[發(fā)明專利]一種六價鈾的拉曼光譜分析方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410592105.0
• 申請日: 2014-10-29
• 公開（公告）號: CN104316510B
• 公開（公告）日: 2017-09-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 白雪;李定明;常志遠(yuǎn)
• 申請（專利權(quán)）人: 中國原子能科學(xué)研究院
• 主分類號: G01N21/65
• 分類號: G01N21/65
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種拉曼光譜分析方法，特別涉及一種六價鈾的拉曼光譜分析方法。

背景技術(shù)

在PUREX流程中，有機(jī)相體系中六價鈾的定量分析是確保整個工藝穩(wěn)定可靠運行的重要手段，加之其具有分析點多、分析頻率高的特點，因此要求所采用的分析方法應(yīng)同時具備分析速度快、分析結(jié)果準(zhǔn)確的特點。目前，用于有機(jī)相體系中鈾定量分析的常用方法主要有：滴定法、γ吸收法等。

滴定法作為一種經(jīng)典方法在鈾的定量分析中應(yīng)用較為廣泛、準(zhǔn)確度較高，但是該方法分析速度較慢，操作繁瑣，對操作人員的要求較高，難以實現(xiàn)自動化分析，且會產(chǎn)生難以回收的放射性廢液。

γ吸收法是目前核燃料后處理廠普遍采用的鈾定量分析方法，具有很多優(yōu)點，但也有一定局限性，具體表現(xiàn)為：定量分析結(jié)果受雜質(zhì)的影響較大，尤其當(dāng)鈾的濃度與雜質(zhì)濃度比值較低時，分析結(jié)果準(zhǔn)確度明顯劣化；透射源γ射線的統(tǒng)計漲落也會影響分析的準(zhǔn)確度。

拉曼光譜法作為一種無損檢測技術(shù)，被廣泛應(yīng)用于多種有機(jī)物和無機(jī)物的定性和定量分析。在適當(dāng)條件下，拉曼光譜測量的信號強(qiáng)度與待測物的濃度成正比。但在實際應(yīng)用中，由于受到檢測器穩(wěn)定性、暗電流噪聲、樣品放置位置等多種因素的影響，所得標(biāo)準(zhǔn)曲線可能偏離線性，因此需要采取適當(dāng)措施來消除這些影響，如采用最為常用的內(nèi)標(biāo)法進(jìn)行校正。而內(nèi)標(biāo)法的采用須使用內(nèi)標(biāo)物(如常用的四氯化碳等)，因此會導(dǎo)致在待測樣品中引入不同物質(zhì)。

根據(jù)現(xiàn)有文獻(xiàn)，拉曼光譜法在鈾的定性分析中有一定程度的應(yīng)用，但較少應(yīng)用于鈾的定量分析。基于現(xiàn)有技術(shù)，若將拉曼光譜法應(yīng)用于PUREX流程有機(jī)相體系中鈾的分析，則由于該分析涉及放射性操作，且具有分析點多、分析頻率高等諸多獨特的特點，因此需要對現(xiàn)有拉曼光譜法作出改進(jìn)。

由于PUREX流程有機(jī)相體系中鈾的分析涉及放射性操作，因此內(nèi)標(biāo)物的加入會顯著增加放射性操作的負(fù)擔(dān)，并對分析結(jié)果的準(zhǔn)確性產(chǎn)生一定影響；尤為不利的是，內(nèi)標(biāo)物的侵入會導(dǎo)致分析樣品難以回收，并產(chǎn)生難以處理的放射性廢液。

發(fā)明內(nèi)容

為解決PUREX流程有機(jī)相體系中鈾的拉曼光譜分析過程內(nèi)標(biāo)物的加入顯著增加放射性操作的負(fù)擔(dān)，并對分析結(jié)果的準(zhǔn)確性產(chǎn)生影響的問題；改變內(nèi)標(biāo)物的侵入導(dǎo)致分析樣品難以回收，并產(chǎn)生難以處理的放射性廢液等缺陷，本發(fā)明提供了一種六價鈾的拉曼光譜分析方法。

該方法包括以下步驟：

(一)配制一系列含有不同濃度六價鈾的有機(jī)溶液，分別采集其拉曼光譜，所述有機(jī)溶液所采用的溶劑均為TBP/煤油；

(二)將各濃度六價鈾的有機(jī)溶液的拉曼光譜數(shù)據(jù)扣除熒光背景后，除以其1065cm^-1處溶劑譜峰強(qiáng)度，即以溶劑作為內(nèi)標(biāo)，得到一系列以相對強(qiáng)度為縱坐標(biāo)的相對拉曼光譜，以各相對拉曼光譜中860cm^-1處六價鈾譜峰強(qiáng)度與對應(yīng)的鈾濃度繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線；

(三)采集含六價鈾待測樣品的拉曼光譜，所述待測樣品以TBP/煤油為溶劑，扣除其熒光背景后，將其拉曼光譜數(shù)據(jù)除以其1065cm^-1處溶劑譜峰強(qiáng)度，得到以相對強(qiáng)度為縱坐標(biāo)的相對拉曼光譜，將該相對拉曼光譜中860cm^-1處六價鈾譜峰的相對強(qiáng)度代入步驟(二)繪制的標(biāo)準(zhǔn)曲線，得到待測樣品的六價鈾濃度。

所述TBP/煤油中TBP的體積分?jǐn)?shù)可以為20-40％。

任一處述及的TBP/煤油均可由TBP/正十二烷代替。

所述有機(jī)溶液優(yōu)選為硝酸鈾酰有機(jī)溶液。

需要說明的是：在本領(lǐng)域中，所述TBP/煤油(或TBP/正十二烷)指的是TBP與煤油(或正十二烷)的混合溶液，屬于公知常識。

PUREX流程有機(jī)相采用的溶劑為TBP/煤油(或TBP/正十二烷)，其中TBP的體積分?jǐn)?shù)通常為30％，但在實際工藝中，TBP的濃度可能會存在一定的偏差，因此僅采用TBP或煤油(或正十二烷)之一作為內(nèi)標(biāo)不能確保定量分析的準(zhǔn)確性。由于TBP與煤油(或正十二烷)在拉曼光譜中1065cm^-1處均存在特征峰，二者峰高接近并相互疊加，為此，本發(fā)明選擇該疊加譜峰作為內(nèi)標(biāo)參考，基本消除了溶劑中TBP濃度變化對分析結(jié)果準(zhǔn)確性的影響。試驗證明，當(dāng)TBP的體積分?jǐn)?shù)在(30±10)％范圍內(nèi)變化時，其拉曼光譜中1065cm^-1處的疊加譜峰峰高偏差均在2％以內(nèi)。因此選擇1065cm^-1處疊加譜峰作為內(nèi)標(biāo)參考既確保了六價鈾定量分析的準(zhǔn)確性，又免除了實際應(yīng)用中大量的溶劑成分分析，兼顧了分析效果和效率。