[發(fā)明專利]一種在熱室內(nèi)調(diào)節(jié)镎、钚價態(tài)的裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010338266.2
• 申請日: 2020-04-26
• 公開（公告）號: CN111640520B
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李峰峰;何輝;唐洪彬;葉國安;蔣德祥;劉金平;劉占元;李斌;申震;常尚文;郭建華;劉聰;劉協(xié)春;周賢明
• 申請（專利權(quán)）人: 中國原子能科學(xué)研究院
• 主分類號: G21C19/46
• 分類號: G21C19/46;G21C17/06;G21G5/00
• 代理公司: 北京天悅專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11311
• 代理人: 田明;祝倩

本發(fā)明公開了一種在熱室內(nèi)調(diào)節(jié)镎、钚價態(tài)的裝置，所述裝置包括內(nèi)筒、夾套筒、進(jìn)樣系統(tǒng)、出料系統(tǒng)、樣品在線分析系統(tǒng)、調(diào)料鼓泡系統(tǒng)、液位測量系統(tǒng)、溫度測量系統(tǒng)、壓力測量系統(tǒng)。本發(fā)明所提供的裝置適合于放射性、強腐蝕性場所使用，并且可以在熱室內(nèi)直接測量樣品的吸光值，利用不同物質(zhì)的光譜吸收峰來判斷料液中的離子價態(tài)等信息。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及乏燃料后處理領(lǐng)域，具體涉及一種在熱室內(nèi)調(diào)節(jié)镎、钚價態(tài)的裝置及方法。

背景技術(shù)

核燃料水法后處理是用沉淀、溶劑萃取、離子交換等在水溶液中進(jìn)行的化學(xué)分離方法處理輻照核燃料的工藝過程，是核燃料后處理中通用的一類方法，一般包括以下三個步驟：第一步是先用機械法或化學(xué)法脫去燃料元件的外殼，將元件芯體(金屬或氧化物)溶于硝酸中，這一步驟稱為首端處理；對不銹鋼或鋯合金包殼燃料元件則采用切斷－浸取的方法，即將元件切成小段，然后用硝酸將芯體浸取，而外殼不溶解。第二步是溶解液進(jìn)入分離過程，分離過程是核燃料后處理的核心環(huán)節(jié)，它的作用是除去裂變產(chǎn)物，回收未用盡的和新生成的核燃料物質(zhì)并進(jìn)行分離。第三步是將分離純化后的中間產(chǎn)品進(jìn)行補充凈化、濃縮及轉(zhuǎn)化為所需的最終形態(tài)，稱為尾端處理。

水法后處理流程中，靶材料經(jīng)過溶解后，目標(biāo)物離子進(jìn)入溶液當(dāng)中，需通過萃取工藝將其分離和純化。為了得到要求的分離純度，往往要經(jīng)過多次的萃取(將目標(biāo)元素萃入有機相)和反萃(將目標(biāo)元素萃入水相)。不同價態(tài)的目標(biāo)物離子，在有機相和水相中的分配系數(shù)不一樣，為了實現(xiàn)萃取、反萃的過程，需要將目標(biāo)物離子調(diào)成要求的價態(tài)，并破壞液流中過量的還原劑，以便逐步分離和純化。

同時，熱試驗工藝研究調(diào)價過程需要在熱室中完成。熱室是具有強放射性和強腐蝕性場所，而調(diào)價實驗過程通常使用簡易的容器進(jìn)行上述操作，存在一定的安全隱患及不確定性，因此需要設(shè)計一種適合于放射性、強腐蝕性場所使用的調(diào)價裝置，并且可以及時在線監(jiān)測反應(yīng)釜內(nèi)目標(biāo)物質(zhì)離子的價態(tài)等，以對調(diào)價反應(yīng)過程有實時的監(jiān)測與控制。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種在熱室內(nèi)調(diào)節(jié)镎、钚價態(tài)的裝置及方法，以適合于放射性、強腐蝕性場所使用。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種在熱室內(nèi)調(diào)節(jié)镎、钚價態(tài)的裝置，所述裝置包括內(nèi)筒、夾套筒、進(jìn)樣系統(tǒng)、出料系統(tǒng)、樣品在線分析系統(tǒng)、調(diào)料鼓泡系統(tǒng)、液位測量系統(tǒng)、溫度測量系統(tǒng)、壓力測量系統(tǒng)；

所述內(nèi)筒包括內(nèi)筒主體、上封頭、下封頭，內(nèi)筒主體和上封頭、下封頭可拆卸地連接；

所述夾套筒設(shè)置在內(nèi)筒主體下部的外圍，夾套筒與內(nèi)筒主體之間填充有冷卻水；

所述進(jìn)樣系統(tǒng)包括進(jìn)料管和設(shè)置在內(nèi)筒主體上的料液進(jìn)口，進(jìn)料管伸入內(nèi)筒主體內(nèi)，且出口朝下；

所述出料系統(tǒng)包括出料管和設(shè)置在上封頭上的出料口，出料管一端伸入內(nèi)筒底部，另一端連接真空系統(tǒng)進(jìn)行抽料；

所述樣品在線分析系統(tǒng)包括取樣管和設(shè)置在上封頭上的取樣口，取樣管穿過取樣口，一端伸入內(nèi)筒底部，另一端連接在線測量樣品池，在線測量樣品池后接有真空裝置；在線測量樣品池上設(shè)有光纖接口，可在線測量樣品的吸光度；

所述調(diào)料鼓泡系統(tǒng)包括進(jìn)氣管、設(shè)置在上封頭上的鼓泡器接口，進(jìn)氣管穿過鼓泡器接口底端連接有鼓泡環(huán)形管，進(jìn)氣管另一端與送氣裝置相連；

所述液位測量系統(tǒng)基于差壓法來測液位，包括設(shè)置在上封頭上的三個液位測量口，三個取壓管分別穿過液位測量口伸入內(nèi)筒主體內(nèi)，取壓管伸出上封頭的一端分別接有吹氣裝置及差壓變送器；

所述溫度測量系統(tǒng)包括設(shè)置在上封頭上的溫度測量口及溫度傳感器；

所述壓力測量系統(tǒng)包括設(shè)置在上封頭上的壓力測量口及壓力測量裝置。

進(jìn)一步地，所述夾套筒上設(shè)置有冷卻水進(jìn)口、冷卻水出口。