挂镀法制备镍-63放射源工艺研究

为了解决传统电沉积工艺制备镍-63放射源过程中出现的效率低、装置复杂等问题。以氯化镍(Ni-63)为原料,以镍为衬底,结合挂镀工艺开发了一套高效制备镍-63放射源的工艺。研究电镀液的pH、电镀温度、电镀时间、电镀电流密度对镍-63放射源产品质量的影响。在氯化镍(Ni-63)浓度为7 g/L,pH为1~3、电镀温度为常温、电镀时间为180 s、电流密度为6.5 mA/cm^(2)的条件下,制备镍-63放射源。结果表明,该工艺与传统的电沉积工艺相比,摆脱电镀槽设计的限制,克服传统电沉积工艺中电镀器具设计复杂的缺点,可以灵活的设计放射源活性区的形状,解决了生产过程需要频繁拆卸电镀器具的问题,同时提升了生产效率。

核电厂液态流出物中锶-89、锶-90、铁-55、铁-59和镍-63的联合快速分析方法

锶-89、锶-90、铁-55、铁-59和镍-63是核电厂液态流出物中重点关注的核素。本建立了一种联用四级树脂柱快速分析液态流出物样品中锶-89、锶-90、铁-55、铁-59和镍-63的方法,该方法通过阳离子交换树脂富集样品中的阳离子,再依次通过锶树脂分离和纯化锶、TRU树脂分离和纯化铁、镍树脂分离和纯化镍,用电感耦合等离子体发射光谱仪测定化学回收率,用液体闪烁谱仪测定放射性计数率,计算出样品中各核素的活度浓度。典型条件下,样品量为1.0 L,测量时间为30 min,其方法探测下限可达到:锶-89为0.07 Bq/L、锶-90为0.05 Bq/L,铁-55为0.34 Bq/L,铁-59为0.11 Bq/L,镍-63为0.16 Bq/L。

液体闪烁法测量退役混合土中^(63)Ni和^(55)Fe

为监测退役核设施中的放射性及其排放,将经过400℃灰化4 h后的样品,用浓盐酸、浓硝酸及氢氟酸的混合酸溶解后加热至干燥,用9 mol/L盐酸溶解,处理后用氢氧化钠沉淀、阴离子交换色谱法及镍特效树脂萃取分离纯化^(63)Ni和^(55)Fe,再用液体闪烁法进行测量,建立了一种反应堆退役混合土样品中^(63)Ni和^(55)Fe的分析方法。结果表明,最终稳定Ni、Fe的回收率分别达98.8%和95.8%,对^(63)Ni的最小探测限和最小可探测活度分别为208(计数)和0.041 Bq,对^(55)Fe的最小探测限和最小可探测活度分别为208(计数)和0.144 Bq,实际样品的^(63)Ni、^(55)Fe活度浓度分别为76.9和30.4 Bq/g。采用标准土壤物质进行回收率模拟实验,达到了95%以上的回收率。分别进行了碱沉淀法、阴离子交换色谱法从多种元素中分离Ni、Fe的实验,其中氢氧化钠沉淀法在pH值处于8.7~11.1时便可以有效使Ni、Fe共沉淀,并去除大部分Re、Sr和全部Cs;阴离子交换色谱法洗脱的镍组分中对Co、Fe、Zn的去污因子均在660以上,铁组分中对Co、Eu、Mn、Ni、Sr、Zn、Zr的去污因子均达2000以上。还分别考察了DMG沉淀法和镍特效树脂法对Ni的纯化效果,DMG沉淀法的Ni回收率为87.14%,镍特效树脂法在镍-干扰元素比例达10∶1以上时,Ni的回收率即接近100%,且干扰元素如Ba、Eu、Fe、Mn、Sr的去污效果达到最佳,因此在使用镍树脂前,宜采用其他方法(如碱沉淀法、离子交换树脂法)进行初步分离。建立的方法操作简单,回收率高,能够满足监测退役核设施中^(63)Ni和^(55)Fe的需求。

^(63)Ni在泥煤-水体系中的吸附动力学

应用同位素示踪技术,简要地研究了63Ni在泥煤中的静态吸附行为。结果表明,5 min后泥煤对63Ni的吸附率可达69%,60min后达到吸附平衡;第1吸附阶段内镍吸附量随时间的延长而增加,不易解吸;从泥煤-水液固体系中泥煤的电离平衡和镍离子-氢离子之间离子交换平衡,以及物料平衡关系推导出泥煤平衡时63Ni的吸附量和氢离子的浓度、平衡时镍离子的浓度有关。溶液的pH值对镍的吸附和解吸有很大影响,随着溶液pH值增大,63Ni由水分室向泥煤分室转移的速率常数也逐渐增大,而由泥煤分室向水分室转移的速率常数逐渐减小,二者比值逐渐增大,pH=4.624 6时,2种可逆传递速率常数相等,为2.51。即适宜pH值范围内的pH值升高吸附量增大,低pH值不利于吸附。63Ni在泥煤-水体系中的动态变化可用封闭二分室进行描述,经拟合后的理论值与实验数据点具有较好的一致性。

电沉积法制备镍-63放射源工艺研究

微型核电池用镍-63放射源要求放射源表面发射率高、镀层薄、衬底小,以小体积、高比活度、低镍浓度的镍-63溶液作为电沉积液,建立一种直流恒流电沉积制备镍-63放射源的方法。采用该方法,衬底为紫铜材质、Ni^(2+)浓度为1 g/L、电沉积液pH为3.5~4.5、氨基磺酸浓度为0.1 g/L条件下电沉积1 h,电沉积率可达95.8%。制备的镍-63放射源源片镀层紧密、光亮,厚度0.3~1.6μm,其表面发射率最高可达2.40×10^(7)s^(-1)·(2πSr)^(-1),活度最高可达1.89×10^(9)Bq,满足微型核电池的应用需求。同时,通过对剩余电沉积液进行回收、组分调节,实现了电沉积液的重复利用,减少了镍-63原料的浪费。

从废旧^(63)Ni放射源中回收^(63)Ni原料技术

为了从废旧63 Ni放射源中回收63 Ni原料,对物理方法、化学方法和电化学方法优缺点进行比较后确定了电化学方法为较优工艺,本研究优化得到电化学法退镀液的组成、浓度以及工艺参数,该方法回收的63 Ni原料比活度较高,可以重新用于63 Ni源的生产。

假二级反应模型在泥煤吸附Ni(II)中的应用(英文)

应用液闪分析手段,简要地研究了pH值对63Ni在泥煤中吸附的影响。结果表明,63Ni迅速地被泥煤吸附而达到吸附平衡,水相pH值的增加有利于泥煤的吸附。63Ni在泥煤上吸附动力学行为可以很好地用假二级反应进行描述。

泥煤吸附镍Langmuir等温式：线性与非线性方法对比

应用同位素示踪技术，简要地研究了^63Ni在泥煤中的等温吸附行为。结果表明，Langmuir等温式能准确表述室温下泥煤吸附镍的热力学行为。但是，不同的Langmuir等温式线性拟合式求得的Langmuir常数值有所差异，而非线性拟合得到的结果却完全一致。非线性试差拟合比线性最小二乘法拟合更能获得满意的Langmuir常数值且更能恰当地描述泥煤对镍的吸附规律。

土壤镍各形态的生物可利用性研究

采用６３Ｎｉ示踪法和连续提取技术，并综合运用偏剔除法、人工模拟法、幼苗试验法和盆栽试验法及统计分析法研究了各形态土壤镍的植物可利用性．结果表明，土壤中水溶交换态Ｎｉ是植物可利用性Ｎｉ的主要形态，碳酸盐态和有机态Ｎｉ有一定贡献，铁锰氧化物结合态和残留态Ｎｉ对植物几乎无效（指氧化环境而言）．

用协萃体系从多金属废水中萃取Ni^(2+)和Co^(2+)（英文）

用协同萃取体系LIX 63和Versatic 10添加/不添加TBP从模拟多金属废水中萃取Ni^(2+)和Co^(2+),并去除杂质离子Mn^(2+),Mg^(2+)和Ca^(2+).向LIX 63/Versatic 10协同萃取体系中加入TBP用于加快Ni^(2+)的反萃,考察了萃取、反萃条件对Ni^(2+)和Co^(2+)萃取率、杂质去除率的影响.结果表明,Lix63,Versatic10和TBP浓度分别为0.6,0.4,0.8 mol/L时,Ni^(2+)和Co^(2+)的协萃系数达到最大,分别为33.29和8.23,且30 min内Ni^(2+)的反萃率达到90%.确定较优萃取操作条件为:萃取温度40±0.5℃、萃取平衡p H=4.5、萃取相比A/O 1:1、皂化率40%;反萃过程用1 mol/L H2SO4为反萃剂,根据Mc Cabe–Thiele图,在萃取相比A/O 1:1的条件下,经过三级逆流萃取,Ni^(2+)和Co^(2+)的萃取率分别达98.6%和99.9%,在反萃相比A/O为1:10的条件下,经三级逆流反萃,负载反萃水相含88.12 g/L Ni^(2+),4.52 g/L Co^(2+),1.21 g/L Mn^(2+),0.27 g/L Mg^(2+),Ca^(2+)低于0.2 mg/L.