книги из ГПНТБ / Мусакин, А. П. Методы контроля радиохимических производств

-58 -

5)Полярографичеокое определение урана может быть про­

ведено по двум полярографическим волнам (рис.16),

I I той

180 900 мв (нас.к.э.) Рис.16. Подпрограмма уранилсульфата

Как видно, первая волна соответствует изменению валент­ ности урана с 6 до 5 (Ле = I ) , а вторая волна в 2 раза больше, т.к.валентность урана изменяется на 2 единицы (Де= = 2) с 5 до 3. Кроме того, уран может быть определен по нитратной каталитической волне, т.е.по высоте волны вос­

становления нитрат-ионов (при E„„n „п = -1,00 в), про-

rid О * К« Ь «

порциональной концентрации урана.

6)Амперометрическое титрование уранил-ионов можно про­ водить, например, раствором ЯаОН при Е = -0,4 в(нас.к.э.)

соответствующем восстановлению уранил-ионоЕ (де 1).

7)Для кулонометрического титрования применяют электрогенерируеше ионы TL3* при 0,25 в о платиновым катодом в сернокислом растворе Ti.(504 )g.

8)Колориметрическое определение уранил-ионов часто

проводится по реакции с HgOg в щелочной (или в карбонатной)

среде. Чувствительность этого метода невелика - £ = 1300 при А. = 370 ммк. Однако метод достаточно избирателен (для внесения поправки на ванадий последний определяют с HgOg в кислой среде и затемпересчитывают найденную оптическую

плотность на оптическую плотность в щелочной среде по

экспериментально найденному коэффициенту). Окрашенный ком­

плекс уранил-ионов с роданид-ионеми можно экстрагировать

трибутилфосфатом, растворенным в четыреххлористом углеро­

де (при рН = 3,7 в присутствии На-ЭДТА, связывающим в бесцветные комплексы большинство элементов); молярный ко­ эффициент светопоглощения окрашенного комплекса £ = 30Of

при Д - 365 ммк.

- 59 -

Уран-П и уран-1У, как уже указывалось (стр.18), имеют

разные спектры светопоглощения в растворе HgP04; измеряя оптическую плотность раствора при 400 и 600 ммк, можно

определить концентрацию того и другого урана в растворе.

Однако чувствительность определения мала.

9) Люминесцентное определение урана является наиболее

чувствительным методом. Измеряют желто-зеленую люминес­

ценцию (545 ммк), вызываемую ультрафиолетовым светом (366 ммк). При этом может, быть применено два варианта

метода: измерение люминесценции плава, полученного высу­

шиванием раотвора на омеси HaF и KHaCOg и последующим

сплавлением смеси, либо измерением люминесценции фосфор­

нокислого раствора исследуемого вещества. я При анализе необходимо учитывать "гашение" люминесценции

урана некоторыми примеоями (солями Fe, Мп, Сг, Са), а так­

же самогашением люминесценции уранил-ионами при большой их концентрации.

10)Активационный метод определения, основанный на об­

лучении вещества медленными нейтронами, выделении Ва*4 0

(продукт распада) и измерении, его бета-активности,имеет чувствительность К - 8 г.

11)Активационный метод определения, основанный на

О О О ?оо

ядерной реакции U . , s o o . ( n > i JU" 0 5 ; образующийся изотоп

U. имеет бета-излучение с периодом полураспада 23 мин. Чувствительность этого определения составляет 10"^ г. '

12) Определение по альфа-излучению проводится с чувст­ вительностью 10~3# абс: I мкюриИ2 3 8 , т.е.3,7.107

-60 -

13)Спектральный метод определения применяют сравнитель­ но редко.

Примеси в чистом уране должно быть не более 10 -10" %.

Кадмия и редкоземельных элементов, имеющих большое сече-

ш е захвата, должно быть не более 10 -10 %. Натрий, азот,

кремний, алюминий могут присутствовать в количества не

более Ю~3 -Ю"4 ^.

Для определения примесей применяют методы поглощения

нейтронов, активащюнный анализ, спектральный анализ (о предварительным выделением примеси), полярографическийили

колориметрический методы.

Для определения изотопного состава урана ( U 2 3 8 и Ц2 "^)

применяют маос-спектрометрию. При этом используют иониза­

цию на поверхности металла (ионизацию электронным ударом). Анализируют нитраты, окислы, металл или UFg. Определяется

до 20 элементов примесей.

2. ПРОИЗВОДСТВО ТОРЙЯ П, 8, 9]

При анализе руд тория приме11яют методы, аналогичные производственным методам выделения тория из руд.

Для раотворения фоофатных руд применяют оерную киолшту; для силикатов применяют упаривание с соляной кислотой.

От тория отделяют щелочноземельные и редкоземельные

элементы, цирконий, гафний и титан последовательным при­

менением следующих реактивов:

а) НН^ОН отделяет (Е фильтрат) щелочно-земельные эле­ менты;

б) HgOg при рН = 3 осаждает Th(OH^OgH), при этом

отделяются (в фильтрат) редкоземельные элементы;

в) при действии НГ и H-jCgO^ отделяются 1v, Щ и TL,

остающиеся в фильтрате в виде комплексных анионов;

г) иодат калия, в азотнокиолой среде осаждает Th (и

другие четырехвалентные катионы).

Вследствие соосажденгл последовательное применение ука­

занных реактивов (а-г) повторяют многократно.

3. РАДОХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ НА АТОМНЫХ ЭДЕКТГОСТАНЩЖХ [ I ]

Наиболее характерны водо-водяше атомные электростанции например, Нововоронежская АЭС мощностью в каждом из 6 бло­ ков по 300 тыс.квт (300 Мвт) электрической энергии. Общий контроль станции проводитоя на пульте управления. Химичес­ кий и радиохимический контроль проводитоя в специальных

лабораториях.

I . Объекты химического и радиохимического контроля станции следующие:

а) вода речная (поступающая на очистку); б) вода питающая ("подпитка") после ионитной очиотки

или после перегонки; в) вода первого контура и контуры очистки воды;

г) вода второго контура; д) вода, охлаждающая турбину (Ш контур);

е) отложения на стенках аппаратуры;

ж) газы выхлопные;

з) воды смывные (разные) -„стоки";

и) дезактивирующие растворы (HgCgO^. и КМп04); к) вспомогательные материалы (ис-шты и другие).

Для отбора проб воды на атомной электростанции подве­ дены специальные трубопроводы, по которым вода может

поступать в специальный бокс (перчаточный); в боксе имеет­ ся редуктор, снижающий давление воды, и кран для налива­ ния воды в сосуды.

Вода анализируется по химическому и радиохимическому составу.. Контроль осуществляется постоянный и периодичес­ кий (например, I раз в неделю). Требования к воде конту­ ров специфичны для работы реактора: например, наличие в питательной воде ионов Нат приводит к появлению повышенной радиоактивности воды, связанной с получением |Ь,$ радио­ активного изотопа Na2 4 (Тт /2 = 15 ч) по ядерной реакции

На2 3 ' ([1.У)На24: ионы С1~ приводят.?- усиление коррозии кон тура и аппаратуры.

-63 -

2.Химический анализ

щую и временную); окисляемость; сухой остаток и различные примеси.

Общее оолесодеркание определяют по электропроводности вода. Для определения прозрачности применяют фотоколориметр. Жесткость воды определяют титрованием раствором комллексона (На-ЭДТА), применяя при этом в качестве индикатора хромоген или мурексид. Эти индикаторы образуют окрашенные соединения с катионами -Мо,"+, Са2 + и другими, а также изменяют окраску при изменении рН раствора (например, прн рН = 12 хромоген имеет оранжевую окраску, а в присутствии Са2 + становится красным;, при рН 7 - I I хромоген имеет синюю окраску, переходящую в присутствии Са2 + в красную).

Определяют как общую, так и временную жесткость воды.

Для определения кальция в присутствии магния титрование проводят при рН = 12,5 (при этом магний дает осадок и не титруется).

Окисляемость воды определяют титрованием раствором КМпО^. Сухой оотаток - выпариванием воды и высушиванием остатка (при П О - 120°С).

Различные примеси в воде определяют следующими метода­ ми, приведенными в табл.3.

- 65 -

CL ^ложеш^на_схенк§х аппаратов Предварительно разлагают навеску отложений либо смесью

Ms. £a3M_B_6pag,

Определяют киолород по реакциям о ЫаОН + Мп*""1", с KJ + Н4* или же с метиленовым голубым (во воех олучаях колориметрируют продукты окисления). Аммиак определяют с реактивом

3. Радиохимический анализ [10-121

Отдельные изотопы определяют, выделяя их о носителем; при этом определяют выход нооителя (например, Ееоовым или объемным методом) и измеряю4" активность рыделенного изо*- топа. Методы выделения изотопов значительно проще, чем методы применяемые обычно для разделения элементов, т.к. > выход носителя может быть не количественным (например,

75%).

Методы выделения отдельных изотопов приведены в табл.4. Таблица 4

лем). Активность У равна активности 5г (чистоту выделенного У9(^ проверяют по изменению активности Е О времени; Т 1 / 2 = 6 4 ч . )