[发明专利]模拟核燃料后处理腐蚀性溶解液的料液及其使用方法

说明书

本发明公开了一种模拟核燃料后处理腐蚀性溶解液的料液及进行腐蚀试验的方法，料液配方包括：硝酸201～750g/L；矾盐，其中矾的含量为1～55g/L；铈盐，其中铈的含量为1～40g/L；硝酸钌，其中钌的含量为1～65g/L；三氧化铬0.1～55g/L。本发明提供的模拟核燃料后处理腐蚀性溶解液的料液及进行腐蚀试验的方法，采用非放射性离子代替放射性离子，使模拟料液的腐蚀性最大程度上接近后处理环境中的核燃料后处理腐蚀性溶解液，避免了放射性元素对人体的危害，并且试验原材料来源广泛，配制容易，价格低廉，对蒸发器设备材料的耐蚀性验证提供了试验基础。

技术领域

本发明属于核燃料后处理技术领域，具体涉及一种模拟核燃 料后处理腐蚀性溶解液的料液及进行腐蚀试验的方法。

背景技术

乏燃料溶解器用于溶解剪切的乏燃料组件短段，是后处理关 键设备之一。在乏燃料溶解过程中，随着溶液中裂变产物含量升 高，溶液的放射性和腐蚀性是不断增强的，这对溶解器材料的耐 蚀性提出很高的要求。目前，核燃料后处理溶解器材料的研究主 要集中在低碳不锈钢、Ti-Ta系及Zr系等材料。因此通过试验验 证后处理材料的耐蚀性是溶解器能否在后处理环境正常运行的关 键。

由于后处理中溶解液具有高放射性和毒性，部分元素在自然 界中不存在，试验研究中无法直接配制相同料液对设备材料的耐 蚀性进行试验。现有的溶解器材料耐蚀性试验中采用纯酸体系或 加入部分氧化性离子模拟后处理腐蚀环境，无法真实的体现后处 理实际工况的腐蚀程度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不 足，提供一种模拟核燃料后处理腐蚀性溶解液的料液及进行腐蚀 试验的方法，从而使模拟料液的腐蚀性最大程度上接近后处理腐 蚀性溶解液，进而对设备材料的耐蚀性验证提供了试验基础，试验原材料来源广泛，配制容易，价格低廉，并且原料无放射性不 会对人体造成伤害。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是提供一种模拟核燃 料后处理腐蚀性溶解液的料液，其配方包括：

硝酸201～750g/L；

矾盐，其中矾的含量为1～55g/L；

铈盐，其中铈的含量为1～40g/L；

硝酸钌，其中钌的含量为1～65g/L；

三氧化铬0.1～55g/L。

优选的是，铈盐中的铈与硝酸钌中的钌的质量比为(1:1)～ (15:1)。

真实的核燃料后处理腐蚀性溶解液溶解过程中硝酸浓度在 60g/L和550g/L之间变化，在模拟料液中硝酸浓度选取固定值。

对于后处理溶解器内硝酸初始浓度为200～750g/L，随着 溶解的进行，溶解器内硝酸浓度逐渐降低，各种元素的浓度逐渐 升高，溶解终点时，溶解液中的硝酸浓度约为200～220g/L,即溶 解过程硝酸浓度在200g/L和750g/L之间变化，在模拟腐蚀试验 中硝酸浓度可选取固定值。

优选的是，矾盐为偏矾酸钠、偏矾酸钾、偏钒酸铵、硫酸氧 矾中的任意一种。

优选的是，铈盐为三氯化铈、硫酸铈、硝酸铈中的任意一种。

本发明还提供一种上述模拟核燃料后处理腐蚀性溶解液的料 液进行腐蚀试验的方法，腐蚀温度90～110℃，累计腐蚀时间为 200～1000小时。

优选的是，模拟溶解腐蚀试验进行时，在模拟料液和纯硝酸 体系下交替腐蚀，分别运行5～200个小时为一个周期。