计算精度的途径。主要的改进有两点:1)为了消除萃取传质过程两相体积变化对计算精度的影响,在各种组分的平衡计算中,用重量摩尔浓度(mol/kg)代替体积摩尔浓度(mol/l);2)降低运算过程的迭代误差。上述计算以Purex流程的1A萃取器为对象,在IBM-PC微机上,利用自编的FORTRAN语言程序来进行,并将其运算结果与按PUMA模型和SEPHIS模型计算结果以及实验测定值作了比较。     

Purex过程中Np与HNO_2、HNO_3的反应

文章综述了Ｎｐ在Ｐｕｒｅｘ过程中与ＨＮＯ２、ＨＮＯ３的反应。在水相ＨＮＯ３及有机相ＴＢＰ中，ＮＰ（ＶＩ）可被还原为ＮＰ（Ｖ），ＮＰ（Ｖ）又可被氧化为ＮＰ（ＶＩ），且相互之间存在着平衡。在α、β，γ等射线辐照下，亦发生一系列氧化还原反应。     

普雷克斯流程中界面污物的形成及降低其危害的措施

较详细地叙述和讨论了普雷克斯流程中界面污物生成的原因和在工厂运行中的危害。为控制界面污物的生成,以便改善工厂运行和测量措施,研制和使用了较有效的溶剂萃取设备,并改善了溶剂的回收和再循环过程。     

普雷克斯(PUREX)水法后处理中几种重要元素行为的理论探讨

从热力学和动力学方面探讨了乏燃料溶解液、共去污溶剂萃取、铀钚分离中某些重要元素的化学行为。乏燃料溶解时亚硝酸浓度可从开始约３×１０－２ｍｏｌ／Ｌ降至终点时的２×１０－５ｍｏｌ／Ｌ,计算出ＮＯ－３－ＨＮＯ２电对的溶解终点电位为１．１３３伏,表明终点时溶液具有更强的氧化性。由此计算了溶解液中约含３％Ｐｕ（Ⅵ）和４７％Ｎｐ（Ⅵ）。大部分碘将以Ｉ２形式存在,只有当亚硝酸浓度极低的情况下才会生成少量ＩＯ－３。钌将以Ｒｕ（Ⅵ）形式存在,在水相硝酸中几乎不可能把Ｒｕ（Ⅳ）氧化至Ｒｕ（Ⅷ）。在共去污萃取段当ＨＮＯ３为２ｍｏｌ／Ｌ时约有２０％Ｎｐ（Ⅴ）氧化至Ｎｐ（Ⅵ）,３ｍｏｌ／ＬＨＮＯ３时将有７０％的Ｎｐ（Ⅴ）氧化至Ｎｐ（Ⅵ）。铀钚分离中当用Ｕ（Ⅳ）作还原剂时,计算了Ｐｕ（Ⅳ）与Ｕ（Ⅳ）反应的浓度平衡常数为１０１９．５,求得的Ｐｕ（Ⅲ）／Ｐｕ（Ⅳ）比至少为４．７×１０８,反应速度计算表明,该反应在４．９分内即达平衡,由此指出除水力学因素外,Ｐｕ（Ⅲ）的少量萃取是铀中除钚的另一制约因素。进入铀钚分离阶段的有机相中的镎为Ｎｐ（Ⅵ）,它在Ｕ（Ⅳ）和Ｐｕ（Ⅲ）的作用下很快还原至Ｎｐ（Ⅴ）,然后Ｕ（Ⅳ）将把Ｎｐ（Ⅴ）慢还原至Ｎｐ（Ⅳ     

U(Ⅳ)用作Purex过程中Pu(Ⅳ)还原剂的研究

研究了U(Ⅳ)在分离的有机相(30％TBP-煤油)中、在两相振荡混合和逆流萃取过程中的稳定性。通过单级反萃实验研究了有机相中钚浓度、铀浓度,反萃剂的酸度和肼浓度,U(Ⅳ)用量(M_(u(Ⅳ))/M_(Pu)对钚反萃率的影响。通过串级实验研究了在1B槽工艺条件下,M_(u(Ⅳ))/M_(Pu)和U(Ⅳ)加入位置,反萃剂酸度和相比等条件的变化对铀钚分离的影响。给出了铀和钚的净化系数。     

硝酸羟胺在动力堆乏燃料后处理流程钚线第三循环中的应用

为动力堆乏燃料后处理流程的设计之用，通过还原实验，研究温度、溶液酸度、硝酸羟胺（ＨＡＮ）与钚的初始浓度比值对ＨＡＮ还原Ｐｕ（Ⅳ）的还原百分数的影响。结果表明，升温、低酸和合适的ＨＡＮ用量有利于Ｐｕ（Ⅳ）的还原。用模拟料液进行３Ａ槽和３Ｂ槽串级实验的结果表明：３Ａ槽的钚回收率达９９．９％以上，３Ｂ槽的达９９．９８％；钚中去铀分离系数达５０左右。通过单级和串级实验，研究了含钚３０％（Ｖ／Ｖ）ＴＢＰ－煤