自动双曲面石墨弯晶预衍射X射线荧光光谱法测定后处理工艺样品中的微量铀

为快速、准确、无损检测后处理工艺样品中的微量铀,研制了自动双曲面石墨弯晶预衍射X射线荧光光谱仪,并建立了测定模拟含铀料液中微量铀的分析方法。该仪器在普通能量色散X射线荧光光谱仪的探测器前添加了双曲面石墨弯晶预衍射器,以提高光束的聚焦性,双曲面石墨弯晶参与衍射的有效区域远大于直筒式石墨晶体,大幅降低了铀元素的检出限。测试结果表明,该仪器对铀的检出限为0.033 mg/L,定量限为0.110 mg/L,铀浓度的相对标准偏差优于5%。采用经验系数法对含有锶和钇的模拟含铀料液中的铀元素进行了校正,结果显示,铀回收率在98%~102.3%以上,说明该方法具有较高的准确度。

密封式热电离质谱仪的研制

通过对热电离质谱仪离子光路的理论计算和仿真模拟,经过详细的机械设计和部件加工装配,采用仪器离子源与手套箱一体化密封设计技术,研制了用于同位素丰度精密分析的热电离质谱仪。根据热电离同位素质谱计校准规范,用CRM500铀标准样品对仪器性能评价,仪器分辨率为518,内精密度为0.00498%,可测质量范围为6~270Da,手套箱密封等级优于3级。经过两年以上时间的连续运行,仪器表现了良好的稳定性和测定结果准确性,可实现放射性同位样品的直接分析。

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。

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)。

废TBP/煤油中Pu和总α的测定

为了准确测定乏燃料后处理废TBP/煤油中Pu和总α活度,在蒸馏出废TBP/煤油中的煤油后,采用碳化氧化法消解TBP,阴离子交换法分离238U和237Np等核素,最后在洗脱Pu后,用大面积屏栅电离室 α谱仪测量总Pu。在对样品作初步处理后,测量总α的活度,并对此值作校正(以分离后总Pu中的239,240Pu的α活度为标准)。样品分析结果表明,α核素在废TBP/煤油样品中分布不均匀。

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50-200 g/L、硝酸浓度范围在1-4 mol/L 时，该法对铀和硝酸浓度的测量相对误差均在±5%之间。

脉冲阳极溶出伏安法测定钚中痕量银

本工作以Nafion树脂修饰玻碳电极为工作电极、铂片电极为对电极、饱和甘汞电极（SCE）为参比电极，进行电极修饰技术研究，建立了脉冲阳极溶出伏安法测定钚中痕量银的分析方法。实验结果表明，银的阳极溶出峰的峰电流与银离子浓度在10～100μg／L范围内呈线性关系，银离子的定量检测下限为5 ng／m L ，回收率为90％～109％，该方法取样量小、抗干扰能力强、重现性好。

拉曼光谱在核领域研究中的应用

从核材料腐蚀就地实时监测、反应过程中核素形态表征、核环境化学极低核素浓度的分析、燃料后处理强放射性料液远距离测量等4个方面,综述了拉曼光谱在核领域中化合物分析研究中的应用现状,并指出拉曼光谱将成为未来放射性核素化合物分析表征的重要方法之一。

系列铀同位素基准物质的研制

利用高纯235U和238U研制系列铀同位素基准物质,其相对不确定度优于0.05%。采用以基准物质重铬酸钾为滴定剂的自动电位滴定法对基准物质中的铀含量进行准确定值。所研制的铀同位素基准物质可用以对我国现有的26种铀同位素标准物质重新进行定值,从而使这些标准物质中铀同位素测量值的不确定度降低,并使其具有可溯源性。

胶质瘤细胞系摄取BPA的实验研究

目的:探讨BPA(2,2-双(4-羟基苯基)丙烷,Bisphenol A)浓度和温度对胶质瘤细胞系摄取和析出10B的影响。方法:将C6和U251两种胶质瘤细胞系,及大鼠正常脑胶质细胞培养在含不同浓度BPA(10B浓度分别为20、40、60、80、100μg/mL)的培养基中24 h后,采用感应耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)法测定细胞内硼的含量;将C6细胞培养在含不同浓度BPA的培养基中培养24 h后,更换为不含10B培养基,在不同温度条件(4、25、37℃)下继续培养,并分别于换液后的1、2、3 h,用ICP-AES方法检测细胞内的硼含量。结果:细胞内硼浓度随培养基中BPA浓度的增加而增高,胶质瘤细胞内10B浓度约为正常胶质细胞的2.2倍;温度越高,细胞内硼析出速度越快。结论:BPA对胶质瘤细胞系具有一定亲和力;细胞对10B的析出速率具有温度依赖性。

溶液中钚α活度的直接测量研究

选取YAP∶Ce闪烁体作为仪器核心部件,建立了接触式测量溶液中微量、痕量钚α活度的分析方法。结果表明：水相钚溶液浓度在5.20×10-5～1.30×10-3 g/L范围内线性良好（R2=0.987 7）,定量检测下限为5.20×10-5 g/L;有机相钚溶液浓度在2.27×10-5～1.13×10-3 g/L范围内线性良好（R2=0.992 3）,定量检测下限为2.27×10-5 g/L。本分析方法有别于传统的α计数法,过程无需制源,操作简单、方便,有望为后处理工艺过程中微量和痕量钚的在线或实验室分析提供一种新的途径。

磁质谱在核科学领域的研究进展

对磁质谱在核科学领域的研究进展进行了综述。介绍了磁质谱的基本原理,详细论述了扇形磁场电感耦合等离子体质谱、加速器质谱、二次离子质谱、热电离质谱、激光共振电离质谱、辉光放电质谱的电离机理、特征及应用领域。扇形磁场电感耦合等离子体质谱分辨率高,检测限低,在元素和同位素分析中应用最为广泛。加速器质谱通常用于样品中超痕量、长寿命放射性核素的量化分析。TI-MS被认为是元素同位素比值分析最精确的仪器之一,而辉光放电质谱主要运用于高纯材料中杂质的分析。

光纤光谱技术在乏燃料后处理工艺分析中的应用进展

对光纤光谱技术在后处理工艺分析中的研究进展进行了综述。紫外-可见光谱主要用于后处理工艺料液中铀、钚浓度及价态[主要为U(Ⅳ)、Pu(Ⅲ)和Pu(Ⅳ)]的分析。液芯波导毛细管技术与紫外-可见光谱的组合使用大大提高了不同价态钚离子的检测限。近红外光谱适用于不同镎、钚价态[Pu(Ⅳ)和Pu(Ⅵ)]及含量的测定,尤其是对于水相和有机相中硝酸浓度的测量,具有检出限低、测量结果准确等优点。U(Ⅵ)和硝酸在拉曼光谱中具有特征吸收峰,可通过拉曼光谱进行测量,且离子之间的相互干扰较小。此外,拉曼光谱还可用于CO_(3)^(2-)、NO_(3)^(-)、SO_(4)^(2-)等阴离子的检测。后处理工艺料液组成复杂,没有任何一种光谱技术可以涵盖所有测量物种。光谱融合技术可以同时定量复杂工艺料液中的多种关键成分(铀、钚和硝酸等),具有显著优势。在将来,需重点开展在线光纤光谱技术、光谱融合、化学计量学解谱等关键技术,提高光谱测量结果稳定性,使后处理工艺分析更加在线化和智能化。

磁质谱的发展及应用进展

对磁质谱的发展及应用进展进行了综述。介绍了磁质谱仪的发展历史,分别对热电离质谱仪、电感耦合等离子体质谱仪、激光共振电离质谱仪、辉光放电质谱仪、加速器质谱仪、二次离子质谱仪的发展、基本结构、工作原理、优缺点进行了探讨,并对不同磁质谱仪的主要测量对象和应用学科进行了分析和总结。对磁质谱仪的发展方向进行了展望,提出了国内研制磁质谱的迫切需求。

机器人技术在乏燃料后处理自动化分析中的应用

介绍了机器人技术在国内外乏燃料后处理自动化分析中的应用进展,阐述了当前面临的问题,为今后机器人技术在我国后处理分析领域的应用和发展提供参考。

后处理高放射性样品自动分析技术的研究进展

高放射性样品的准确、及时分析是核燃料后处理厂工艺安全可靠运行和核材料衡算的重要保障。由于高放射性样品放射性高、腐蚀性强,人工分析存在操作极其困难、分析误差大等问题,自动化分析可以有效克服这些问题。简要介绍了核燃料后处理高放射性样品分析的特点和面临的问题,重点阐述了后处理高放射性样品自动分析技术的研究进展,并从工程应用角度展望了我国后处理高放射性样品自动分析技术未来的发展趋势。

离子色谱技术在乏燃料后处理样品分析中的应用

后处理样品的及时准确分析是实现乏燃料后处理厂安全、可靠运行和获得合格产品的关键环节之一。离子色谱技术具有快速、灵敏、选择性好等优点,在后处理样品分析中发挥着重要作用。本文综述了离子色谱技术在乏燃料后处理样品分析中的应用进展,并从工程化应用角度展望了我国离子色谱技术在乏燃料后处理领域的发展方向。

乙醇在制冷技术中的应用

通过对乙醇溶液在实际制冷系统中作为冷媒应用及运行中应注意问题的分析,表明乙醇作为作为一种冷媒在乙醇生产中是完全可用的。

基于三角函数的核信号类高斯成形算法研究

高斯信号具有高信噪比、抗弹道亏损和易于提取幅度等优点。因此,在核辐射测量系统中,核信号的高斯成形被广泛应用于探测器输出信号的滤波和幅度提取。然而,目前实时高斯成形核脉冲信号仍然具有挑战性。常见的Sallen-Key滤波器和CR-(RC)^(m)滤波器输出的类高斯信号还存在对称性差和下冲等问题。本文提出了一种基于三角函数的双指数信号类高斯脉冲成形算法。该算法以三角函数为基础,通过平移和反转可得到左右对称的类高斯信号(1-cosx),采用Z变换方法推导了该算法的数字递推式。仿真和实测结果表明:在相同达峰时间条件下,相较于正弦函数(sin)脉冲成形,类高斯脉冲成形具有更好的滤波性能,信噪比(SNR)提升了8.95%。同时,类高斯脉冲成形所得能谱的能量分辨率较sin脉冲成形更优。与梯形脉冲成形相比,类高斯脉冲成形具有更好的堆积脉冲分离能力,展现出良好的应用前景。