乙異羥肟酸輻射穩(wěn)定性研究.pdf

1、在未來十幾年，我國將大力發(fā)展核能，因此乏燃料的后處理已成為當(dāng)務(wù)之急。到目前為止，PUREX流程是唯一成熟的用于乏燃料后處理的流程，乏燃料后處理PUREX流程中對(duì)U中去除Pu、Np是PUREX流程研究的一個(gè)熱點(diǎn)。最新的研究結(jié)果表明：新型無鹽絡(luò)合劑乙異羥肟酸(acetohydroxamicacid，簡稱AHA)可以改善PUREX流程鈾線中的U中去Pu和Np。AHA能與Pu(Ⅳ)和Np(Ⅳ)形成很強(qiáng)的親水性有機(jī)配合物。另外，AHA能將Np(Ⅵ

2、)還原為不被萃取的Np(Ⅴ)，將Pu(Ⅵ)還原為Pu(Ⅳ)。AHA既能抑制水相中Pu(Ⅳ)和Np(Ⅳ)被30％TBP/OK萃取，又能有效地把萃取到30％TBP/OK中的Pu(Ⅳ)和Np(Ⅳ)洗滌到水相而不影響30％TBP/OK對(duì)U(Ⅵ)的萃取，因此，AHA很有希望應(yīng)用于乏燃料后處理PUREX流程中的U與Pu和Np的分離，從而提高U的去污系數(shù)。然而，AHA在輻射環(huán)境下可能會(huì)發(fā)生分解，其產(chǎn)物可能影響PUREX流程的正常運(yùn)行。本論文用60Co

3、的γ射線來模擬乏燃料后處理的實(shí)際輻射場，定性定量研究不同濃度的AHA水溶液吸收不同劑量后，AHA的輻射穩(wěn)定性及輻解產(chǎn)生的氣態(tài)和液態(tài)產(chǎn)物，同時(shí)研究了不同濃度的硝酸及甲基肼對(duì)AHA水溶液及其輻解產(chǎn)物的影響。AHA水溶液輻解產(chǎn)生的氣態(tài)產(chǎn)物主要有氫氣和甲烷，液態(tài)產(chǎn)物主要有銨離子。 (1)利用Fe(Ⅲ)在三氯乙酸介質(zhì)中與AHA形成有色絡(luò)合物，用分光光度法分析AHA水溶液輻照后剩余AHA的濃度。當(dāng)AHA濃度為0.1-0.5mol/L、劑量為

4、10-1000kGy時(shí)，AHA水溶液的輻解率隨劑量的增加而增大、但隨AHA濃度增大增幅減少。如當(dāng)AHA濃度為0.1mol/L、劑量為1000kGy時(shí)，AHA的輻解率為97％；而當(dāng)AHA為0.5mol/L時(shí)，同樣劑量下AHA的輻解率為70％。加入HNO3后，剩余AHA濃度大大減少，但剩余AHA濃度隨著HNO3濃度和劑量的增大無明顯減少。加入甲基肼(monomethyhydrazine，簡稱MMH)后，AHA的輻解減少，AHA的輻解隨MMH

5、濃度的增加增幅減少。 (2)采用5A分子篩填充柱與熱導(dǎo)型檢測器聯(lián)用的氣相色譜法分析了AHA水溶液輻解產(chǎn)生的氫氣。當(dāng)AHA濃度為0.1-0.5mol/L、劑量為10-1000kGy時(shí)，氫氣體積分?jǐn)?shù)與AHA濃度的關(guān)系不大，但隨劑量的增大而增大，氫氣體積分?jǐn)?shù)最大值為324.3×10-3。加入硝酸后，氫氣的體積分?jǐn)?shù)明顯減少，硝酸濃度越大，氫氣的體積分?jǐn)?shù)越小。氫氣的體積分?jǐn)?shù)隨劑量的增大明顯增大。加入MMH后，氫氣的體積分?jǐn)?shù)變化不大，但隨劑

6、量的增加而增大。 (3)采用高效氧化鋁毛細(xì)柱與氫火焰離子化檢測器聯(lián)用的氣相色譜法定性定量分析了AHA水溶液輻解產(chǎn)生的烴類。當(dāng)AHA濃度為0.1-0.5mol/L、劑量為10-1000kGy時(shí)，甲烷的體積分?jǐn)?shù)隨劑量的增大而增大，但與AHA濃度的關(guān)系不明顯，甲烷的最大體積分?jǐn)?shù)為3.83×10-3。加入HNO3后，甲烷的體積分?jǐn)?shù)大大降低，而甲烷體積分?jǐn)?shù)隨劑量的增加變化不大。加入MMH后，甲烷的體積分?jǐn)?shù)減少，甲烷的體積分?jǐn)?shù)與MMH濃度的

7、關(guān)系不明顯，但隨劑量增加而增大。 (4)采用化學(xué)法和納氏試劑分光光度法定性定量分析了AHA水溶液輻解產(chǎn)生的銨離子。當(dāng)AHA濃度為0.1-0.5mol/L、劑量為10-1000kGy時(shí)，NH4+濃度隨劑量的增加而增加，但與AHA濃度關(guān)系不明顯，銨離子的最大濃度為36.8mmol/L。加入HNO3后，NH4+濃度在HNO3濃度為0.2-0.5mol/L時(shí)略高，在HNO3濃度為1.0-3.0mol/L時(shí)略低，受劑量影響不大。加入MMH