FIA—铀,镎,钚测定仪的研制

该工作研制了一台ＦＩＡ－铀、镎、钚测定仪。该仪器综合了流动注射与色谱分析的优点；为适应放射性样品分析，仪器分为工作箱和控制箱两部分，两箱间距离为１．５ｍ；仪器抗干扰能力强，样品中充许大量杂质存在；信号的基线平稳，峰形尖锐；定量测定下限为１ｍｇ／ｌ，相对标准偏差优于５％，适用于１ＡＦ、１ＡＰ等许多控制点对Ｕ、Ｎｐ，Ｐｕ的分析。     

铀产品中镎和钚的分离与测定方法

为了提高分离效果,避免测量过程中铀基体的干扰,满足核燃料后处理质量控制分析的要求,建立了氩气加压排空阴离子交换系统用于铀产品中Np和Pu的同时分离与测定的方法.模拟样品分离与测定结果表明:采用该系统可快速有效实现铀产品中Np和Pu的分离,Np和Pu对铀的去污系数平均值分别为8.6×104,9.6×104,避免了测量过程中铀基体的干扰,Np和Pu的平均回收率分别为78%(n=6)和86%(n=6).     

激光共振电离质谱用钚源的制备及探测效率测定

为提高激光共振电离质谱（LRIMS）中钚的原子化效率,设计制备了金属包覆钚源,以期提高LRIMS测量痕量钚的灵敏度。本工作设计加工了适用于痕量钚制源的电沉积装置,研究了水相中痕量钚的电沉积条件,实现了痕量钚的定量电沉积;对比研究了金属铂和钛的电镀条件及性能,确定了以钛为包覆层的真空蒸镀条件,实现了镀层厚度为1 μm、金属钛包覆的高效钚源中钚的总沉积率达95%。研究表明,制备的高效钚源经过LRIMS测试,仪器对钚样品的总探测效率为2.5×10^-4,原子化效率提高至7.7%,较直接滴加源提高3个数量级,为LRIMS法高灵敏测量环境中痕量钚奠定了基础。     

大量铀中微量镎钚的分析

乏燃料后处理铀产品中对镎和钚的控制要求极其严格。现有方法难以满足铀产品的质量控制要求（样品中镎和钚的含量极低而铀-镎和铀-钚的含量比值又极高,经过有效分离后方能准确测定）,因此,建立满足铀线质量控制的镎钚的测定方法对于我国乏燃料后处理铀产品的质量控制具有重要的现实意义。     

电沉积法制备镅、钚和镎的α源

以０．１ｍｏｌ／Ｌ硫酸铵为电沉积液,在铁阳极与不锈钢阴极之间施加约１５Ｖ直流电压,控制电流密度为０．６５Ａ／ｃｍ＾２,沉积４０ｍｉｎ,镅、钚和镎可以定量地沉积在阴极上,其收率均≥９８％。探讨了１８种有代表性的共存物对电沉积率的影响,结果表明,多数阳离子（碱金属、碱土金属除外）影响电沉积率或分辨率;少量ＮＯ＾－３、Ｃｌ＾－、磷酸三丁酯（ＴＢＰ）、三烷基氧（ＴＲＰＯ）、煤油或草酸不影响沉积结果。当电解     

热表面电离质谱法测定钚氧化物中的钚同位素组成

采用热表面电离质谱法对钚氧化物中钚同位素丰度进行了测定。通过对钚氧化物样品预处理、离子源和分析器的真空控制、法拉第杯接收效率检测、测量过程中的信号强度大小控制、信号强度稳定性控制以及测量时间的控制等条件进行优化,确定了最佳预处理条件和测量条件,实现了钚氧化物中钚同位素组分的准确测定。在选定的条件下,测定了钚标准样品中的钚同位素丰度,主同位素239Pu和242Pu测量精密度(sr)均优于0.05%(n=6)。     

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。     

二正辛基亚砜萃取铀、钚、钍和镎

本文报道了二正辛基亚砜(DOSO)—二甲苯从硝酸介质中萃取铀、钚、钍和镎的实验结果。DOSO对这些元素的萃取规律类似于TBP,但分配系数(D)比TBP高,尤其是对钚。上述元素的D值均随水相HNO_3浓度增加而增加,达到最大值后下降。用斜率法测得铀、钚、镎的溶剂化数均为2,钍为3,硝酸为1。本工作对盐析剂、络合阴离子(C_2O_4~(2-)、F~-、SO_4~(2-)等)、温度等对萃取的影响以及铀、钚的反萃条件进行了研究,还计算了萃取平衡常数和铀的ΔH值。     

DTPA与铀、镎、钚的配位作用 Ⅲ.TBP-DTPA-铀、镎、钚体系中的氧化还原反应

研究了ＴＢＰ－ＤＴＰＡ配位萃取体系中铀、镎、钚的一些氧化还原反应。实验结果表明，在ＴＢＰ－ＤＴＰＡ体系中，用Ｕ（Ⅳ）能迅速地把Ｐｕ（Ⅳ）和Ｎｐ（Ⅴ）还原为Ｐｕ（Ⅲ）和Ｎｐ（Ⅳ）；而Ｈ２Ｏ２能迅速地将Ｕ（Ⅳ）氧化至Ｕ（Ⅵ），但对Ｐｕ（Ⅲ）和Ｎｐ（Ⅳ）的氧化速度相对较慢，Ｐｕ（Ⅲ）能氧化到Ｐｕ（Ⅵ），而Ｎｐ（Ⅳ）只能氧化到Ｎｐ（Ⅴ）。     

正丁醛作还原剂时用TBP/煤油萃取分离铀、钚和镎的研究Ⅰ.正丁醛反萃TBP/煤油中的Np

为了解正丁醛在还原反萃分离铀、钚、镎过程中的作用,以正丁醛为还原剂,进行了硝酸水溶液反萃含U(Ⅵ)、Np(Ⅵ)或U(Ⅵ)、Np(Ⅵ)、Pu(Ⅳ)的TBP/煤油中Np的实验研究,测定了串级实验时Np在各萃取器中的分布,讨论了正丁醛、镎、铀、硝酸浓度、相比等对镎在萃取器中分布的影响.单级实验结果表明,正丁醛的加入和延长正丁醛与镎的相互作用时间,有利于从有机相中反萃镎;正丁醛的加入对铀、钚分配比的影响不大;但铀浓度增加会增加镎的反萃.串级实验结果表明,镎在1BP中的比例小于10%;第二级加入正丁醛时,正丁醛和镎在各级的分布较合理,能兼顾镎的去污与反萃.为了减少铀的损失,需要采用较高的硝酸浓度;在1BW中出现少量白色沉淀.     

正丁醛作还原剂时用TBP／煤油萃取分离铀,钚和镎的研究：I. …

为了解正丁醛在还原反萃分离铀、钚、镎过程中的作用,以正丁醛为还原剂,进行了硝酸水溶液反萃含Ｕ（Ⅵ）、Ｎｐ（Ⅵ）或Ｕ（Ⅵ）、Ｎｐ（Ⅵ）、Ｐｕ（Ⅵ）的ＴＢＰ／煤油中Ｎｐ的实验研究,测定了串级实验时Ｎｐ在各萃取器中的分布,讨论了正丁醛、镎、铀、硝酸浓度、相比等对镎在萃取器中分布的影响。单级实验结果表明,正丁醛的加入和延长正丁醛与镎的相互作用时间,有利于从有机相中反萃镎;正丁醛的加入对铀、钚分配比的影响不     

16 大量铀中镎钚的分离与测定——加压排空柱离子交换系统的设计及应用

镎和钚是长寿命极毒元素，核燃料后处理铀产品中对镎和钚的控制要求极其严格。准确、及时、稳定地测定乏燃料后处理厂铀线尾端样品以及铀产品（以下简称样品）中镎钚的含量是乏燃料后处理质量控制的要求。国内一直未建立起满足后处理铀线质量控制的分析方法，现有方法存在的主要问题是去除铀基体的分离流程长，去污因子不稳定，很难满足铀产品的质量控制要求（样品中镎和钚的含量极低而铀镎和铀钚的含量比值又非常高，只有经过有效分离后方能准确测定），而国外对此类方法均不予报道。     

透射型表面电离源的研制

以镍或铂等高功函数金属网为电离材料制成了间接加热式球形表面电离器，用于溅射型负离子源中，正铯离子流达到ｍＡ级，被溅射的负离子流（如Ｐ）分析后可达５０－６０μＡ。透气的电离表面增加了铯蒸汽的流量，避免了流动缓慢区的形成，并减少了污染。     

钍,铀和钚在盐环境中的迁移行为研究

采用柱迁移实验研究了钍、铀和钚在盐柱上的迁移行为。实验结果表明，体系中水溶液中的ｐＨ值对钍、铀的回收率影响很大，ｐＨ≥３时，约８５％Ｔｈ＾４＋被阻滞在盐柱上，铀通过ＮａＣｌ柱时，其化学回收率与ｐＨ值的关系曲线呈“马鞍型”；ｐＨ≤２或ｐＨ≥８时，化学回收率〉８４％，ｐＨ≈６时，化学回收率仅为９％，进料液或淋洗液中的配位剂影响铀，钚在盐柱上的迁移，阻滞在盐柱上的大部分铀分布在距离进料口下端２ｃｍ之内，     

三烷基(混合)氧膦的结构分析及其对镎、钚的萃取

本文用红外光谱和核磁共振谱研究了TRPO的组成及萃取结构,证明了萃取是由膦酰基上氧原子的孤对电子配位引起的,萃取络合物为配位络合物。研究了 TRPO萃取水和硝酸的平衡常数及络合物结构形式。还用~(238)Np示踪和α液体闪烁测量研究了TRPO-煤油-硝酸体系中各种价态的镎、钚萃取和反萃取情况。     

铀胁迫凤眼莲根部代谢产物内部萃取电喷雾电离质谱分析

凤眼莲（俗名水葫芦）应答铀胁迫代谢组学研究,是理解其对重金属胁迫耐受性和敏感性复杂生命过程的关键。本研究采用内部萃取电喷雾电离质谱（iEESI-MS）方法,在正离子检测模式下,选择甲醇-水（V∶V=1∶1）作萃取剂,实现了在无需复杂前处理的条件下,对铀胁迫下生长的水葫芦根部代谢物的选择性离子化,获得了组织样品在 m/z 50～400范围内的化学指纹谱,通过碰撞诱导解离（CID）实验,鉴定并分析了甘氨酸、天冬酰胺、组氨酸、胆碱、吲哚乙酸、十一醛等具有代表性的代谢产物的变化情况。研究发现,组氨酸含量随铀浓度的增加呈现明显增大的趋势,且在40 μg/mL铀胁迫第10 d时,水葫芦根部出现发黑、腐烂等症状。本方法具有无需复杂样品预处理、操作较简单、分析速度快等优点,为铀胁迫水葫芦代谢物分析提供了新的质谱方法。本研究为铀胁迫水葫芦次生代谢物分子水平物质变化的研究提供了新的思路。     

共振电离质谱学及其在核燃料循环中的应用考虑

１　引言共振电离是一种光致电离过程。当某一原子吸收一个具有一定能量的光子时，可以由基态跃迁到相应的激发态；再通过吸收一个足够能量的光子，最后可达到完全电离，这种过程一般叫做共振电离。激光技术的发展，由于能提供优质的单色光源，使共振电离技术得到了迅速发...