【摘要】：現(xiàn)如今能源緊缺問題是全球各國(guó)急需解決的問題,核能發(fā)電作為一種安全、高效、環(huán)保的能源獲取方式,成為了解決全球能源緊缺問題的一條有效途徑。核燃料鈾作為核反應(yīng)堆的主要燃料,全球各國(guó)對(duì)其的需求將越來越大。但目前我國(guó)探明的可開采鈾礦資源嚴(yán)重短缺,我國(guó)核電站中使用的鈾燃料大部分是依賴于國(guó)外進(jìn)口,這必將會(huì)影響我國(guó)核能事業(yè)的健康發(fā)展。由于核反應(yīng)堆的運(yùn)行特性和安全上的要求,核燃料不可能像化石燃料一次性耗盡,核反應(yīng)堆中的核燃料的能量轉(zhuǎn)換率比較低。這對(duì)能源是極大的浪費(fèi),而且留下的乏燃料自身還有很高的放射性和毒性,乏燃料后處理是解決這個(gè)問題的有效途徑。乏燃料后處理工藝的主要目的是將乏燃料中的鈾、钚和裂片元素相互分離,以便將鈾、钚回收作為產(chǎn)品,再次回到核工業(yè)中循環(huán)利用,這將大大提高了核燃料的利用效率。某工廠的乏燃料后處理工藝使用濕式Purex法,通過TBP萃取工藝管道中的U和Pu。因此工藝管道中料液的鈾濃度,對(duì)后處理主控室的工藝控制至關(guān)重要。需要設(shè)計(jì)一套測(cè)量鈾濃度的流線分析系統(tǒng),實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)核燃料后處理工藝流程中的鈾濃度。這是一套基于γ射線吸收法的在線鈾濃度測(cè)量系統(tǒng)。在現(xiàn)場(chǎng)壁龕內(nèi),241Am源發(fā)射的單能γ射線穿過樣品池時(shí),射線與管道中的鈾元素相互作用,部分γ射線將被吸收。在工藝管道另一側(cè),NaI(Tl)晶體探測(cè)器探測(cè)到镅源的γ射線強(qiáng)度將減少�，F(xiàn)場(chǎng)壁龕外,探頭探測(cè)到的信號(hào)傳給數(shù)字化多道譜儀處理,控制板控制采樣系統(tǒng)的電磁閥和電動(dòng)擋板協(xié)助測(cè)量。通過調(diào)理放大、數(shù)模轉(zhuǎn)化、數(shù)字脈沖成型和幅值提取后得到的譜線數(shù)據(jù),經(jīng)由一個(gè)CAN總線通訊盒遠(yuǎn)程傳給主控室的工控計(jì)算機(jī)處理和顯示。該系統(tǒng)在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用時(shí),當(dāng)工藝管道中通過強(qiáng)γ放射性的“熱鈾”,其中的裂片元素(如137Cs)放出的強(qiáng)γ射線輻射NaI(Tl)晶體后,探測(cè)器得到的計(jì)數(shù)將會(huì)淹沒241Am放出的γ射線,使得在線鈾濃度測(cè)量軟件無法進(jìn)行鈾濃度的計(jì)算。將探測(cè)器中50mm直徑50mm厚度的NaI(Tl)晶體整改為50mm直徑1mm厚度的薄晶體后,高能量的γ射線直接透過了晶體,探頭能夠準(zhǔn)確測(cè)量γ吸收后的241Am源的γ射線。經(jīng)測(cè)試,該測(cè)量鈾濃度在線系統(tǒng)相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差為0.0294%,連續(xù)測(cè)量10小時(shí)儀器測(cè)量穩(wěn)定性良好,在線分析測(cè)量與實(shí)驗(yàn)室分析結(jié)果的相對(duì)誤差為3.254%。經(jīng)過半年的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量,在線系統(tǒng)可以長(zhǎng)期、遠(yuǎn)程的在24小時(shí)開機(jī)的狀態(tài)下進(jìn)行工藝管道中的鈾濃度在線監(jiān)測(cè)。 【學(xué)位授予單位】：成都理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TL24

【圖文】：

圖 1-1 乏燃料萃取過程經(jīng)過第一萃取循環(huán)得到的鈾、钚溶液經(jīng)過適當(dāng)?shù)奶幚恚ㄈ缯魸�，調(diào)節(jié)硝酸和鈾的濃度，并使钚元素重新處于四價(jià)狀態(tài)）后進(jìn)行第二次鈾、钚萃取，進(jìn)一步與殘留的裂變產(chǎn)物分離。再用還原劑溶液反萃取其中的钚，以實(shí)現(xiàn)鈾、钚分離，，然后用稀硝酸反萃取鈾。第二次萃取循環(huán)后所得到的鈾、钚產(chǎn)品純度往往還達(dá)不到

圖 2-1 NaI(Tl)晶體實(shí)物圖當(dāng)然 NaI(Tl)晶體也有其缺點(diǎn)：1.NaI(Tl)晶體非常容易吸收空氣中水分而受潮變質(zhì)失效，所以一般是將閃爍體、光電倍增管、分壓器和前置放大器都安裝在一個(gè)鋁制暗盒，一起稱為 NaI(T晶體探頭。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2712132