[发明专利]一种在热室内调节镎、钚价态的装置及方法

说明书

本发明公开了一种在热室内调节镎、钚价态的装置，所述装置包括内筒、夹套筒、进样系统、出料系统、样品在线分析系统、调料鼓泡系统、液位测量系统、温度测量系统、压力测量系统。本发明所提供的装置适合于放射性、强腐蚀性场所使用，并且可以在热室内直接测量样品的吸光值，利用不同物质的光谱吸收峰来判断料液中的离子价态等信息。

技术领域

本发明涉及乏燃料后处理领域，具体涉及一种在热室内调节镎、钚价态的装置及方法。

背景技术

核燃料水法后处理是用沉淀、溶剂萃取、离子交换等在水溶液中进行的化学分离方法处理辐照核燃料的工艺过程，是核燃料后处理中通用的一类方法，一般包括以下三个步骤：第一步是先用机械法或化学法脱去燃料元件的外壳，将元件芯体(金属或氧化物)溶于硝酸中，这一步骤称为首端处理；对不锈钢或锆合金包壳燃料元件则采用切断－浸取的方法，即将元件切成小段，然后用硝酸将芯体浸取，而外壳不溶解。第二步是溶解液进入分离过程，分离过程是核燃料后处理的核心环节，它的作用是除去裂变产物，回收未用尽的和新生成的核燃料物质并进行分离。第三步是将分离纯化后的中间产品进行补充净化、浓缩及转化为所需的最终形态，称为尾端处理。

水法后处理流程中，靶材料经过溶解后，目标物离子进入溶液当中，需通过萃取工艺将其分离和纯化。为了得到要求的分离纯度，往往要经过多次的萃取(将目标元素萃入有机相)和反萃(将目标元素萃入水相)。不同价态的目标物离子，在有机相和水相中的分配系数不一样，为了实现萃取、反萃的过程，需要将目标物离子调成要求的价态，并破坏液流中过量的还原剂，以便逐步分离和纯化。

同时，热试验工艺研究调价过程需要在热室中完成。热室是具有强放射性和强腐蚀性场所，而调价实验过程通常使用简易的容器进行上述操作，存在一定的安全隐患及不确定性，因此需要设计一种适合于放射性、强腐蚀性场所使用的调价装置，并且可以及时在线监测反应釜内目标物质离子的价态等，以对调价反应过程有实时的监测与控制。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种在热室内调节镎、钚价态的装置及方法，以适合于放射性、强腐蚀性场所使用。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种在热室内调节镎、钚价态的装置，所述装置包括内筒、夹套筒、进样系统、出料系统、样品在线分析系统、调料鼓泡系统、液位测量系统、温度测量系统、压力测量系统；

所述内筒包括内筒主体、上封头、下封头，内筒主体和上封头、下封头可拆卸地连接；

所述夹套筒设置在内筒主体下部的外围，夹套筒与内筒主体之间填充有冷却水；

所述进样系统包括进料管和设置在内筒主体上的料液进口，进料管伸入内筒主体内，且出口朝下；

所述出料系统包括出料管和设置在上封头上的出料口，出料管一端伸入内筒底部，另一端连接真空系统进行抽料；

所述样品在线分析系统包括取样管和设置在上封头上的取样口，取样管穿过取样口，一端伸入内筒底部，另一端连接在线测量样品池，在线测量样品池后接有真空装置；在线测量样品池上设有光纤接口，可在线测量样品的吸光度；

所述调料鼓泡系统包括进气管、设置在上封头上的鼓泡器接口，进气管穿过鼓泡器接口底端连接有鼓泡环形管，进气管另一端与送气装置相连；

所述液位测量系统基于差压法来测液位，包括设置在上封头上的三个液位测量口，三个取压管分别穿过液位测量口伸入内筒主体内，取压管伸出上封头的一端分别接有吹气装置及差压变送器；

所述温度测量系统包括设置在上封头上的温度测量口及温度传感器；

所述压力测量系统包括设置在上封头上的压力测量口及压力测量装置。

进一步地，所述夹套筒上设置有冷却水进口、冷却水出口。