專利名稱：30％tbp-煤油輻解行為檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于乏燃料后處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及30% TBP-煤油輻解行為檢測(cè)方法。
背景技術(shù)：
Purex流程是目前世界上唯一商業(yè)應(yīng)用的乏燃料后處理水法流程，其包括共去污循環(huán)、钚純化循環(huán)和鈾凈化循環(huán)。此流程主要是使后處理料液經(jīng)歷還原反萃、酸堿洗滌、水洗等過(guò)程并最終將后處理料液中的鈾和钚提取出來(lái)。30%磷酸三丁酯(TBP)為Purex流程常用的萃取劑，同時(shí)為了改善萃取劑的物理性能又需要加入一定的煤油作為稀釋劑，TBP、煤油及硝酸共同構(gòu)成了萃取體系。在萃取工藝過(guò)程中TBP和煤油會(huì)受到后處理料液帶來(lái)的較強(qiáng)輻射作用及不同的化學(xué)作用，在這些作用 下，TBP和煤油均可能發(fā)生輻解、聚合及其它反應(yīng)，引起一些物性變化?？紤]到經(jīng)濟(jì)因素和廢物最小化，通常將使用過(guò)的TBP和煤油經(jīng)酸堿洗滌將部分有害輻解產(chǎn)物磷酸二丁酯(DBP)和磷酸一丁酯(MBP)除掉后再循環(huán)使用，而另一部分輻解產(chǎn)物則不能用酸堿洗滌除去。但是未被除去的輻解產(chǎn)物如羰基化合物、少部分DBP及MBP等一方面可能會(huì)影響溶劑萃取性能的變化，另一方面絡(luò)合能力較強(qiáng)的輻解產(chǎn)物將會(huì)造成重金屬保留的積累(如釕、钚、鈾等)，甚至可能與料液作用產(chǎn)生界面污物或引起乳化造成萃取分相困難，操作條件惡化，影響了萃取工藝的正常進(jìn)行。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)萃取體系的Y輻解行為已有了較充分的研究，其主要是采用6tlCo照射萃取體系，然后對(duì)輻照后產(chǎn)生的DBP、MBP及羰基化合物在非放射性條件下進(jìn)行定量分析。其中DBP和MBP的分析是在先在甲酯化裝置中使樣品進(jìn)行甲酯化反應(yīng)，然后對(duì)甲酯化的待測(cè)樣品進(jìn)行氣相色譜分析；羰基化合物主要是利用分光光度法分析。至于萃取體系的a輻解行為，國(guó)內(nèi)外的研究則很匱乏。主要原因是由于(l)a輻照源不像Y源那樣采用外照法對(duì)料液輻射然后在非放條件下分析輻解產(chǎn)物，而是要將a源加入到料液中去，對(duì)輻解樣品進(jìn)行分析時(shí)體系中仍然會(huì)有少部分a源，分析難度增大；
(2)高活度的a輻解源較難獲得；(3)產(chǎn)物分析時(shí)也存在人員防護(hù)等問(wèn)題。但是a、Y等與溶劑萃取介質(zhì)TBP、煤油、硝酸等作用時(shí)所傳遞的能量有很大不同，輻解產(chǎn)物及產(chǎn)生量會(huì)有一定的差別，如I. 2MeV 60Co y射線的LET值為0. 3keV/ u m, 2. 5 MeV的a粒子LET值為160keV/iim。所以對(duì)萃取體系的a輻解行為的研究也是十分必要的。另外，在整個(gè)Purex流程中，溶劑一方面受到輻照產(chǎn)生輻解產(chǎn)物，另一方面輻解產(chǎn)物又可能受到反萃、酸堿洗滌等過(guò)程而損失，同時(shí)溶劑萃取的钚、鈾等也可能對(duì)輻解產(chǎn)物的分析帶來(lái)影響。因此，為了了解溶劑在整個(gè)工藝過(guò)程的輻解行為，必須準(zhǔn)確獲取不同過(guò)程的輻解產(chǎn)物量。目前國(guó)內(nèi)外關(guān)于溶劑的a和Y輻解產(chǎn)物分析均未系統(tǒng)考察這些影響。

發(fā)明內(nèi)容
(一)發(fā)明目的
本發(fā)明提供了一種在Purex流程中30% TBP-煤油輻解行為檢測(cè)方法，以獲取a輻解對(duì)TBP-煤油萃取體系的影響。(二)技術(shù)方案
為了實(shí)現(xiàn)對(duì)30% TBP-煤油a輻解行為檢測(cè)，本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下
將238Pu作為輻解用a源，加入到萃取體系中，然后對(duì)30% TBP-煤油的輻解產(chǎn)物DBP、MBP、羰基化合物進(jìn)行檢測(cè)分析。其優(yōu)選技術(shù)方案是
將濃度為0. I 5g/L的238Pu作為輻照用a源，加入到萃取體系中，然后將30%TBP-煤油的輻解產(chǎn)物DBP、MBP、羰基化合物進(jìn)行檢測(cè)分析。所述的DBP、MBP的分析方法是先采用還原反萃、酸堿洗滌、水洗過(guò)程將經(jīng)a輻照的含238Pu的萃取體系中的絕大部分钚反萃進(jìn)入水相，然后對(duì)反萃后的溶劑樣品置于冰水浴 的容器中，再進(jìn)行甲酯化反應(yīng)，最后進(jìn)行氣相色譜分析。其中氣相色譜的分析條件是氣化室溫度為230 250°C，載氣氮?dú)饬魉贋?. 5 2mL/min，氫氣流速為50 70mL/min，空氣流速為100 120mL/min,進(jìn)樣量為0. 2 0. 4 y L。所述的羰基化合物的分析方法是先采用還原反萃、酸堿洗滌、水洗過(guò)程將經(jīng)a輻照的含238Pu的萃取體系中的絕大部分钚反萃進(jìn)入水相，然后采用分光光度法測(cè)量羰基化合物含量。(三)有益效果
采用本發(fā)明提供的Purex流程中30% TBP-煤油輻解行為檢測(cè)方法，可獲知Purex流程中的萃取體系的a輻解行為并對(duì)其輻解產(chǎn)物進(jìn)行準(zhǔn)確檢測(cè)。其有益效果具體如下(1)溶劑要達(dá)到相同輻射吸收劑量，輻照時(shí)間短。采用的輻解源為濃度為0. I 5g/L的純238Pu,而非钚的各種同位素的混合物。由于238Pu比Pu的其他同位素的衰變能高，因此溶劑要達(dá)到相同輻射吸收劑量，輻照時(shí)間短，有益于Pu的反萃，因此可準(zhǔn)確獲取輻解產(chǎn)物量。(2)對(duì)輻解產(chǎn)物利用氣相色譜或分光光度法分析之前先經(jīng)歷還原反萃、酸堿洗滌、水洗過(guò)程，以使絕大部分钚反萃到水相，這與Purex流程中的料液經(jīng)過(guò)的工藝過(guò)程相同，能夠比較真實(shí)的反應(yīng)在Purex流程中a輻解對(duì)萃取體系的影響。而在萃取體系Y輻解行為的公開(kāi)文獻(xiàn)中，往往都是6tlCo照射后直接對(duì)輻解產(chǎn)物進(jìn)行分析，因此本發(fā)明提供的方法為后處理廠評(píng)估溶劑的使用性能提供了更為準(zhǔn)確的分析方法。
具體實(shí)施例方式下面根據(jù)具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步闡述。實(shí)施例I
將濃度為0. lg/L的238Pu作為輻解用a源，加入萃取體系中，然后將30% TBP-煤油的輻解產(chǎn)物DBP、MBP、羰基化合物進(jìn)行檢測(cè)分析，其中DBP、MBP采用氣相色譜法測(cè)量，羰基化合物采用分光光度法測(cè)量。實(shí)施例2
將濃度為2g/L的238Pu作為輻解用a源，加入到萃取體系中，然后將30% TBP-煤油的輻解產(chǎn)物DBP、MBP、羰基化合物進(jìn)行檢測(cè)分析，其中DBP、MBP采用氣相色譜法測(cè)量，羰基化合物采用分光光度法測(cè)量，檢測(cè)的具體操作步驟及檢測(cè)參數(shù)如下
(1)DBP、MBP采用氣相色譜法測(cè)量的具體步驟為首先采用二甲基羥胺-單甲基肼-硝酸體系還原反萃、硝酸和碳酸鈉洗滌、水洗等過(guò)程將經(jīng)a輻照的含238Pu的TBP萃取體系的絕大部分钚反萃進(jìn)入水相，降低有機(jī)相中钚濃度。然后對(duì)反萃后的溶劑樣品置于冰水浴的容器中，并在甲酯化裝置的反應(yīng)器進(jìn)行甲酯化反應(yīng)，直至樣品溶液呈穩(wěn)定黃色，表明已有過(guò)量的重氮甲烷，即甲酯化反應(yīng)已達(dá)到終點(diǎn)，然后將甲酯化的待測(cè)樣品進(jìn)行氣相色譜分析。分析參數(shù)為氣化室溫度250°C ;檢測(cè)器溫度280°C ;柱溫230°C ;載氣氮?dú)饬魉賚mL/min ；氫氣流速70mL/min ;空氣流速115mL/min ;進(jìn)樣量0. 3 u L0(2)輻解產(chǎn)物羰基化合物采用分光光度法進(jìn)行測(cè)量采用采用二甲基羥胺-單甲基肼-硝酸體系還原反萃、硝酸和碳酸鈉洗滌、水洗等過(guò)程將經(jīng)a輻照的含238Pu的TBP萃取體系的絕大部分钚反萃進(jìn)入水相，降低有機(jī)相中钚濃度。然后采用分光光度法測(cè)量羰基化合物含量。實(shí)施例3
與實(shí)施例2所用的方法、步驟相同，不同的是還原反萃劑為硝酸羥胺-單甲基肼-硝酸 體系，氣化室溫度位230°C，載氣氮?dú)饬魉?. 5 mL/min，氫氣流速50 mL/min ;空氣流速lOOmL/min ;進(jìn)樣量:0. 2u L0實(shí)施例4
與實(shí)施例2所用的方法、步驟相同，不同的是氣化室溫度位240°C，載氣氮?dú)饬魉?mL/min,氫氣流速60 mL/min ;空氣流速:120 mL/min ;進(jìn)樣量0. 4 u L0
權(quán)利要求
1.30% TBP-煤油輻解行為檢測(cè)方法，該方法是利用輻解源對(duì)Purex流程中的萃取體系進(jìn)行輻解，然后對(duì)輻解產(chǎn)物DBP、MBP、羰基化合物進(jìn)行檢測(cè)，其特征在干，所用輻解源為238Pu0
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的30%TBP-煤油輻解行為檢測(cè)方法，其特征在于，所述的238Pu的濃度為0. I 5g/L。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的30%TBP-煤油輻解行為檢測(cè)方法，其特征在于，所述的對(duì)輻解產(chǎn)物DBP及MBP的檢測(cè)方法為先采用還原反萃、酸堿洗滌及水洗過(guò)程反萃钚，然后對(duì)反萃后的溶劑樣品進(jìn)行甲酯化反應(yīng)，最后用氣相色譜法檢測(cè)DBP及MBP。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的30%TBP-煤油輻解行為檢測(cè)方法，其特征在于，所述的利用氣相色譜法檢測(cè)的參數(shù)為氣化室溫度為230 250°C，載氣氮?dú)饬魉贋?. 5 2mL/min，氫氣流速為50 70mL/min，空氣流速為100 120mL/min，進(jìn)樣量為0. 2 0. 4 yし
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的30%TBP-煤油輻解行為檢測(cè)方法，其特征在于，所述的羰基化合物的檢測(cè)方法為先采用還原反萃、酸堿洗滌及水洗過(guò)程，再利用分光光度法檢測(cè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3或5之一所述的30%TBP-煤油輻解行為檢測(cè)方法，其特征在于，所述的還原反萃所用的還原反萃劑為ニ甲基羥胺-單甲基肼-硝酸體系或硝酸羥胺-單甲基肼-硝酸體系，酸堿洗滌中的酸為硝酸，堿為碳酸鈉。
全文摘要
本發(fā)明屬于乏燃料后處理技術(shù)領(lǐng)域，公開(kāi)了30％TBP-煤油輻解行為檢測(cè)方法，該方法是利用輻解源對(duì)Purex流程中的萃取體系進(jìn)行輻解，然后對(duì)輻解產(chǎn)物DBP、MBP、羰基化合物進(jìn)行檢測(cè)，關(guān)鍵在于，所用輻解源為238Pu。采用該方法可獲取α輻解對(duì)TBP-煤油萃取體系的影響。
文檔編號(hào)G01N30/06GK102778522SQ20121027948
公開(kāi)日2012年11月14日 申請(qǐng)日期2012年8月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月8日
發(fā)明者叢海峰, 何輝, 劉占元, 宋鳳麗, 李輝波, 林燦生, 王孝榮, 蘇哲, 袁潔瓊 申請(qǐng)人:中國(guó)原子能科學(xué)研究院