基于密度法的重水浓度在线监测技术研究.docx

第46卷增刊 第46卷增刊 原 子 能科学技 术 V01．46，Suppl． 2012年9月 Atomic Energy Science and Technology Sep．2012 基于密度法的重水浓度在线监测技术研究 周 珊，黄洪文，杨晓斌，张百甫 (中国工程物理研究院核物理与化学研究所，四川绵阳 621900) 摘要：重水作为重水反应堆的慢化材料，其浓度直接影响反应堆的性能。重水浓度分析一般在反应堆长 时间停堆剂量下降后进行。本工作通过离线式密度仪对不同浓度重水标准样品进行密度测量，建立密 度法测量高浓度重水的工作曲线，设计重水在线监测初步方案，在反应堆运行时监测重水浓度。 关键词：重水浓度；反应堆；密度法；在线监测 中图分类号：TL353 文献标志码：A 文章编号：1000一6931(2012)So一0126一03 on。Line Monitoring Technology Study of HeaVy Water Concentration Base on Density Method ZHOU Shan，HUANG Hong—wen，YANG Xiao-bin，ZHANG Bai—fu (吼in盘AcndP，”y D厂E起gi以P8ri行g P矗y5ics，P．O．Boz 919—211，Mi口咒ynng 621900，C丘i雄n) Abstract： HeaVy water is moderator material of the heaVy water reactor， the concentration affects the nuclear property of the reactor， which could be measured after the reactor closed． 7rO change the situation， standard samples。f different concentration of heavy、张ter were measured the density，a working of the density and concentrations of heavy water was established，and the program of heavy water on—line monitoring was designed，then the heavy water concentration could be measured when the reactor running． Key words： heaVy water concentration；reactor；density method；on—line monitoring 重水作为重水反应堆的慢化材料，其浓度 ±o．001％D。上述方法均为离线方式，存在以 直接影响反应堆的核性能。目前，重水浓度的 下不足：1)不能及时发现系统泄漏引进的浓度 测量包括质谱法、气相色谱法、红外分析法和密 变化；2)取样分析过程中，重水中氚水、氚气具 度法口。5]，其中质谱法可分析氧同位素为比重法 有放射性；3)增加了高放射性重水样品处理难 作校正[6]，准确度为±o．02％D[7]，也可用质谱 度。因此，研究重水浓度在线监测方法，可有效 计直接测定，实际上是测定与水样呈同位素交 克服以上问题。 换平衡的氘气的HD／D。比值[8]。刘琦等[93曾 本工作针对重水浓度高、水质良好、压力恒 在1台MN一1301型通用质谱计上，用单接收法 定及温度波动小的特点，研究基于密度法的重 获得测量准确度为±O．02％D。Babeliowsky 水浓度在线测量方法，通过在线测量重水密度 等[1叩采用质谱法成功地达到测量准确度为 来确定重水浓度。 收稿日期：2012一05—30；修回日期：2012—08一15 作者简介：周珊(1982)，女，湖南衡阳人，助理研究员，分析化学专业 万方数据 增刊 增刊 周 珊等：基于密度法的重水浓度在线监测技术研究 127 1 理论分析 量1个数据，记录测量结果。 密度法是利用D：0与H。O的密度差异进 每个样品测量结束后，注入乙醇清洗U型 行测量。高浓度重水中T、170含量极低，忽略 管，再用空气吹干U型管，之后测量下1个样 T、”O在重水浓度分析中的影响。重水浓度c 品。所有样品按重水浓度从高到底依次测量。 以％D计算，计算公式如下： 2．3实验结果及分析 1)重水浓度与温度和密度的关系 c一—』!里一×100％ (1) 咒D十”H 实验选择温度为5～45℃，重水密度随温 式中，咒。、咒H分别为D、H物质的量。 度的变