放射性同位素提取及制源工艺PDF电子书下载

第1章 概论 1

1.1 放射性同位素的来源 1

1.2 核燃料后处理简介 2

1.2.1 核燃料后处理在核工业发展中的重要性及地位 2

1.2.2 普雷克斯流程简述 2

1.2.3 放射性同位素提取与高放废液处理的关系 3

1.3 核燃料后处理中放射性同位素的特性 4

1.4 裂变产物和超铀同位素的用途 6

1.5 核燃料后处理中放射性同位素提取的基本情况 7

参考文献 8

第2章 溶剂萃取工艺 9

2.1 溶剂萃取的基本原理 9

2.1.1 溶剂萃取基本概念 9

2.1.2 分配定律与萃取平衡 10

2.1.3 溶剂萃取体系分类 14

2.2 萃取剂与稀释剂 18

2.2.1 萃取剂 18

2.2.2 稀释剂 24

2.3 溶剂萃取的工艺过程 25

2.3.1 溶剂萃取体系的组成及一般流程 25

2.3.2 萃取操作方式 26

2.4 萃取动力学 30

2.4.1 溶剂萃取的界面传质速率 30

2.4.2 溶剂萃取的化学反应速率 31

2.4.3 溶剂萃取体系的相分离速率和乳化 32

2.5 萃取设备 33

2.5.1 混合澄清槽 34

2.5.2 脉冲萃取柱 47

2.5.3 离心萃取器 55

参考文献 60

第3章 离子交换工艺 61

3.1 离子交换剂 62

3.1.1 天然无机离子交换剂 62

3.1.2 合成无机离子交换剂 63

3.1.3 天然有机离子交换剂 64

3.1.4 合成有机离子交换剂 65

3.1.5 无机离子交换剂和有机离子交换剂比较 65

3.2 离子交换树脂 66

3.2.1 离子交换树脂分类 66

3.2.2 离子交换树脂性能 67

3.3 离子交换平衡 71

3.3.1 离子交换选择性 72

3.3.2 分配比与分离系数 74

3.3.3 络合剂对分离系数的影响 75

3.4 离子交换动力学 76

3.4.1 离子交换速度 76

3.4.2 影响离子交换速度的主要因素 77

3.5 离子交换分离技术 78

3.5.1 树脂的选择 79

3.5.2 树脂的预处理 80

3.5.3 交换柱的选择、装柱和转型 80

3.5.4 离子交换分离操作 81

3.5.5 离子交换设备 89

3.6 高压离子交换法 90

3.6.1 高压离子交换法的特点 90

3.6.2 高压离子交换排代分离装置 91

参考文献 94

第4章 237Np的回收及应用 95

4.1 237Np的性质 95

4.2 镎的萃取化学 96

4.2.1 镎的水溶液化学 97

4.2.2 镎的TBP萃取化学 100

4.2.3 镎的TRPO萃取化学 102

4.2.4 其他萃取剂对镎的萃取性能 104

4.3 回收237Np的途径和工艺流程 104

4.3.1 Purex流程中分离镎 105

4.3.2 从高放废液中提取镎 108

4.3.3 两种提取镎方法的比较 111

4.4 镎的最终纯化与转化 113

4.4.1 阴离子交换法纯化镎 113

4.4.2 阳离子交换法除钍 122

4.4.3 镎的沉淀 123

4.4.4 草酸镎的焙烧 125

4.5 237Np的应用 126

4.5.1 镎靶的照射 127

4.5.2 237Np和238Pu的分离 128

4.5.3 钚的沉淀及转化 129

参考文献 129

第5章 其他超铀同位素的提取及应用 132

5.1 241Am的提取及应用 132

5.1.1 241Am的性质 132

5.1.2 241Am的提取 134

5.1.3 241Am的应用 140

5.2 242Cm、244Cm的提取及应用 141

5.2.1 性质及制备方法 141

5.2.2 提取工艺 143

5.2.3 应用 146

5.3 其他超铀同位素的回收及应用 146

5.3.1 252Cf的性质 146

5.3.2 252Cf的合成和生产 149

5.3.3 化学分离 153

5.3.4 252Cf的应用 158

参考文献 159

第6章 137Cs的提取及应用 162

6.1 137Cs的性质及应用 162

6.2 铯的提取方法 163

6.2.1 沉淀法 163

6.2.2 萃取法 164

6.2.3 离子交换法 164

6.3 磷酸锆提取137Cs的工艺流程 166

6.3.1 吸附条件的选择及吸附过程的影响因素 168

6.3.2 杂质元素的去除 170

6.3.3 铯的洗提 170

6.3.4 ZrP交换剂的再生及循环使用 171

6.4 137Cs的沉淀转型 171

6.4.1 甲醛脱硝 171

6.4.2 从硝酸体系中结晶四草酸铯 173

6.4.3 四草酸铯焙烧转化成碳酸铯 175

6.4.4 氯化铯的制备 175

参考文献 176

第7章 90Sr的提取及应用 177

7.1 90Sr的性质及应用 177

7.2 锶和稀土元素提取、分离的基本原理 178

7.2.1 D2EHPA的结构和物理性质 178

7.2.2 D2EHPA的萃取性能 179

7.2.3 D2EHPA共萃取锶和稀土元素的基本原理 180

7.2.4 D2EHPA分离锶和稀土元素的工艺流程 180

7.2.5 萃取设备和主要控制参数 181

7.3 锶和稀土元素提取、分离的工艺过程 183

7.3.1 料液的调制 183

7.3.2 1A共萃取槽 185

7.3.3 1B锶反萃槽 189

7.3.4 1C稀土反萃槽 191

7.3.5 溶剂再生 191

7.4 90Sr的纯化 191

7.4.1 EDTA的络合性能 192

7.4.2 90Sr纯化的基本原理 192

7.4.3 90Sr纯化的工艺流程 194

7.5 钛酸锶的制备 202

7.5.1 纯度要求 203

7.5.2 钛酸锶的制备过程 203

参考文献 206

第8章 147Pm的提取及应用 207

8.1 147Pm的性质及应用 207

8.2 147Pm的提取纯化原理 209

8.2.1 络合剂的选择 211

8.2.2 排代剂的组成 211

8.2.3 阻滞离子（又称延缓离子） 212

8.2.4 过程原理 213

8.3 147Pm的提取纯化工艺 214

8.3.1 147Pm提取纯化工艺流程 214

8.3.2 影响钷纯化过程的主要因素 217

8.4 氧化钷的制备与性质 219

8.4.1 氧化钷的制备 219

8.4.2 氧化钷的性质 222

参考文献 223

第9章 99Tc的提取及应用 224

9.1 99Tc的性质及应用 224

9.2 99Tc的提取方法 225

9.2.1 萃取法 225

9.2.2 离子交换法 226

9.3 阴离子交换法提取99Tc 226

9.3.1 影响99Tc分配系数的因素 226

9.3.2 99Tc的洗提 228

9.3.3 99Tc提取的工艺流程 228

9.4 99Tc的纯化 229

9.5 硫化锝的制备工艺 230

参考文献 230

第10章 85Kr的回收及应用 231

10.1 85Kr的性质 231

10.2 乏燃料溶解尾气中85Kr的回收方法 232

10.2.1 活性炭吸附法 232

10.2.2 低温精馏法 234

10.2.3 溶剂吸收法 236

10.2.4 选择性渗透膜法 238

10.3 回收85Kr的工艺流程 239

10.3.1 原料气的预处理 240

10.3.2 炭床吸附 242

10.3.3 炭床的解吸 244

10.3.4 氪的精制 245

10.4 85Kr的应用 245

10.4.1 核子灯 245

10.4.2 85Kr探漏 246

10.4.3 测量计 246

参考文献 247

第11章 放射性同位素源的制备工艺 248

11.1 放射源的设计和制备 249

11.1.1 放射性同位素 250

11.1.2 源芯设计和制备 250

11.1.3 包壳设计和密封 253

11.1.4 包装容器设计 256

11.1.5 质量控制 256

11.2 γ放射源制备工艺 257

11.2.1 氯化铯法 258

11.2.2 铯玻璃法 259

11.2.3 陶瓷法 260

11.2.4 其他不同源芯形式的137Cs放射源 263

11.3 β放射源制备工艺 264

11.3.1 陶瓷法 265

11.3.2 粉末冶金法 266

11.4 α放射源制备工艺 268

11.4.1 粉末冶金法 270

11.4.2 电镀法 270

11.5 中子放射源制备工艺 272

11.6 低能光子放射源制备工艺 275

11.6.1 238Pu低能光子源的制备 277

11.6.2 241Am低能光子源的制备 279

参考文献 282

附录Ⅰ 常用核素衰变纲图 283

附录Ⅱ 密封放射源的泄漏检验方法（GB 15849—1995） 322

附录Ⅲ 密封放射源 一般要求和分级（GB 4075—2009） 333