[发明专利]一种从辐照镎靶溶解液中提取钚-238并回收镎-237的新方法

说明书

本发明涉及一种从辐照镎靶溶解液中提取钚‑238并回收镎‑237的新方法，包括如下步骤：首先对辐照镎靶溶解液进行调价调酸，将镎钚价态均调整至四价，再用硝酸调整辐照镎靶溶解液的酸度，制得一循环进料料液；然后在一循环中，通过镎钚共萃取、钚的还原反萃、镎的反萃循环分别得到钚‑238的粗产品液、镎‑237的粗产品液；最后通过对钚‑238的粗产品液进行纯化循环获得符合产品要求的钚‑238产品液、对镎‑237的粗产品液输进行纯化循环获得符合产品要求的镎‑237产品液。本发明提供的方法通过将一循环进料料液中镎钚的进料价态改变为Np(IV)‑Pu(IV)，能够简化从辐照镎靶溶解液中提取钚‑238和回收镎‑237的工艺流程、减低建设成本、降低辐防难度，并能提高从辐照镎靶溶解液中提取钚的净化率。

技术领域

本发明属于核材料提取技术领域，具体涉及一种从辐照镎靶溶解液中提取钚-238并回收镎-237的新方法。

背景技术

由钚-238制成的热源和同位素电池具有功率密度高、半衰期长、毒性小、有害杂质少(不产生高能中子和高能γ)、防护简单、屏蔽轻等优点。因此，由其制成的热源和同位素电池在很多恶劣的环境中有着广泛的应用，比如航空航天、极寒地区等。

但²³⁸Pu在自然界中并不存在，只能通过反应堆辐照的方式人工生产²³⁸Pu。常用的方法是：从乏燃料后处理中回收²³⁷Np，回收后的²³⁷Np制成镎-237靶(铝、镁基体)后再入反应堆辐照，辐照镎靶经过一些列化学化工处理，提取钚-238并回收镎-237。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种从辐照镎靶溶解液中提取钚-238并回收镎-237的新方法，通过改变镎钚进料价态简化从辐照镎靶溶解液中提取钚-238和回收镎-237的工艺，以降低建设成本；减少高放区以降低辐防难度；通过减少含盐试剂的使用，以降低放射性固体废物量；通过优化流程设计，以提高从辐照镎靶溶解液中提取钚的净化率。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案是：一种从辐照镎靶溶解液中提取钚-238并回收镎-237的新方法，所述方法包括如下步骤：

S1、对辐照镎靶溶解液进行调价调酸：将辐照镎靶溶解液中的镎还原为四价、钚还原为三价；然后采用第一氧化剂将镎钚价态均调整至四价，再用硝酸调整辐照镎靶溶解液的酸度，制得一循环进料料液；

S2、一循环，包括如下具体步骤：

S21、镎钚共萃取，采用镎钚共萃取剂将所述一循环进料料液中的Np(IV)、Pu(IV)共同萃取进入镎钚共萃取有机相；

S22、钚的还原反萃，采用第一钚还原反萃剂将所述镎钚共萃取有机相中的Pu(IV)还原至Pu(III)，并将Pu(III)反萃进入钚的还原反萃水相，得到钚-238的粗产品液；

S23、镎的反萃循环，采用第一镎反萃剂将钚的还原反萃有机相中的镎反萃取进入镎的反萃循环水相，得到镎-237的粗产品液；

S3、钚纯化循环：将所述钚-238的粗产品液进行调料处理，制得钚纯化循环过程进料料液；并将钚纯化循环过程进料料液进行化学分离，获得符合产品要求的钚-238产品液；

S4、镎纯化循环：将所述镎-237的粗产品液进行调料处理，制得镎纯化循环过程进料料液；并将镎纯化循环过程进料料液进行化学分离，获得符合产品要求的镎-237产品液。

进一步，步骤S1中，所述第一氧化剂为亚硝气或N₂O₄；

所述硝酸的浓度为1-10mol/L；

用所述硝酸将辐照镎靶溶解液的酸度调整为2-5mol/L。

进一步，步骤S21中，所述镎钚共萃取剂为含甲基膦酸二(1-甲庚)酯的有机溶剂；