CN112763449A - 一种同时测定含硝酸溶液中镎和钚浓度的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于化学分析技术领域，涉及一种同时测定含硝酸溶液中镎和钚浓度的方法。所述的方法包括如下步骤：(1)配制一系列已知浓度的Np(VI)的硝酸水溶液与一系列已知浓度的Pu(VI)的硝酸水溶液；(2)分别测定各已知浓度的Np(VI)的硝酸水溶液与各已知浓度的Pu(VI)的硝酸水溶液的近红外吸收光谱；(3)选择适宜波长，建立此波长下不同已知浓度的Np(VI)的硝酸水溶液的Np(VI)浓度与对应的吸光度之间的定量校正关系；(4)选择适宜波长，建立此波长下不同已知浓度的Pu(VI)的硝酸水溶液的Pu(VI)浓度与对应的吸光度之间的定量校正关系；(5)测定样品的近红外吸收光谱；(6)样品浓度计算。利用本发明的方法，能够快速、准确、高效的同时测定含硝酸溶液中镎和钚的浓度。
Description
技术领域
本发明属于化学分析技术领域，涉及一种同时测定含硝酸溶液中镎和钚浓度的方法。
背景技术
镎和钚是乏燃料后处理过程的重要产品，也是PUREX流程工艺过程控制的重要元素参数。及时准确地测定镎和钚的浓度，在乏燃料后处理工艺研究及运行过程中具有重要意义。目前，镎和钚浓度的分析方法主要是X射线荧光法、氧化还原滴定法、L吸收边密度法等，但都只是有两种元素成分各自单独测量的文献报道，二者同时测定的文献几乎没有。随着需求的增加，开展镎和钚浓度的同时分析技术研究，建立镎和钚浓度同时测定的方法具有重要意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种同时测定含硝酸溶液中镎和钚浓度的方法，以能够快速、准确、高效的同时测定含硝酸溶液中镎和钚的浓度。
为实现此目的，在基础的实施方案中，本发明提供一种同时测定含硝酸溶液中镎和钚浓度的方法，所述的方法包括如下步骤：
(1)配制一系列已知浓度的Np(VI)的硝酸水溶液与一系列已知浓度的Pu(VI)的硝酸水溶液；
(2)分别测定各已知浓度的Np(VI)的硝酸水溶液与各已知浓度的Pu(VI)的硝酸水溶液的近红外吸收光谱；
(3)选择适宜波长，应用化学计量学软件建立此波长下不同已知浓度的Np(VI)的硝酸水溶液的Np(VI)浓度与对应的吸光度之间的定量校正关系(偏最小二乘回归模型)；
(4)选择适宜波长，应用化学计量学软件建立此波长下不同已知浓度的Pu(VI)的硝酸水溶液的Pu(VI)浓度与对应的吸光度之间的定量校正关系(偏最小二乘回归模型)；
(5)取一定量的镎钚混合溶液于离心管中，加入一定体积的硝酸铈铵溶液，反应2min，得到测定的样品；
(6)测定样品的近红外吸收光谱；
(7)样品浓度计算：将样品近红外吸收光谱在相同波长下测定得到的Np(VI)与Pu(VI)的吸光度值分别代入步骤(3)与步骤(4)得到的定量校正关系(偏最小二乘回归模型)，分别计算得到样品中Np(VI)和Pu(VI)的浓度。
在一种优选的实施方案中，本发明提供一种同时测定含硝酸溶液中镎和钚浓度的方法，其中步骤(1)中，已知浓度的Np(VI)的硝酸水溶液中Np(VI)的浓度范围为0.5-4g/L，已知浓度的Pu(VI)的硝酸水溶液中Pu(VI)的浓度范围为0.04-0.31g/L。
在一种优选的实施方案中，本发明提供一种同时测定含硝酸溶液中镎和钚浓度的方法，其中步骤(2)中，所述的近红外吸收光谱的波长范围为800-1300nm。
在一种优选的实施方案中，本发明提供一种同时测定含硝酸溶液中镎和钚浓度的方法，其中步骤(3)中，所述的适宜波长为1086-1271nm。
在一种优选的实施方案中，本发明提供一种同时测定含硝酸溶液中镎和钚浓度的方法，其中步骤(4)中，所述的适宜波长为808-840nm。
在一种优选的实施方案中，本发明提供一种同时测定含硝酸溶液中镎和钚浓度的方法，其中所述的含硝酸溶液中硝酸的浓度为1-4.45mol/L。
在一种优选的实施方案中，本发明提供一种同时测定含硝酸溶液中镎和钚浓度的方法，其中所述的含硝酸溶液为乏燃料后处理过程中产生的含Np(VI)、Pu(VI)及硝酸的水溶液。
本发明的有益效果在于，利用本发明的同时测定含硝酸溶液中镎和钚浓度的方法，能够快速、准确、高效的同时测定含硝酸溶液中镎和钚的浓度。
本发明的方法可实现放射性样品的含硝酸溶液中镎和钚浓度的同时测定，解决了近红外光谱法测定镎和钚浓度过程中镎、钚相互干扰影响的问题，提高分析效率。
附图说明
图1为含不同浓度Np(VI)、Pu(VI)的硝酸水溶液的近红外吸收光谱图(其中1代表4.08g/L Np(VI)-0.31g/L Pu(VI)，2代表2.04g/L Np(VI)-0.15g/L Pu(VI)，3代表0.51g/LNp(VI)-0.04g/L Pu(VI))。
图2为Np(VI)浓度的参考值与测定值的相关性图。
图3为Pu(VI)浓度的参考值与测定值的相关性图。
具体实施方式
以下结合实施例和附图对本发明的具体实施方式作出进一步的说明。
实施例1：偏最小二乘回归模型建立
配制一系列含已知浓度的Np(VI)、Pu(VI)的硝酸水溶液，硝酸浓度范围在1-4.45mol/L之间，取一定量的镎钚混合溶液样品于离心管中，加入一定体积的硝酸铈铵溶液，反应一段时间制备，以下同理)，并分别测定它们的近红外吸收光谱(800-1300nm)。近红外吸收光谱在测定中，以空气为参比，设置仪器分辨率和累计次数，采用石英比色皿作为测量池，以下同理。所得近红外吸收光谱如图1所示。从图1可以看出，Np(VI)、Pu(VI)在一定的波长范围内，吸光度分别随着波长的增加而逐渐增大，呈现相关性，可用于定量分析。
选择适宜波长为1086-1271nm，应用化学计量学软件建立此波长下上述配制的含不同已知浓度的Np(VI)、Pu(VI)的硝酸水溶液中Np(VI)浓度与对应的吸光度之间的定量校正关系(偏最小二乘回归模型)。
选择适宜波长为808-840nm，应用化学计量学软件建立此波长下上述配制的含不同已知浓度的Np(VI)、Pu(VI)的硝酸水溶液中Pu(VI)浓度与对应的吸光度之间的定量校正关系(偏最小二乘回归模型)。
实施例2：样品测定
在相同的光谱测量条件下测定一系列已知其中Np(VI)、Pu(VI)、硝酸浓度的含Np(VI)、Pu(VI)的硝酸水溶液样品的近红外吸收光谱，并将各样品近红外吸收光谱在相同波长下测定得到的Np(VI)、Pu(VI)的吸光度值分别代入实施例1得到的定量校正关系(偏最小二乘回归模型)，分别计算并校正得到含Np(VI)、Pu(VI)的硝酸水溶液样品中Np(VI)、Pu(VI)的浓度，结果如下表1所示。
表1样品浓度计算结果
综合分析计算校正结果的测定值与已知浓度参考值，分别得到图2和图3所示的相关性图。从图2可以看出，Np(VI)浓度的定量校正模型的RMSEC＝0.013g/L，测定值与参考值的相关系数为0.9999。从图3可以看出，Pu(VI)浓度的定量校正模型的RMSEC＝0.00328g/L，预测值与参考值的相关系数0.9990。
从以上结果可以看出，建立的分析方法能够准确地对样品中Np(VI)、Pu(VI)浓度进行测定。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。上述实施例或实施方式只是对本发明的举例说明，本发明也可以以其它的特定方式或其它的特定形式实施，而不偏离本发明的要旨或本质特征。因此，描述的实施方式从任何方面来看均应视为说明性而非限定性的。本发明的范围应由附加的权利要求说明，任何与权利要求的意图和范围等效的变化也应包含在本发明的范围内。
Claims (7)
1.一种同时测定含硝酸溶液中镎和钚浓度的方法，其特征在于，所述的方法包括如下步骤：
(1)配制一系列已知浓度的Np(VI)的硝酸水溶液与一系列已知浓度的Pu(VI)的硝酸水溶液；
(2)分别测定各已知浓度的Np(VI)的硝酸水溶液与各已知浓度的Pu(VI)的硝酸水溶液的近红外吸收光谱；
(3)选择适宜波长，应用化学计量学软件建立此波长下不同已知浓度的Np(VI)的硝酸水溶液的Np(VI)浓度与对应的吸光度之间的定量校正关系；
(4)选择适宜波长，应用化学计量学软件建立此波长下不同已知浓度的Pu(VI)的硝酸水溶液的Pu(VI)浓度与对应的吸光度之间的定量校正关系；
(5)测定样品的近红外吸收光谱；
(6)样品浓度计算：将样品近红外吸收光谱在相同波长下测定得到的Np(VI)与Pu(VI)的吸光度值分别代入步骤(3)与步骤(4)得到的定量校正关系，分别计算得到样品中Np(VI)和Pu(VI)的浓度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(1)中，已知浓度的Np(VI)的硝酸水溶液中Np(VI)的浓度范围为0.5-4g/L，已知浓度的Pu(VI)的硝酸水溶液中Pu(VI)的浓度范围为0.04-0.31g/L。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(2)中，所述的近红外吸收光谱的波长范围为800-1300nm。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(3)中，所述的适宜波长为1086-1271nm。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(4)中，所述的适宜波长为808-840nm。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的含硝酸溶液中硝酸的浓度为1-4.45mol/L。
7.根据权利要求1-6之一所述的方法，其特征在于：所述的含硝酸溶液为乏燃料后处理过程中产生的含Np(VI)、Pu(VI)及硝酸的水溶液。
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