[发明专利]核燃料后处理流程中氨基羟基脲的分析方法

说明书

本发明提供了一种核燃料后处理流程中氨基羟基脲的分析方法。该方法包括以下步骤：(一)配制一系列标准水溶液，准备容纳显色剂和缓冲溶液的多个容量瓶。制备第一空白样及一系列标准样，以第一空白样为参比，用紫外‑可见分光光度计测量各标准样在同一特征吸收峰的吸光度值，制作吸光度随氨基羟基脲浓度变化的标准曲线。(二)取待测样品，除去钚，准备容纳显色剂和缓冲溶液的多个容量瓶。制备第二空白样及测量样，以第二空白样为参比，用紫外‑可见分光光度计测量相应的吸光度值，代入标准曲线计算出样品中的氨基羟基脲浓度。

技术领域

本发明属于核燃料后处理领域，特别涉及一种核燃料后处理流程中氨基羟基脲的分析方法。

背景技术

在核燃料后处理流程中，铀钚分离和钚反萃段均采用还原剂调节钚的价态，以实现铀钚分离或钚的纯化浓缩。为实现放射性废物最小化，采用无盐试剂作为还原剂已经成为主要的发展趋势。近年来，中国原子能科学研究院研究了一种新的无盐还原剂——氨基羟基脲，其具有钚还原速度快，不与Np(Ⅵ)反应产生Np(Ⅳ)，能与HNO₂迅速反应不需要加入支持还原剂等主要优点，具有良好的应用前景。

由于核燃料后处理流程反应体系在运行过程中需要进行监控，尤其是对于作为主要反应物的还原剂来说，对其进行精确分析十分必要。对于氨基羟基脲的分析，中国发明专利CN102590201A、CN106841074A和CN107037046A公开了三种分析方法，这三种分析方法均利用了氨基羟基脲的含氮基团(-NHNH₂)与醛基缩合发生显色反应，生成具有颜色的腙类化合物的特性，然后通过分光光度法测定腙类化合物浓度，进而计算得出氨基羟基脲的浓度。然而，以氨基羟基脲为还原剂的核燃料后处理流程反应体系的料液成分较为复杂，并且会在其主要反应阶段生成还原产物肼(NH₂NH₂)。由于肼也会与醛基缩合发生显色反应，严重干扰氨基羟基脲的测定，因此上述三种分析方法无法适用于核燃料后处理流程。

发明内容

为解决现有的氨基羟基脲分析方法难以应用于核燃料后处理流程问题，本发明提供了一种核燃料后处理流程中氨基羟基脲的分析方法。

该方法包括以下步骤：

(一)制作标准曲线

配制一系列浓度不同的氨基羟基脲水溶液作为标准水溶液；取多个规格相同的容量瓶，向每个容量瓶中加入成分和体积均相同的显色剂，以及成分和体积均相同的缓冲溶液；取其中一个容量瓶，以水定容，得到第一空白样；向其余各容量瓶中分别加入氨基羟基脲浓度不同的所述标准水溶液，以水定容，得到一系列标准样；以上述第一空白样为参比，用紫外-可见分光光度计测量各标准样在同一特征吸收峰的吸光度值；根据测得的各吸光度值及对应的标准样中氨基羟基脲浓度，制作吸光度随氨基羟基脲浓度变化的标准曲线；

(二)氨基羟基脲分析

取待测含氨基羟基脲的核燃料后处理料液样品，除去料液样品中的钚，得到预处理样品；取两个与步骤(一)规格相同的容量瓶，向每个容量瓶中加入与步骤(一)成分和体积均相同的显色剂，以及与步骤(一)成分和体积均相同的缓冲溶液；取其中一个容量瓶，以水定容，得到第二空白样；另一个容量瓶中加入所述预处理样品，以水定容，得到测量样；以上述第二空白样为参比，用紫外-可见分光光度计测量所述测量样在与步骤(一)所述特征吸收峰相同位置的吸光度值；将测得的测量样吸光度值代入步骤(一)制作的标准曲线，计算出料液样品中的氨基羟基脲浓度；

所述显色剂为Fe(III)-邻菲啰啉的酸性水溶液；所述缓冲溶液为醋酸和醋酸钠的混合水溶液。

根据一个扩展，通过控制所述缓冲溶液中醋酸的浓度，令标准样及测量样的pH值均满足以下条件：2≤pH<7。

根据一个扩展，通过控制所述标准水溶液中氨基羟基脲的浓度范围，令各标准样的吸光度值≤1。