Preview

Заводская лаборатория. Диагностика материалов

Расширенный поиск
Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Только для подписчиков

Определение урана и плутония с применением кулонометрической потенциостатической установки УПК-19 для анализа МОКС-топлива

https://doi.org/10.26896/1028-6861-2020-86-12-15-22

Полный текст:

Аннотация

Содержание урана и плутония является основной характеристикой смешанного уран-плутониевого оксидного топлива, которая строго контролируется и имеет очень узкий диапазон допустимых значений. Разработана методика определения урана и плутония методом кулонометрии с контролируемым потенциалом с использованием кулонометрической установки УПК-19 в комплекте с потенциостатом-гальваностатом Р-40Х. В условиях герметичных боксов предложена специальная конструкция штатива, позволяющая минимизировать влияние колебаний внешних условий на стабильность сигнала. Установлены оптимальные условия кулонометрического определения плутония и урана. В качестве среды выбрали раствор серной кислоты с концентрацией 0,5 моль/дм3. Введение в состав фонового электролита ионов свинца позволило снизить минимальное напряжение восстановления водорода до значения –190 мВ. Добавление нитрида алюминия уменьшило влияние фторид-ионов, участвующих в качестве катализатора в растворении проб МОКС-топлива, а мешающее влияние нитрит-ионов устраняли введением в ячейку раствора сульфаминовой кислоты. Определение суммарного содержания урана и плутония проводили по количеству электричества, затраченного на стадию совместного окисления урана и плутония, содержание плутония определяли при потенциалах, при которых уран остается в стабильном состоянии, что дает возможность вычесть долю тока окисления плутония из суммарного тока окисления. Характеристики погрешности разработанной методики оценили при анализе стандартного образца и реальных таблеток МОКС-топлива: погрешности не превышают значений, указанных в технических условиях на МОКС-топливо. Методика кулонометрического определения урана и плутония в уран-плутониевом оксидном ядерном топливе аттестована. Относительная погрешность для массовой доли плутония составила ±0,0070, урана ±0,0095, отношения массовой доли плутония к сумме массовых долей урана и плутония ±0,0085.

Об авторах

Н. А. Булаев
ФГУП «ПО «Маяк»
Россия

Никита Александрович Булаев

456780, Челябинская область, г. Озерск, пр. Ленина, д. 31



Е. В. Чухланцева
ФГУП «ПО «Маяк»
Россия

Екатерина Владимировна Чухланцева

456780, Челябинская область, г. Озерск, пр. Ленина, д. 31



О. В. Старовойтова
ФГУП «ПО «Маяк»
Россия

Ольга Викторовна Старовойтова

456780, Челябинская область, г. Озерск, пр. Ленина, д. 31



А. А. Тарасенко
ФГУП «ПО «Маяк»
Россия

Антон Алексеевич Тарасенко

456780, Челябинская область, г. Озерск, пр. Ленина, д. 31



Список литературы

1. Самойлов А. Г., Волков В. С., Солонин М. И. Тепловыделяющие элементы ядерных реакторов: учебник для вузов. — М.: Энергоатомиздат, 1996. — 400 с.

2. Технические условия 311.335.000 ТУ. Элемент тепловыделяющий ТВС БН-800 с таблеточным МОКС-топливом. — Введ. 22.12.2011.

3. Устинов А. Н., Брюхин В. В. Анализ влияния МОХ-топлива на нейтронно-физические характеристики ВВЭР. http:// www.gidropress.podolsk.ru/files/proceedings/kms2012/documents/kms2012-002.pdf (дата обращения 07.04.2020).

4. ОСТ 95-10460–2000. Отраслевая система обеспечения единства измерений. Порядок определения и установления норм на контролируемые параметры в НД на продукцию и норм точности. Согласование норм точности. — Введ. 20.08.2001.

5. Комиссаренко А. А. Кулонометрические методы анализа: Учеб.-метод. пособие. — Санкт-Петербург: Ризограф ГОУВПО, 2009. — 50 с.

6. Техническое средство с номером в госреестре 70702-18. Описание типа прибора. Потенциостаты-гальваностаты типа Р: Свидетельство № 69380 до 28.03.2023.

7. Установка потенциостатическая-кулонометрическая «УПК-19»: руководство по эксплуатации ЖГИЦ.414315.001 РЭ. — Озерск: ФГУП «ПО «Маяк», 2020. — 10 с.

8. Глесстон С. Введение в электрохимию. — М.: Изд-во ИЛ, 1951. — 769 с.

9. Davies W., Gray W., McLeod K. C. Coulometric determination of uranium with a platinum working electrode / Talanta. 1970. Vol. 17. N 10. P. 937 – 944. DOI: 10.1016/0039-9140(70)80136-9.

10. Васильев В. П. Термодинамические свойства растворов электролитов: учеб. пособие для химических специальных вузов. — М.: Высшая школа, 1982. — 320 с.

11. Момотов В. Н., Ерин Е. А. Кулонометрические методы определения урана и плутония / Радиохимия. 2017. Т. 59. № 1. С. 3 – 25.

12. Момотов Н. Н., Ерин Е. А., Чистяков В. М. Исследование методических факторов кулонометрического определения суммы урана и плутония / Радиохимия. 2014. Т. 56. № 3. С. 257 – 261.

13. Неудачина Л. К., Петрова Ю. С., Лакиза Н. В. и др. Электрохимические методы анализа: руководство к лаб. практикуму. — Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та, 2014. — 136 с.

14. Никитина Н. Г., Борисов А. Г., Хаханина Т. И. Аналитическая химия и физико-химические методы анализа: учебник и практикум. — М.: Юрайт, 2019. — 394 с.

15. Скляренко И. С., Чубукова Т. М. Определение урана и плутония из одной пробы методом кулонометрии с контролируемым потенциалом / Журн. аналит. химии. 1990. Т. 45. № 3. С. 562 – 567.

16. Момотов В. Н. Амперостатическое кулонометрическое определение массового содержания урана и плутония в индивидуальных и смешанных соединениях: автореф. ... дисс. канд. хим. наук. — М., 2017. — 24 с.

17. Сентюрин И. Г., Куляко Ю. М., Мясоедов Б. Ф. Кулонометрическое определение урана и плутония из азотнокислых растворов смешанного топлива / Радиохимия. 1992. Т. 34. № 1. С. 177 – 182.

18. ГОСТ Р 8.736–2011. Государственная система обеспечения единства измерений (ГСИ). Измерения прямые многократные. Методы обработки результатов измерений. Основные положения. — М.: Стандартинформ, 2013. — 19 с.

19. ОСТ 95-10353–2008. Отраслевая система обеспечения единства измерений. Алгоритмы оценки метрологических характеристик при аттестации методик выполнения измерений. — Введ. 31.03.2008.


Для цитирования:


Булаев Н.А., Чухланцева Е.В., Старовойтова О.В., Тарасенко А.А. Определение урана и плутония с применением кулонометрической потенциостатической установки УПК-19 для анализа МОКС-топлива. Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2020;86(12):15-22. https://doi.org/10.26896/1028-6861-2020-86-12-15-22

For citation:


Bulayev N.A., Chukhlantseva E.V., Starovoytova O.V., Tarasenko A.A. A technique for uranium and plutonium determination using coulometric potentiostatic facility UPK-19 for analysis of mixed-oxide fuel. Industrial laboratory. Diagnostics of materials. 2020;86(12):15-22. (In Russ.) https://doi.org/10.26896/1028-6861-2020-86-12-15-22

Просмотров: 62


ISSN 1028-6861 (Print)
ISSN 2588-0187 (Online)