[发明专利]用于待测铀酸溶液中铀、酸浓度的实时分析方法及装置

说明书

本发明公开了一种用于待测铀酸溶液中铀、酸浓度的实时分析方法及装置，该方法包括以下步骤：测量配制铀酸溶液的吸光度、电导率，对配制铀酸溶液的电导率进行温度补偿；建立配制铀酸溶液的铀浓度、酸浓度、吸光度、温度补偿后的样品电导率的参数数据库，将参数整合到数组中；将整合后的数组中的数据，基于MATLAB进行曲面拟合，得到拟合的曲面方程；测量待测铀酸溶液的吸光度、电导率，对待测铀酸溶液的电导率进行温度补偿；将待测铀酸溶液的吸光度、温度补偿后的电导率，根据拟合的曲面方程，得到待测铀酸溶液的铀浓度、酸浓度。该方法在高温、强酸、放射性的环境中有效完成铀‑硝酸溶液配制过程中铀浓度和硝酸浓度的实时分析。

技术领域

本发明属于核燃料后处理技术领域，具体涉及一种用于待测铀酸溶液中铀、酸浓度的实时分析方法及装置。

背景技术

核燃料后处理工艺过程需要进行大量的硝酸和铀溶液的配制，配制过程中需要对硝酸浓度和铀浓度进行快速的分析，从而确定是否达到工艺要求。目前后处理厂主要通过人工取样分析的方式进行铀浓度和酸浓度分析，具有分析时间长且人员受辐射剂量大的缺点。

国内外关于铀浓度和硝酸浓度的分析有多种方法，目前普遍使用γ吸收法用于铀浓度的在线测量，无极电导法用于硝酸浓度的在线测量。例如公告号为CN105115993A的中国发明专利，公开了“溶液中铀浓度在线测量装置”，公告号为CN108872323A的中国发明专利，公开了“一种电磁式硝酸浓度在线分析仪”。

这些装置都是用于天然铀和硝酸的浓度分析，而专用于后处理工艺中铀溶解槽内铀浓度和硝酸浓度实时分析的装置，目前还未见报道。其原因主要是：后处理工艺中的铀溶解槽与传统化工工艺溶解槽区别较大，铀溶解槽内溶液放射性强，腐蚀性高，温度变化范围大，影响测量结果。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中铀-硝酸溶液配制过程中分析过程繁琐、分析结果滞后的问题，提供一种用于待测铀酸溶液中铀、酸浓度的实时分析方法及装置，在高温、强酸、放射性的环境中有效完成铀-硝酸溶液配制过程中铀浓度和硝酸浓度的实时分析。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是提供一种用于待测铀酸溶液中铀、酸浓度的实时分析方法，包括以下步骤：

测量配制铀酸溶液的吸光度、电导率，对配制铀酸溶液的电导率进行温度补偿，得到温度补偿后的样品电导率；

建立配制铀酸溶液的铀浓度、酸浓度、吸光度、温度补偿后的样品电导率的参数数据库，将配制铀酸溶液的铀浓度、酸浓度、吸光度、温度补偿后的样品电导率的参数整合到数组中；

将整合后的数组中的数据，分别以铀浓度、酸浓度为因变量，吸光度和电导率为自变量，基于MATLAB进行曲面拟合，得到拟合的曲面方程；

测量待测铀酸溶液的吸光度、电导率，对待测铀酸溶液的电导率进行温度补偿；

将待测铀酸溶液的吸光度、温度补偿后的电导率，根据拟合的曲面方程，得到待测铀酸溶液的铀浓度、酸浓度。

优选的是，拟合的曲面方程为：

U＝-14.22+590.1X-0.5419Y-174.3X²-20.51XY (1)；

H＝0.7723-9.414X-3.912Y+6.151X²+61XY+15.23Y²- 34.56X²Y-126.2XY²-12.96Y³+58.97X²Y²+77.04XY³+3.606Y⁴ (2)，

其中，X为铀酸溶液的吸光度，Y为温度补偿后的电导率，U 为铀浓度，H为酸中氢离子浓度。