[发明专利]一种精密测定钚的方法

说明书

技术领域

本发明属于钚分析技术领域，具体涉及一种精密测定钚的方法。

背景技术

钚是重要的核燃料，钚的分析测定技术在核燃料生产及循环的各个环节具有重要的意义。钚标准物质是确保所有钚分析测定技术可靠性的前提条件，而钚的精密分析技术和方法则是研制钚标准物质的关键技术。本发明建立了一种自动电位滴定法精密测定钚的分析方法，对钚标准物质的研制及钚样品的精密分析都具有重要的意义。

目前，ISO 8298：2000(E)是一种电位滴定法精密测定钚含量的方法。该方法是在硝酸介质中，在四氧化锇催化下，使用过量的Ce(Ⅳ)将样品中的钚氧化至钚(Ⅵ)，过量的铈采用亚砷酸钠还原破坏，亚砷酸钠采用高锰酸钾氧化破坏，高锰酸钾再采用草酸盐破坏，再用已知量的过量的亚铁将钚还原，最后用标准重铬酸钾溶液返滴定过量的亚铁，通过已知的亚铁加入量和反滴定亚铁的结果计算出样品溶液中钚含量。该方法钚取样量为4mg时，精密度优于0.1％。但是该方法操作过程复杂，每一步操作都需控制电位，操作难度大，添加试剂种类多，引入的不确定因素多，产生的废液量大，而且四氧化锇具有高毒，具有强的刺激性。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是提供一种精密测定钚的方法，该方法操作过程简便、产生的放射性废液少、精密度高、测量结果准确可靠、应用性强，同时省去了高毒物质四氧化锇的使用。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案是：一种精密测定钚的方法，包括以下步骤：

(1)使用过量的AgO将钚溶液中的钚氧化为Pu(Ⅵ)，加入酸，反应掉剩余的AgO；

(2)再加入过量已知浓度的Fe(Ⅱ)溶液，将Pu(Ⅵ)还原至Pu(Ⅳ)；

(3)用已知质量浓度的标准重铬酸钾溶液滴定过剩的Fe(Ⅱ)，以电位指示滴定终点；

(4)根据等当点消耗的重铬酸钾的质量计算样品中的钚含量。

进一步，步骤(1)中所述使用过量的AgO将钚溶液中的钚氧化为Pu(Ⅵ)的实现方式为：将钚溶液蒸干，加入浓H₂SO₄溶液，再加入固体AgO，直至溶液中有黑色AgO存在并保持5-10分钟。通过这种方式，可将反应体系转为硫酸体系，防止钚溶液中可能存在的其他酸(如硝酸)对后续反应的影响。

进一步，步骤(1)中的酸为氨基磺酸。

进一步，步骤(2)中的Fe(Ⅱ)溶液为硫酸亚铁铵溶液。优选地情况下，硫酸亚铁铵溶液的浓度范围(以Fe²⁺计)可以为1.0-4.5g/L，且Fe²⁺相对于钚的过量范围约为2-5mg。相应地，标准重铬酸钾溶液的浓度范围为0.3-0.6mg/g。

进一步，步骤(4)中所述根据等当点消耗的重铬酸钾的质量计算样品中的钚含量的具体方法为：

根据滴定终点所消耗标准重铬酸钾溶液的体积，在同样的条件下滴定出相同体积的标准重铬酸钾溶液，然后称其质量，根据该质量和标准重铬酸钾溶液的质量浓度计算出步骤(3)中滴定过剩Fe(Ⅱ)时所消耗的重铬酸钾的质量，得到过量Fe(Ⅱ)的质量，最后根据步骤(2)中Fe(Ⅱ)溶液的浓度及其加入量计算出待测样品中钚含量。

本发明提供的方法，解决了滴定剂重铬酸钾溶液浓度随实验室温度变化的问题，并且操作过程更加简便，产生的放射性废液少、精密度高、测量结果准确可靠、应用性强，同时省去了高毒物质四氧化锇的使用。试验表明，钚取样量为5mg时，精密度优于0.05％。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步描述。

实施例

按照实验分析程序和选定的条件进行钚含量的精密分析，采用电位滴定法对钚溶液中钚含量进行定值，具体操作过程如下：