分析化学问题

工业生产过程中,分析检测号称工艺的“眼睛”,核工业也不例外。上述反应堆运行,核燃料后处理,放射性废物处理过程中,哪一环也少不了分析检测工作。现仅简述一些难度较大的以及某些特殊分析问题:

  1. 燃料元件后处理厂的分析问题首先是元件溶解后的料液中, 铀、钚及其他有用的锕系元素——镎和镅,如何迅速地而准确地进行测定,就是一个难度很大的分析问题,至今未很好解决。其次,工厂生产过程中的在线分析,特别是各个工艺流出点的微量铀、钚、镎、镅的在线分析,不仅关系到这些元素的收率问题,而且还关系到以后废物处理的安全性。再次,后处理出来的产品铀、钚、镎、镅的纯度及其所含的微量杂质的分析等等,这些问题都需要深入研究来解决。

  2. 放射性废物处理过程的分析问题放射性废物处理过程要求解决的分析问题也很多,不仅有各种无机物、无机离子要分析,而且还有不少微量有机组分要分析。如塑料固化、沥青固化过程所要求的。就拿高放废液玻璃固化研究来说,首先必须对 1Aw 强放废液的组分进行全分析, 才能选定适当的玻璃固化配方。其次还要对玻璃固化体的主要组分、次要组分、微量组分以及浸泡液的各种组分进行分析,才能确定固化体的性能等。这里要分析的对象非常广泛,尤其是 1Aw 的全分析,不仅体系十分复杂,而且放射性活度又非常高,这些都给分析带来很多困难。

  3. 反应堆燃料元件国际规范化分析研究我国发展核电方针是:既自己制造又要引进,自己先建造中小型反应堆(30 万和 60 万千瓦电功率),引进的是大型反应堆(90 万千瓦以上)。因此,所用的燃料元件应该规范化,否则引进的反应堆燃料元件就无法国产化。元件要国产化, 制造元件过程的分析检测方法必须采用国际规范化,如分析项目、控制指标,包括元件中铀含量、铀-235 丰度、放射性活度、杂质及其含量等等。只有所采用的分析方法及其控制指标均达到国际公认的标准后,方能使引进的核电站元件国产化。这里要研究的分析方法很多。

  4. 辐照后燃料元件的燃耗分析核电站反应堆元件的燃耗分析,对于充分有效地利用核燃料,改进反应堆设计,提高反应堆性能具有重要意义。虽然反应堆设计过程都要进行理论计算和零功率实验,但是反应堆建成后是否达到原设计指标,还要通过元件的燃耗分析来检验。燃耗分析的项目很多,如元件中残留铀的总量、铀-235 丰度、钚生成量、裂变产物中某些特定的核素——106Ru,137Cs,148Nd,154Eu 等生成量等。用这些分析数据反算回去,则可算出燃料元件在反应堆里的燃耗深度,据此可以检验反应堆的设计水平和反应堆的性能。

当然上述分析问题不仅仅是分析化学问题,还需要放射化学分析和其他分析方法相配合,才能顺利地解决各方面的分析问题,但是,分析化学在核电发展过程中的重要作用是显而易见的。

总之,核电发展对化学提出的要求是多方面的,包括放射化学、辐射化学、有机化学、无机化学、物理化学、分析化学以及放射化工、化

工机械等众多学科领域。希望化学界的同行们,在关心我国核电发展的同时,也能为核电发展贡献一份力量。希望国家有关领导部门在规划我国核电发展的时候,不能只考虑反应堆和电站本身,对核电有关问题, 特别是燃料元件后处理和放射性三废处理及其有关问题给予足够重视, 要统筹兼顾、全面安排,以保证我国核电事业的顺利发展。