[发明专利]锆基体去除工艺及采用该工艺的燃耗测量方法有效
申请号: | 201910842772.2 | 申请日: | 2019-09-06 |
公开(公告)号: | CN110491531B | 公开(公告)日: | 2021-01-05 |
发明(设计)人: | 苏冬萍;梁帮宏;陈云明;张劲松;李兵;李顺涛;孙鹏;冯伟伟 | 申请(专利权)人: | 中国核动力研究设计院 |
主分类号: | G21C17/10 | 分类号: | G21C17/10 |
代理公司: | 成都行之专利代理事务所(普通合伙) 51220 | 代理人: | 刘沙粒 |
地址: | 610000 四*** | 国省代码: | 四川;51 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 基体 去除 工艺 采用 燃耗 测量方法 | ||
本发明公开了锆基体去除工艺及采用该工艺的燃耗测量方法,该燃耗测量方法包括样品切割分取步骤,样品溶解步骤,氢氟酸除去步骤,铀、燃耗监测体分离步骤,以及铀、燃耗监测体含量测定步骤;还包括锆基体去除步骤,所述锆基体去除步骤位于氢氟酸除去步骤和铀、燃耗监测体分离步骤之间;通过锆基体去除步骤获得的溶解液能够直接用于铀、燃耗监测体分离步骤。通过锆基体去除工艺,本发明所提供的燃耗测量工艺能够在氢氟酸除去步骤后除去溶解液中大量的锆基体,使得溶解液中的锆含量低于后续铀、燃耗监测体分离步骤的要求,进而使得该燃耗测量工艺能够对锆基弥散型核燃料元件这一特殊体系的燃耗值进行准确测量,具有广泛地应用和推广价值。
技术领域
本发明涉及一种燃料元件的燃耗测量方法,具体涉及锆基体去除工艺及采用该工艺的燃耗测量方法。
背景技术
燃耗是核燃料元件在反应堆内发生链式裂变反应后易裂变核素消耗程度的指标,是核燃料辐照程度和能量释放大小的指示性参数。作为核燃料元件最重要的性能指标之一,燃耗测量的准确性对新型核燃料元件研制和换料周期确定等具有重要意义。
核燃料元件的燃耗测量通常有监测体法和重同位素测量法,通过同位素质谱法或能谱法测量相关同位素丰度或活度,计算求出燃耗值。国际上采用较多的测量方法有钕监测体法、137Cs监测体法、重同位素法等,其中钕监测体法适用范围广、精度高,应用最为广泛。
中国专利CN102949973B公开了一种采用钕监测体法进行燃耗测量工艺中铀与稀土元素的分离方法。其主要流程包括核燃料元件样品的分取,混酸微波消解法进行样品溶解,高氯酸冒烟法去除氢氟酸,以及应用液相色谱(HPLC)法进行裂变产物与铀、燃耗监测体(如裂变产物145Nd+146Nd、148Nd等)的分离。分离后,采用现有的热电离质谱仪测定核燃料溶液中铀及燃耗监测体的量,由燃耗监测体的裂变产额计算出已裂变铀的量,再根据燃耗定义计算出取样点的燃耗值。
上述现有的燃耗测量工艺所检测的样品为核燃料元件锆合金包壳中的二氧化铀芯体,该测量工艺适用于常规核电站棒型核燃料元件。在进行燃耗检测时,仅需将二氧化铀芯体从包壳中取出检测即可,即样品溶解后得到的核燃料溶解液中不含有锆基体或仅含有微量锆。
锆基弥散型核燃料元件是一种新型核燃料元件,其是将细颗粒状的核燃料(如金属铀或二氧化铀等)弥散在锆基体材料中形成的芯体。因此,不同于传统的二氧化铀芯体,锆基弥散型芯体中含有大量的锆,锆是辐照后核燃料溶解液中的主要基体。
若采用现有的燃耗样品前处理方法对锆基弥散型核燃料元件进行处理,在HPLC分离环节中大量的锆基体会使液相色谱的分离柱饱和,在后续的铀和燃耗监测体分离流程中严重影响铀和燃耗监测体的分离效果,从而导致燃耗测量失败或数据偏离真实值。
因此,有必要设计一种针对锆基弥散型核燃料元件的燃耗测量工艺。
发明内容
本发明的目的在于提供锆基体去除工艺及采用该工艺的燃耗测量方法,以解决现有的燃耗测量工艺在检测锆基弥散型核燃料元件时,核燃料溶解液中大量的锆基体使液相色谱的分离柱饱和,在后续的铀和燃耗监测体分离流程中严重影响铀和燃耗监测体的分离效果,从而导致燃耗测量失败或数据偏离真实值的问题。
本发明通过下述技术方案实现:
采用锆基体去除工艺的燃耗测量方法,包括样品切割分取步骤,样品溶解步骤,氢氟酸除去步骤,铀、燃耗监测体分离步骤,以及铀、燃耗监测体含量测定步骤;还包括锆基体去除步骤,所述锆基体去除步骤位于氢氟酸除去步骤和铀、燃耗监测体分离步骤之间;通过锆基体去除步骤获得的溶解液能够直接用于铀、燃耗监测体分离步骤。
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