二氧化铀芯块中微量Mn、Cr、Ni、Mo、Th的测定方法改进

硝酸溶解二氧化铀芯块,采用TBP树脂连续分离Mn、Cr、Ni、Mo、Th五种元素,等离子体发射光谱(ICP-OES)法测定Mn、Cr、Th,石墨炉原子吸收(GAAS)法测定Ni、Mo。结果表明:3mol/L硝酸介质中,U、Th被TBP树脂吸附,Mn、Cr、Ni、Mo 4种元素直接进入接收液(A),继续用6 mol/L盐酸平衡柱子,弃去8mL死体积后,此时Th淋洗进入接收液(B)。接收液为高酸基体,元素浓度低,故将接收液蒸至近干,稀酸溶解测定。采用标准物质(GBW04242)对该方法进行验证,测定值均在标准值的置信区间内。     

Purex流程的改进Ⅰ.共去污单元锆、钌净化工艺

通过单级实验,研究了不同铀饱和度、酸度、温度条件下30%TBP对锆、钌的萃取规律,在此基础上确定了提高1A净化锆、钌的工艺,并进行了台架实验验证。研究结果表明：提高铀饱和度、温度和酸度有助于降低钌在30%TBP中的分配比;在30%TBP中,高铀饱和度条件下,锆分配比受铀饱和度的影响远大于水相硝酸浓度的影响;温度对锆的分配比影响不显著。当1A槽采用4mol/L硝酸进料、4mol/L硝酸洗涤时,45℃条件下,铀、钚的回收率达99.98%,钌的去污系数约达到10⁵。     

密度-电导-温度法测量铀-酸体系中铀和硝酸

提出了密度-电导-温度法测量铀-酸溶液中铀和硝酸含量。建立铀-酸溶液的密度、电导率和铀质量浓度、硝酸浓度以及温度之间的数学模型,该模型为一非线性二元二次方程组。只要测出铀-酸溶液的温度、密度和电导率,代入上述方程组,即可由计算机计算出铀-酸体系中铀和硝酸浓度。结果表明:当铀-酸体系中铀质量浓度范围在50~200g/L、硝酸浓度范围在1~4mol/L时,该法对铀和硝酸浓度的测量相对误差均在±5%之间。     

酸浓度对锆合金酸洗反应动力学行为影响

为获取锆合金酸洗表面处理动力学行为数据,采用浸泡酸洗法研究了硝酸和氢氟酸浓度对锆合金酸洗速率的影响。结果表明:氢氟酸对锆合金具有强烈的溶解作用,其浓度对酸洗速率具有指数影响关系,符合液相反应动力学关系式;硝酸对锆合金没有溶解作用,其浓度对酸洗速率有缓蚀作用,具体表现为降低速率常数和反应级数。氢氟酸溶解作用和硝酸的缓蚀作用达到平衡时,可避免锆合金表面出现过酸洗现象且表面光亮洁净,稳定的合理的浓度范围为4.33mol/LHNO37.22mol/L、0.68mol/LHF1.60mol/L,且随HF酸浓度增加HNO_3浓度相应增加。     

锝在1A槽和锝洗涤槽中的走向、行为与控制研究

实验测定了不同铀-锆-锝比条件下,硝酸浓度对Tc（Ⅶ）在30％TBP/OK中分配系数的影响。在混合澄清槽实验中,研究了锝在1A槽中的走向行为。结果表明:以Zr（NO3）4和NH4TcO4等化学纯试剂与回收纯化的UO2（NO3）2配制1AF时,分别以2mol/L和3 mol/L　HNO3为1A槽进料,锝进入1AP的份额分别为14.4％和27.0％,当1AF料液用经蒸煮回收的U-Tc-Zr配制,以3mol/L HNO3作为1A槽进料时,99.8％锝进入1AP。 同时研究了不同1AP中铀、锝、锆的硝酸洗涤行为,目的是为后处理中试厂锝洗槽设计     

动态膜电解制备四价铀Ⅰ.装置建立及性能测试

以钛涂钌铱网为阳极、钛网为阴极,建立了动态膜电解制备四价铀装置,测试了该装置的性能,比较了使用国产膜和进口膜时的电解性能,同时还探讨了制备过程中各参数的变化。研究结果表明:该装置能在电流密度高达120mA/cm2的情况下稳定运行;隔膜采用贝斯特Nepem-417膜或旭化成Aciplex-F4112膜,对电解结果无显著差异;对于500mL铀质量浓度为199g/L的料液,仅采用72cm2的钛涂钌铱网为阳极、钛网作为阴极,电解180min,四价铀产率可达到93.1%;电解前后阴极料液中肼浓度从0.52mol/L下降为0.30mol/L,酸浓度从2.20mol/L下降为0.70mol/L,槽压在3～3.6V内变动,阴极电解液温度低于45℃(室温28℃)。     

用含磷酸三丁酯的树脂从硝酸盐溶液中萃取铀

据南非报道,已用吸附在大孔聚苯乙烯二乙烯苯树脂(Levextrel oc1023)上的磷酸三丁酯从硝酸根总浓度为5.5mol/L的硝酸与硝酸铝溶液中萃取铀. 溶液中的铀被强烈吸附,其分配系数随硝酸铝浓度的增大而增大.用兰格缪尔方程描述了这种平衡分配情     

肼为还原剂催化还原U(Ⅵ)制备U(Ⅳ)的工艺条件

研究了硝酸体系中以铂黑为催化剂、肼为还原剂还原制备U(Ⅳ)的工艺条件,考察了硝酸浓度、肼浓度、反应温度、催化剂用量等对U(Ⅵ)转化率及副反应的影响。当铀浓度为0.90mol/L时,优化的工艺条件为：初始硝酸浓度0.80mol/L,初始肼浓度1.0mol/L左右,反应温度60℃,反应液25mL时催化剂铂黑用量为0.2g,反应3h后U(Ⅵ)的转化率大于99%。     

铀-锆合金芯块的溶解及铀和锆在镉中的分布(英文)

采用直接溶解法,研究了时间、温度、芯块表面积及搅拌与否等参数对铀-锆合金在液态镉中的溶解影响。用JCXA-733电子显微分析仪测定了金属镉中U、Zr的浓度,采用元素特征X-射线面扫描方法分析了U、Zr在金属镉中的分布状态。实验结果表明,在400℃和500℃、搅拌速度约为150r/min时,铀在液态镉中的溶解度分别为0.4g和2.2g;初始0.5h时,铀溶解速度分别为0.05g/(cm~2·h)和0.32g/(cm~2·h)。U-10Zr合金芯块在液态镉中(液态镉与U-10Zr芯块质量比约为7)直接溶解的合适条件为:溶解温度约480℃,搅拌速度约150r/min,溶解时间约4h。U、Zr在金属镉中分布是均匀的。     

真空膜蒸馏法处理含铀废水 BR>

采用聚丙烯微孔膜对含铀废水进行真空膜蒸馏(VMD)处理研究,考察了进料铀的温度、质量浓度、流速以及真空侧压力对膜通量及截留率的影响,得到了最佳工艺条件:进料流速,0.5 m/s;进料温度,55℃;真空侧压力,2.66 kPa。在该条件下,当料液中铀的质量浓度为1~9 mg/L时,膜具有良好的分离性能,膜通量为3.5 kg/(m2.h),截留率为99.1%,馏出液中铀的质量浓度低于国家排放标准(0.05 mg/L)。实验结果表明,作为一种新颖的水处理技术,真空膜蒸馏法将在含铀废水处理中发挥重要作用。     

聚丙烯腈/氧化石墨烯的偕氨肟化复合材料的制备及其对铀的吸附行为

合成了一种新型的具有高吸附量和较好吸附选择性的聚丙烯腈/氧化石墨烯的偕氨肟化复合材料(■-AO/GO)吸附剂,采用XRD、红外光谱对■-AO/GO进行了表征,通过静态吸附实验研究了pH值、固液比、吸附时间、铀溶液初始质量浓度等因素对吸附剂吸附铀的影响,并探讨了吸附过程的热力学和动力学。结果表明,吸附剂对铀的吸附量随吸附剂用量、吸附时间及铀酰离子初始浓度的增加而增加,但当这些因素达到一定值时,吸附达到平衡。在pH=5、固液比0.6g/L、吸附时间60min、铀初始质量浓度150mg/L的最佳吸附条件下,■-AO/GO对铀的吸附量达237mg/g。■-AO/GO对铀的吸附遵循Langmuir吸附等温线,说明■-AO/GO对铀的吸附属于单层吸附。■-AO/GO对铀的吸附较好地符合准二级动力学模型,表明吸附主要为化学吸附过程。     

自动电位滴定法精密测定小量铀

针对反应堆乏燃料溶解液和铀产品溶液的高放射性水平，在钼催化硫酸亚铁还原/重铬酸钾氧化电位滴定法精密测定铀的基础上，从取样量和自动化两方面入手，以降低用自动电位滴定法精密测定小量铀对分析人员的放射性危害。研究结果表明，采用自动电位滴定仪，在取铀量为10mg时，测定精密度优于0.06%，通过校正，可使结果更加准确可靠。该方法可有效降低放射性对分析人员的危害，同时又满足了反应堆乏燃料溶解液和铀产品溶液精密测定铀的准确度要求。     

硅胶吸附处理含高浓度硝酸根的含铀工艺废液

利用硅胶对铀的吸附作用,实现了对同时含高浓度硝酸根及微量铀的放射性废液中铀的回收。利用模拟废液进行静态实验,研究了溶液pH值、铀初始浓度、硝酸盐浓度及硅胶比表面积对吸附效果的影响。结果表明：溶液pH值增大有利于硅胶对铀的吸附;而溶液中铀初始浓度的升高会使铀在硅胶上的吸附效率降低;pH值为8.1时的吸附过程符合Freundlich等温吸附模型;硝酸根在硅胶上不吸附,且对铀的吸附几乎无影响;具有较大比表面积的硅胶有利于铀的吸附。利用实际工艺废液进行的动态柱实验结果表明,当pH值为8.1时,硅胶对铀的吸附容量可达22.3 mg/g。吸附在硅胶上的铀可被1 mol/L的硝酸溶液淋洗下来,解吸效率达近100%。     

UO2-不锈钢燃料棒的光纤激光切割研究

为验证光纤激光用于燃料组件解体和燃料棒切割的可行性,研究光纤激光用于热物性差别很大的UO2芯块 不锈钢包壳管复合结构的切割和铀芯块的切割质量,本文采用光纤激光切割UO2芯块 316Ti包壳管元件棒,并通过扫描电子显微镜、能谱和X射线衍射对UO2芯块的切断面进行微观表征分析,研究激光切割过程对铀芯块切断的表面微观形貌、元素组成及物相的影响。研究结果表明,光纤激光可用于切割UO2芯块 316Ti包壳管元件棒,激光切割过程虽会造成铀芯块切断面出现大量微孔和碎渣,但不会造成UO2的相变。以上结果表明,光纤激光可用于UO2芯块 316Ti包壳管元件棒的切割,通过后续对激光切割系统的抗辐射屏蔽防护,可应用于乏燃料组件解体和乏燃料棒切割。     

固相萃取α能谱法快速测定环境样品中铀放射性核素

为了对环境中放射性污染水平进行有效监测,需要对环境样品中铀放射性核素进行分析。本实验采用浓硝酸溶液加热浸取样品中的铀,UTEVA树脂对铀进行吸附并用稀盐酸溶液进行解吸,有机物TTA萃取制成α测量源,通过示踪剂铀-232的计数来校正铀(铀-234、铀-235和铀-238)的化学回收率。本方法实现了对环境样品中铀放射性核素的快速分析,同时进行了条件实验,确定了最佳测量条件:浸取液为8.0 mol/L硝酸溶液,解吸液为0.01 mol/L盐酸溶液,示踪剂用量为180 mBq。结果表明,当样品用量为0.5 g,测量时间100000 s时,该方法的最小可探测活度浓度为0.13 Bq/kg,满足环境样品中铀放射性核素的分析要求。     

30%TBP/煤油-硝酸溶液体系中镎的化学行为

为了解镎在萃取过程中的化学行为,采用单级萃取研究了硝酸溶液中Np(Ⅴ)氧化为Np(Ⅵ)的行为和此过程中TBP萃取Np(Ⅵ)的性能。实验结果表明,提高硝酸浓度有利于Np(Ⅴ)的氧化,提高了萃取体系对Np(Ⅵ)的萃取;提高亚硝酸浓度加快了Np(Ⅵ)和Np(Ⅴ)之间氧化还原反应的进行,但是会降低平衡后萃取系统中Np(Ⅵ)的比例;升高温度可以提高Np(Ⅴ)转化为Np(Ⅵ)的速率。通过模拟1AF料液的混合澄清槽台架实验表明,自1AX中引入0.01 mol/L HNO2,同时将萃取温度升高到45℃,在1AF硝酸浓度为3.5mol/L的条件下,1A槽镎的萃取率可以达到80%。     

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。     

新型磁性螯合聚合物的合成及其对铀吸附性能的研究

合成了一种新型的、具有高吸附量和机械强度且易于分离的双偕胺肟基聚合物/Fe₃O₄@SiO₂吸附剂,通过静态吸附实验,研究了pH值、固液比、吸附时间、溶液初始浓度等因素对吸附剂吸附铀的影响,并探讨了吸附过程的热力学和动力学。结果表明,吸附剂对铀的吸附量随吸附剂用量、吸附时间及铀酰离子初始浓度的增加而增加,但当这些因素达到一定值时,吸附达到平衡。最佳吸附条件为：pH=5、固液比为0.6 g/L、吸附时间为90 min、铀溶液初始浓度为100 mg/L,在此条件下其饱和吸附量可达到160 mg/g。吸附剂对铀的吸附遵循Langmuir等温吸附线,符合准二级动力学方程。     

TRPO萃取锕系元素、铕、锝、锆和铁

研究了不同浓度三烷基氧膦（TRPO）／煤油体系萃取铀的能力以及三相出现情况。结果表明，50％ TRPO／煤油体系在常温下负载60g/L铀时不会出现三相，并对Np(Ⅳ),Pu(Ⅳ),Am(Ⅲ），Ee(Ⅲ)和Tc(Ⅶ)具有良好的萃取能力。说明采用该体系能从乏燃料溶解液中萃取回收铀、钚的同时去除次锕系元素和锝，但TRPO在萃取少量的Zr时会出现三相。     

铀纯化循环中乙异羟肟酸净化锆的研究

为了考察Purex流程铀纯化循环采用乙异羟肟酸(AHA)纯化铀时锆的净化效果,进行了模拟2D槽萃取段和洗涤段条件下锆的单级分配实验以及模拟2D槽工艺的试管串级实验.单级实验结果表明,增大AHA浓度或降低洗涤酸度都有利于降低锆的分配比;对含铀体系,当磷酸二丁酯(HDBP)的浓度低于0.1 mol/L时,基本不影响锆的净化效果.在以0.2 mol/L AHA-0.5 mol/L HNO3为洗涤液,第8级进料、8级萃取、8级洗涤,流比(2DF/2DX/2DS)为1:0.48 :0.06工艺条件下进行了2次2D槽串级实验,结果表明,铀中锆的净化系数分别为3.2×104,4.3×104.