甲酸铈煅烧制备二氧化铈北大核心CSCD

以硝酸亚铈与甲酸反应后的甲酸铈为煅烧原料,在不同条件下煅烧后进行表征,分析煅烧产物的粒径、比表面积、形貌、碳含量、氮含量和氧与铈原子比(简称O/Ce比)。结果表明,煅烧后的颗粒粒径和形貌与煅烧前的颗粒粒径和形貌有关。16 mol/L甲酸与硝酸亚铈反应制备的甲酸铈颗粒煅烧前为棒状结构的团聚体,煅烧后形貌不变,粒径稍有减少,在煅烧温度高于700℃时产生大量粒径小于0.100μm细颗粒;而20 mol/L甲酸与硝酸亚铈反应制备的甲酸铈颗粒煅烧前为接近球体的团聚体,煅烧后形貌不变,但煅烧后即产生大量粒径小于0.100μm细颗粒。比表面积的降低是由孔结构减少引起的,随着煅烧温度的升高,晶体结构重新排列,晶格内缺陷减少,造成孔结构不断减少。煅烧后颗粒的碳含量和氮含量主要与煅烧温度有关,升高煅烧温度能有效降低碳含量和氮含量,而煅烧时间对碳含量和氮含量的影响较小。二氧化铈的晶体结构稳定,O/Ce比基本上维持在2.000±0.010之间。两种甲酸铈的煅烧工艺均选择煅烧温度为700℃,煅烧时间为1 h,煅烧时需要通入足量空气或氧气。     

草酸铈和草酸铀的热分解机理及煅烧遗传性北大核心CSCD

在核燃料后处理过程钚尾端处理中,通常利用草酸制备草酸钚沉淀然后进一步煅烧获得氧化钚颗粒、用于MOX燃料的制造,因此掌握草酸钚热分解机制、控制氧化钚产品颗粒的形貌和粒度具有实际意义。针对草酸盐的热分解机理和沉淀在煅烧后颗粒形貌遗传性问题,本工作选用草酸铈和草酸铀作为研究对象,系统研究了草酸铈、草酸铀的热分解反应,结合同步热分析仪(TG/DSC)与X射线衍射仪(XRD)的表征,获得了草酸铈和草酸铀的热分解数据;制备了不同粒度的草酸铈和草酸铀,用激光粒度仪考察了煅烧前后颗粒的粒度,并用扫描电镜(SEM)观察颗粒聚集状态、粒度和形貌,结果表明煅烧分解会导致粒径有规律地下降,但形貌得以保留。     

微波脱硝用于高加浓铀转型的研究(英文)

为了简化微波脱硝流程,硝酸铀酰在微波场中脱硝生成UO_3后进一步用微波加热,UO_3即发生相变生成单一形态的氧化物U_3O_8。相变时物料温升在2min内达200～300℃。通过输入功率可以控制相变温度。大约500℃时可得到U_3O_8,它不含残余的氮氧化物,其比表面积大于3m~2/g。用红外温度计及光纤温度计测量微波场中温度。针对设定的高加浓铀物料(90g(U)/L,4mol/LHNO_3和每批操作1.2L),研究了批式脱硝操作的工作曲线及工艺条件。     

模拟镎钚溶液的微波浓缩转型

用Zr模拟镎钚元素与硝酸、草酸等组成溶液,通过比较微波和油浴减压蒸馏两种加热方式,获得了模拟镎钚的反萃液浓缩转型的工艺参数。主要转型方式为高温浓缩溶液后得到的固体再进行煅烧,使模拟镎钚的反萃液转型为氧化物。借助XRD、BET等分析测试方法对氧化物的性能进行了研究。实验结果表明:微波减压蒸馏比油浴减压蒸馏法减少了浓缩时间,馏出的硝酸可循环使用。微波浓缩得到的固体煅烧后的氧化物比表面积大,易于后续固化研究。     

微波脱硝用于高加浓铀转型的研究

为了简化微波脱硝流程,硝酸铀酰在微波场中脱硝生成UO_3后进一步用微波加热,UO_3即发生相变生成单一形态的氧化物U_3O_8。相变时物料温升在2min内达200～300℃。通过输入功率可以控制相变温度。大约500℃时可得到U_3O_8,它不含残余的氮氧化物,其     

模拟镅、锔溶液的微波转型研究

利用性质相似的稀土元素Nd模拟镅、锔，以高浓度硝酸和其他稀土元素组成的混合性溶液为模拟原料，通过比较微波减压蒸馏和油浴减压蒸馏两种加热方式，获得了模拟镅、锔的模拟料液转型的工艺参数。将溶液高温浓缩后得到的固体再进行煅烧，从而使模拟镅、锔的模拟料液转型为氧化物。通过ICP-AES、XRD、BET等分析测试方法，研究所得氧化物的物质特性。实验结果表明：微波减压蒸馏转型后所得氧化物的各种性能均优于油浴减压蒸馏转型后所得氧化物。相对于油浴减压蒸馏的方法，微波减压蒸馏方法减少了浓缩时间，且在馏出液中稀土含量很少，大部分的硝酸可循环使用。     

超声波+四价铈去污技术研究

针对核设施退役过程中产生的不锈钢废物,开展了超声波+四价铈去污技术研究。利用失重法,设计正交实验,研究了硝酸浓度、硝酸铈铵浓度、温度和超声时间对不锈钢的平均腐蚀速率及去污因子的影响。条件实验结果表明:温度、硝酸铈铵浓度为主要影响因素;当硝酸铈铵的浓度为0.15 mol/L,温度为85 ℃,硝酸浓度为0.1 mol/L时,不锈钢的平均腐蚀速率最高,达到8.07 μm/h,引入超声波后将极大提高四价铈去污技术的效率。扫描电镜观测结果表明: 去污后的不锈钢表面大部分区域出现了很多蚀孔,表明空化效应强化Ce(IV)去污技术具有强烈的空蚀作用;对乏燃料冷却套管开展了验证去污实验,去污因子达到158.8。     

水合氧化锰用于90Y发生器的制备

为探讨水合氧化锰（HMD）用于制备色谱型⁹⁰Y发生器的可行性,研究了HMD在硝酸和盐酸溶液中对Sr和Y的吸附性能。结果表明,HMD在各浓度的盐酸和硝酸溶液中均不吸附Sr ;盐酸溶液和浓度高于1 mol/L的硝酸溶液中对Y的吸附性能都较差,但在0.001~0.1 mol/L硝酸溶液中对Y的吸附性能较好。因而在低酸度的硝酸溶液中可将Sr和Y进行分离。HMD色谱柱用于Sr和Y分离时最佳高径比为5∶1;溶液的硝酸浓度为0.1 mol/L时,Sr(NO₃)₂-Y(NO₃)₃-HNO₃混合溶液通过HMD色谱柱后,超过90%的Y吸附在色谱柱上,Sr仍然保留在溶液中;色谱柱经0.1 mol/L的硝酸溶液淋洗后,再用1 mol/L的硝酸溶液可以将Y从色谱柱上洗脱,得到纯化后的Y(NO₃)₃溶液。经HMD色谱柱分离纯化的Y溶液中Sr沾污量较低。因此,HMD有望用于90Y发生器的制备。     

煅烧条件对模拟高放废液煅烧产物物理化学性质的影响

模拟高放废液在回转煅烧过程中容易粘壁,影响其及时输送。为了实现转形工艺和固化工艺的顺利衔接,需要通过改变工艺条件来使煅烧产物顺利出料。同时煅烧条件的变化会导致煅烧产物物理化学性质发生变化。采用动力堆燃耗45 GWd/t(以U计)乏燃料后处理产生的模拟高放废液,研究了不同温度、不同转速条件下煅烧产物的粒径分布、含水量、振实密度、脱硝率等物理化学性质,研究结果显示:升高煅烧温度可以使煅烧产物粒径更加均匀,当煅烧温度在600～700℃、转速在15～20 r/min时,煅烧产物的含水率小于2%,振实密度在1.7 g/cm³左右,脱硝率能达到99%以上,煅烧过程中的粘壁现象较少,能实现煅烧过程中的顺利出料。     

~(242)Cm的制备

242Cm(T1/2=162.8d,α衰变)可由1/2241242β242Am(n,γ)Am?T?=??16h?→Cm产生,活化截面为553×10-28m2,同时生成少量其他反应产物。采用阴离子交换法-甲醇-硝酸体系进行分离纯化,可获得纯度较高的242Cm。本工作选用HZ201型阴离子树脂,粒度为0.125～0.096mm,离子交换柱内径1.7mm     

草酸铈成核和晶体生长动力学

为研究草酸盐沉淀动力学,本研究用草酸铈代替草酸钚对成核和晶体生长动力学进行了研究,并提出了一种在测定成核动力学时确定稀释倍数的有效方法。在25～50℃时,在硝酸铈浓度为0.030～0.400 mol/L、草酸浓度为0.250～0.800 mol/L、母液草酸浓度0.100 mol/L的条件下,分别研究了草酸铈成核和晶体生长动力学方程。结果表明:成核时稀释倍数对成核速率的测量影响很大,定义的稀释过饱和比S_n值为1.65时得到的稀释倍数最佳。草酸铈成核过程可分为均相成核和异相成核,成核速率方程可表示为:R_N=A_N0·exp[-E_a/RT]·exp[-B_N/(ln S)²],其中均相成核时:A_N0=3.86×10³⁰/(m³·s),E_a=67.4 kJ/mol,B_N=55.3;异相成核时:A_N0=3.10×10²⁰     

钚萃取回收前的甲酸脱硝

为了用TBP萃取回收废液中的钚，需把废液中的硝酸浓度控制在3～6mol／L之间。在现有的欲处理的废液中，硝酸浓度约为12．8mol／L，必须进行脱硝，以降低硝酸浓度，方可利用TBP回收钚。     

蔗糖脱硝对模拟动力堆高放废液煅烧产物性能及结构的影响

高放废液玻璃固化前需进行脱硝处理，常用的脱硝剂有甲酸、甲醛、蔗糖等。本文针对蔗糖的脱硝作用开展了模拟高放废液回转煅烧脱硝实验，研究了温度、糖硝比对煅烧产物性能及结构的影响。煅烧产物的X射线荧光光谱分析表明，温度和糖硝比对脱硝效果有明显影响，当温度≥500 ℃、糖硝比≥1∶8时，N含量低于仪器检测下限，C含量（质量分数）<142%；扫描电子显微图像表明，蔗糖能使煅烧产物形成疏松的泡沫形态，在高温和物理作用下形成致密颗粒团聚物；X射线衍射谱表明，温度≥500 ℃、糖硝比≥1∶8能提高产物结晶程度，并形成锆镧氧化物、钡锶钼氧化物和钇铈氧化物；热重、微分热重曲线表明，煅烧过程分为以下3个阶段：游离水和结合水蒸发析出阶段、硝酸盐和蔗糖分解阶段、无机盐煅烧阶段；红外光谱和X射线光电子能谱分析结果表明：蔗糖特征官能团C—O—C、C—C、C—OH与NO-3在高温下逐渐消失，并可能生成中间产物金属氢氧化物和碳酸盐，进一步分解为金属氧化物。     

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。     

微波煅烧重铀酸铵制备U3O8工艺研究

基于重铀酸铵在微波场中的升温特性,研究了微波煅烧重铀酸铵制备八氧化三铀的新工艺。探讨了微波功率、微波加热时间及物料量等因素对八氧化三铀产品中总铀和U⁴⁺含量的影响规律。研究结果表明,微波功率和微波加热时间对八氧化三铀产品中总铀和U⁴⁺含量的影响显著。在本实验范围内,微波煅烧重铀酸铵制备八氧化三铀的最佳工艺条件为：微波功率700 W,微波加热时间10min,物料量60g。在最佳工艺条件下,八氧化三铀产品中总铀和U⁴⁺含量分别为84.62%和28.74%,其产品质量满足后续工序要求。微波煅烧重铀酸铵制备八氧化三铀是可行的。     

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。     

微波脱硝用于高加浓铀转型的研究

为了简化微波脱硝流程，硝酸铀酰在微波场中脱硝生成ＵＯ＿３后进一步用微波加热，ＵＯ＿３即发生相变生成单一形态的氧化物Ｕ＿３Ｏ＿８。相变时物料温升在２ｍｉｎ内达２００－３００℃。通过输入功率可以控制相变温度。大约５００ｔ时可得到Ｕ＿３Ｏ＿８，它不含残余的氮氧化物，其比表面积＞３ｍ￣２／ｇ。微波场中用红外温度计及光纤温度计测量温度。针对设定的高加浓铀物料（９０ｇ（Ｕ）／１、４ｍｏｌ／ｌＨＮＯ＿３和每批操作１．２１），研究了批式脱硝操作的工作曲线及工艺条件，并提出了高加浓铀微波脱硝装置的设计资料。     

90Y电沉积的实验研究

研究了用电沉积方法从90Sr母液中分离医用90Y的工艺条件。以0.1 mol/L pH 2.5的(NH4)2SO4溶液为电沉积底液，以铂为阳极，铂或不锈钢为阴极，控制阴极电流密度0.5A/cm2，电沉积50min，90Y在阴极沉积率大于95%。阴极上的90Y用0.1~0.5mol/L的热硝酸洗脱后再次电沉积。二次电沉积后90Y/Sr90的分离系数大于8×105，洗脱收率大于70%。铂丝阴极上的90Y可用200~400μL 0.1~0.5mol/L的热硝酸洗脱，制成用于标记药物的90Y溶液；沉积有90Y的不锈钢阴极经热处理后，制成心血管放射性支架或医用敷帖片，其90Y的日浸出率分别小于1%和0.1%。残液中的90Sr经放置一段时间（20天）后，可用来再次分离90Y。     

反萃沉淀法制备草酸铜超细粉体

采用反萃沉淀法,以H₂C₂O₄乙醇水溶液反萃CCl₄-TOA-CuCl₂组成的有机相中的铜离子,利用相界面传质反应过程获取CuC₂O₄超细粉体。采用X射线衍射分析、电子显微分析（SEM和TEM）、激光粒度分析等手段,考察了有机相铜浓度、反萃液中乙醇的浓度、反萃温度以及反萃时间等操作条件对草酸铜超细粉体的粒径和形貌的影响。结果表明,在反萃沉淀过程中,有机相中铜浓度、反萃液中乙醇浓度、反萃温度对草酸铜沉淀颗粒的粒径和粒径分布影响较大,反萃时间的影响小;在适宜条件（有机相中TOA40%(体积比)和Cu²⁺浓度0.1mol/L,反萃液中草酸浓度0.1mol/L和乙醇浓度80%（体积比）,反萃温度15℃以及反萃时间2h）下,可制备粒径约100nm的草酸铜超细粉体,粉体为蓝青色单斜晶系结构的球形颗粒。     

稀硝酸体系中N,N-二甲基羟胺与亚硝酸反应的动力学

采用分光光度法研究了0.1~0.4mol/L稀硝酸体系中N,N-二甲基羟胺(DMHAN)与亚硝酸的反应动力学,包括硝酸浓度、亚硝酸浓度、二甲基羟胺浓度、离子强度、温度等条件的影响。稀硝酸体系中二甲基羟胺与亚硝酸反应的动力学方程为:-dc(HNO0.452)/dt=kc1.26(HNO2)c0.85(DMHAN)c(H+)在20℃,离子强度为0.50mol/L时,k=3.09(mol/L)-1.56·s-1,Ea≈55.1kJ/mol;反应中,亚硝酸与二甲基羟胺的表观反应计量比约为2.5∶1。