一种草酸钚沉淀的分析检测方法与流程

1.本发明涉及乏燃料后处理技术领域，特别是指一种草酸钚沉淀的分析检测方法。


背景技术：

2.在乏燃料后处理中，钚产品是指二氧化钚粉末，目前是以草酸作为沉淀剂，生成草酸钚沉淀，再由草酸钚沉淀加热分解生成的二氧化钚粉末。二氧化钚粉末在应用于动力反应堆核燃料、混合氧化物燃料等燃料时，对钚含量、钚同位素含量、杂质含量，尤其硼当量元素的含量均应满足一定的要求。在二氧化钚生成之前，对中间产品草酸钚沉淀进行成分测定，可以提前判断产品的质量。因此，对草酸钚沉淀进行分析检测具有重要意义。
3.鉴于此，目前亟待提出一种草酸钚沉淀的分析检测方法，以便对二氧化钚进行质量控制。
4.另外，在草酸钚沉淀后，草酸盐母液中仍然含有钚，对于草酸盐母液的钚需要进行返回纯化。由于草酸盐母液中的草酸根对pu
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有很强的络合作用，所以使用高锰酸钾对其进行破坏。对于草酸钚沉淀的分析，也有利于获知草酸盐母液的杂质含量等信息。


技术实现要素：

5.本发明要解决的技术问题是提供一种草酸钚沉淀的分析检测方法，解决现有技术中对二氧化钚生产难以进行质量控制的技术问题。
6.为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
7.一种草酸钚沉淀的分析检测方法，包括如下步骤：
8.(1)取草酸钚沉淀样品进行溶解，得到溶解液；
9.(2)将步骤(1)中得到的所述溶解液进行介质转换，得到待测液；
10.(3)对步骤(2)中得到的所述待测液，检测pu元素的含量、u元素的含量、
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am元素的含量、非挥发性杂质元素的含量、γ的辐射能量。
11.优选地，步骤(1)中，采用碳酸铵溶液对所述草酸钚沉淀样品进行溶解。
12.所述溶解液中，碳酸铵的浓度为100g/l，所述草酸钚的浓度为10-20g/l。
13.优选地，步骤(2)中，采用硝酸溶液对所述溶解液进行介质转换。
14.所述待测液中，硝酸的浓度为6mol/l，草酸钚的浓度为10-20g/l。
15.优选地，步骤(3)中，所述pu元素的含量通过以下方法进行检测：
16.将所述待测液接通库仑计进行电解，并通过控制电极电位，使所述待测液中的pu元素在工作电极上被还原和氧化，根据库仑计的电量，计算得到pu元素的含量。
17.优选地，所述u元素的含量通过以下方法进行检测：
18.在ph值为6～7环境下，用紫外脉冲光源照射所述待测液，使其产生荧光，测定所述待测液的荧光强度，根据荧光强度，得到u元素的含量。
19.优选地，所述
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am元素的含量通过以下方法进行检测：
20.将所述待测液使用γ谱仪测定γ射线能谱图，根据得到的γ射线能谱图以及γ谱
仪的探测效率，计算得到
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am元素的含量。
21.优选地，所述非挥发性杂质元素的含量通过以下方法进行检测：
22.通过强碱性阴离子树脂使所述待测液中的钚与杂质元素分离，再采用icp-aes法测定其中杂质元素含量。
23.优选地，所述γ的辐射能量通过以下方法进行检测：
24.将所述待测液使用γ谱仪测定γ射线能谱图，根据得到的γ射线能谱图中的峰面积，得到γ的辐射能量。
25.优选地，所述的草酸钚沉淀的分析检测方法，还包括：(4)分别计算步骤(3)中得到的u元素的含量、
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am元素的含量、非挥发性杂质元素的含量、γ的辐射能量与pu元素的含量比，得到各检测值的当量值。
26.优选地，所述的草酸钚沉淀的分析检测方法，根据pu元素、u元素、
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am元素、非挥发性杂质元素的含量，以及γ的辐射能量判断所述草酸钚沉淀的质量。
27.优选地，判断所述草酸钚沉淀的质量，包括：
28.当所述pu元素的质量分数大于或者等于86.0％时，为质量合格；反之，为质量不合格；和/或，
29.当所述u元素的当量值小于6000μg/g pu时，为质量合格；反之，为质量不合格；和/或，
30.当所述非挥发性杂质元素的当量值小于6000μg/g pu时，为质量合格；反之，为质量不合格；和/或，
31.当所述γ的辐射能量的当量值小于或者等于106mev
·
bq/g pu时，为质量合格；反之，为质量不合格。
32.本发明的上述方案至少包括以下有益效果：
33.本发明的草酸钚沉淀的分析检测方法，包括如下步骤：取草酸钚沉淀样品进行溶解，得到溶解液；将所述溶解液进行介质转换，得到待测液；对所述待测液，检测pu元素的含量、u元素的含量、
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am元素的含量、非挥发性杂质元素的含量、γ的辐射能量。本发明的草酸钚沉淀的分析检测方法，可以根据草酸钚沉淀提前判断二氧化钚粉末产品的质量，在以草酸钚沉淀作为原料制备二氧化钚前对产品质量进行可靠的检测分析以及质量控制。
具体实施方式
34.本发明各实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品，不同厂家、型号的原料并不影响本发明技术方案的实施及技术效果的实现。
35.本实施例的草酸钚沉淀的分析检测方法，包括如下步骤：
36.(1)取草酸钚沉淀样品，采用碳酸铵溶液对所述草酸钚沉淀样品进行溶解，得到溶解液；所述溶解液中，碳酸铵的浓度为100g/l，所述草酸钚的浓度为10-20g/l。
37.作为本实施例的优选实现方式，取所述草酸钚沉淀样品可以通过对草酸钚滤饼多点取样，以保证样品的均匀性。取样完成后混合均匀，再将其分为1～3个平行样。
38.(2)将步骤(1)中得到的所述溶解液采用硝酸溶液对所述溶解液进行介质转换，得到待测液；所述待测液中，硝酸的浓度为6mol/l，草酸钚的浓度为10-20g/l。
39.(3)对步骤(2)中得到的所述待测液，检测pu元素的含量、u元素的含量、
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am元素的含量、非挥发性杂质元素的含量、γ的辐射能量。
40.作为本实施例的优选实现方式，所述pu元素的含量通过以下方法进行检测：将所述待测液接通库仑计进行电解，并通过控制电极电位，使所述待测液中的pu元素在工作电极上被还原和氧化，根据库仑计的电量，计算得到pu元素的含量。其中，pu元素的含量根据法拉第定律进行计算。
41.所述u元素的含量通过以下方法进行检测：在ph值为6～7环境下，用紫外脉冲光源照射所述待测液，使其产生荧光，测定所述待测液的荧光强度，根据荧光强度，得到u元素的含量。
42.为减少对检测结果的影响，得到更为准确的检测结果，在采用紫外脉冲光源照射所述待测液前，对所述待测液进行萃取分离，对萃取液进行紫外脉冲光源照射。
43.所述
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am元素的含量通过以下方法进行检测：将所述待测液使用γ谱仪测定γ射线能谱图，根据得到的γ射线能谱图以及γ谱仪的探测效率，计算得到
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am元素的含量。
44.其中，所述
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am的含量可以通过如下方法进行计算：根据
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u和
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am两种核素在能量59.5kev处、能量208kev处的分支强度比值，以及γ谱仪的探测效率进行解谱，计算得到
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am元素的含量。
45.需要说明的是，
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am由
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pu衰变得到，在所述待测液中检测得到的数值不固定。
46.所述非挥发性杂质元素的含量通过以下方法进行检测：通过强碱性阴离子树脂使所述待测液中的钚与杂质元素分离，再采用icp-aes法测定其中杂质元素含量。icp-aes法，即电感耦合等离子体原子发射光谱法。
47.所述γ的辐射能量通过以下方法进行检测：将所述待测液使用γ谱仪测定γ射线能谱图，根据得到的γ射线能谱图中的峰面积，得到γ的辐射能量。
48.(4)分别计算步骤(3)中得到的u元素的含量、
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am元素的含量、非挥发性杂质元素的含量、γ的辐射能量与pu元素的含量比，得到各检测值的当量值。
49.本实施例中，将各测定结果进行转换处理，最终以μg/gpu作为单位进行表示。pu元素的含量、γ辐射能量的检测结果可直接用于判断所述草酸钚沉淀的质量；u元素的含量、
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am元素的含量、非挥发性杂质元素的含量的测定结果除以钚总量，最终结果为钚基μg/g pu。
50.根据pu元素、u元素、
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am元素、非挥发性杂质元素的含量，以及γ的辐射能量判断所述草酸钚沉淀的质量，具体可以包括：
51.当所述pu元素的质量分数大于或者等于86.0％时，为质量合格；反之，为质量不合格；和/或，
52.当所述u元素的当量值小于6000μg/g pu时，为质量合格；反之，为质量不合格；和/或，
53.当所述非挥发性杂质元素的当量值小于6000μg/g pu时，为质量合格；反之，为质量不合格；和/或，
54.当所述γ的辐射能量的当量值小于或者等于106mev
·
bq/g pu时，为质量合格；反之，为质量不合格。
55.需要说明的是，所述u元素的当量值、所述
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am元素的当量值、所述非挥发性杂质
元素的当量值、所述γ的辐射能量的当量值均是指与pu的质量的当量。
56.由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。