富集^(186)W同位素的氧化钨制备工艺研究

富集氧化钨是^(186)W的稳定同位素产品之一,主要用于制备放射性医用同位素产品^(188)WO_(3),^(188)WO_(3)能够用作^(188)W/^(188)Re发生器的靶料,生产^(188)Re医用同位素产品,用于生物医学标记、骨癌治疗等医学应用。为满足当前富集^(186)WO_(3)市场需求,以富集六氟化钨-186(^(186)WF_(6))为原料,确定富集^(186)WO_(3)的制备工艺路线,探究工艺参数对^(186)WO_(3)纯度和工艺收率的影响规律,确定最佳工艺参数。在最佳工艺条件下,^(186)WO_(3)样品的化学纯度达到99.91%~99.93%,制备工艺收率达到89.8%~90.5%。以上结果为^(186)WO_(3)样品制备提供了理论和实验依据,并为其他气相氟化物制备金属氧化物的工艺过程提供参考和借鉴。

贫化水合醋酸锌-64合成研究

贫化水合醋酸锌-64作为核电反应堆冷却水回路添加剂,可有效减缓设备腐蚀并降低四周辐射。本研究以贫化二乙基锌-64为原料,通过醇化、酸化、水合结晶等工艺得到高纯度贫化醋酸锌-64产品。系统考察了有机醇种类和用量、酸化合成反应条件、结晶母液密度等因素对产品制备的影响,获得了高收率转化工艺和高纯度的贫化水合醋酸锌-64产品,产品收率最高达到96.7%,产品纯度最高为99.96%。通过X射线衍射、红外光谱、扫描电镜和热重分析等技术对产品进行了充分表征。本文的研究结果应用于贫化水合锌-64同位素产品的批量生产中,该技术也适用于用金属有机盐原料制备无机盐类同位素产品的过程。

二氧化锗-76同位素的制备研究

高纯富集锗-76单晶探测器可应用于探测无中微子双β衰变,其中高纯富集二氧化锗-76是制备链中关键材料。本文以富集四氟化锗-76为原料,建立了一条水解中和法制备二氧化锗-76的工艺方法,并分别对四氟化锗-76气体水解液质量浓度、水解时间、原料质量比、中和反应时间和烘干时间等工艺参数的研究,最终确立一条高纯度高收率的转化路线,产品经检测晶型为六方型晶体,纯度≥99.99%,转化收率≥95%。该研究成果有效解决了国内锗-76单晶探测器研究技术的“卡脖子”问题,打破了其他国家的技术壁垒。

离心法生产^(131)Xe同位素技术研究

为利用离心分离方法将^(131) Xe同位素丰度浓缩到90%以上,本研究采用多组分矩形级联算法进行级联计算,分析中间组分的分离特性,研究级联长度、供料位置、级联分流比等参数对分离效果的影响。对分离^(131) Xe同位素的矩形级联分离方案进行优化,制定生产丰度为90%以上的^(131) Xe运行方案,通过解决^(131) Xe同位素分离过程中的级联工况调整与稳定、中间组分浓缩等关键技术,最终经8遍分离获得丰度为93.786%的公斤级^(131) Xe产品,证明级联生产高丰度^(131) Xe产品的可行性。

富集中间组分同位素的级联——“T”级联

除了常规矩形级联和阶梯级联等模型外,还有一些其他的级联模型,使用这些特殊级联可以达到特殊分离目的。本文提出一种用于中间组分同位素分离的特殊级联"T"级联。该级联模型可以通过一点供料三点取料的模式,直接提取中间组分同位素。以氙同位素为例,进行理论计算,"T"级联可以一遍分离直接获取丰度90%以上的^(131)Xe同位素,略高于双级联分离能力。结果表明,"T"级联适合进行中间组分同位素的一遍提取分离。

单机运行工况对多组分同位素分离级联结构参数的影响

大分离系数情况下的多组分同位素级联的设计和优化可以准理想级联为模型。已知目标组分的精料、贫料丰度及基本参量,可确定准理想级联的结构。除级联本身的参数外,组成级联的单机运行工况也是影响级联分离性能的重要因素。通过利用基本全分离系数作为中间量,理论推导了在分离多组分同位素时,单机运行工况对级联结构及分离性能的影响。同时针对Xe中间组分的分离,采用单纯形法对其优化,研究了单机运行工况对最佳级联的结构参数及最小装机量的影响,进而确定了级联分离Xe中间组分的最佳单机运行工况。

低压条件下气态UF_(6)纯度的红外光谱分析方法

为建立低压条件下使用傅立叶红外光谱法定量分析气态UF_(6)的纯度方法,本研究选取1150 cm-1处的吸收峰作为定量分析UF_(6)纯度时的特征吸收峰。针对UF_(6)气体净化后尾料中UF_(6)残留量的在线分析需求,建立满足真空密封要求的红外分析系统、标准样品配比系统和背景图谱标定装置,对不同纯度、不同压力条件下的气态UF_(6)标准样品进行分析,建立UF_(6)纯度与其特征吸收峰面积、稳定压力相关的计算公式。结果表明,通过该方法可准确地得到60~140 Pa的压力范围内和0~100%的纯度范围内气态UF_(6)的纯度。建立的分析方法和计算公式满足低压条件下UF_(6)气体在线快速分析的要求。

带扩展流的矩形级联

本文建立了适用于分离中间组分同位素的扩展型(扩展流在贫料段)矩形级联数学模型,该级联模型由两部分不同流量的矩形级联构成,有4股外部流,即供料流,精料取料流、贫料取料流和附加取料流。推导了有附加取料流时的计算方程,并利用一种基于对级联主控制方程准线性化法的稳态计算方法得到数值解。同时,用该级联模型对WF 6的中间组分W-184进行级联计算,研究证明带扩展流的矩形级联在相同流量下可比常规矩形级联获取更高丰度的中间组分,为实际较重中间组分同位素生产和级联建设提供了理论支持。