способ определения концентрации йодосодержащих веществ, образующихся при переработке отработанного ядерного топлива, и устройство для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ определения концентраций иодосодержащих веществ, образующихся при переработке отработанного ядерного топлива, заключающийся в измерении поглощения излучения на трех длинах волн, отличающийся тем, что анализируемый раствор прокачивают через аэрозольный фильтр очистки от нерастворенных частиц, задерживающий частицы до размера , направляют его в измерительную ячейку, облучаемую излучением на трех длинах волн ₁, ₂, ₃, при этом ₁ поддерживают в диапазоне длин волн 390 - 410 нм, ₂ 440 - 450 нм, ₃ 500 - 700 нм, рассчитывают два коэффициента _i() (i = 1, 2), являющиеся отношениями интенсивностей рассеянного излучения на длинах волн ₁ и ₂ к интенсивности рассеянного излучения на длине волны ₃ при размере рассеивающих частиц , измеряют интенсивности излучения J^*₀₁, J^*₀₂, J^*₀₃ перед вводом в измерительную ячейку на соответствующих длинах волн ₁, ₂, ₃ при прокачке через нее чистого водного раствора азотной кислоты, одновременно измеряют интенсивности излучения J^*₁, J^*₂, J^*₃, прошедшего через измерительную ячейку, затем проводят процесс растворения отработанного ядерного топлива и измеряют интенсивности излучения J₀₁, J₀₂, J₀₃ перед вводом его в измерительную ячейку и интенсивности излучения J₁, J₂, J₃, прошедшего через измерительную ячейку с уже растворенным отработанным ядерным топливом на указанных выше трех длинах волн, рассчитывают концентрации I₂ и IO^-₃ по следующим формулам:

где [I₂] и [IO^-₃] - концентрации I₂ и IO^-₃ соответственно;

L - длина измерительной ячейки;

_i, _i(i = 1, 2) - сечения поглощения I₂ и IO^-₃ соответственно на двух указанных выше длинах волн ₁ и ₂;

J₀₁, J₀₂ - значения интенсивностей на двух указанных выше длинах волн ₁ и ₂, измеренные на входе измерительной ячейки,

J₁, J₂, - значения интенсивностей на двух указанных выше длинах волн ₁ и ₂, измеренные на выходе измерительной ячейки в процессе растворения ОЯТ;

k_i(i = 1, 2) - коэффициент, равный отношению интенсивностей J^*_i/J^*_oi, где J^*_i - интенсивность излучения на соответствующих длинах волн, прошедшего через измерительную ячейку, а J^*_oi - интенсивность излучения перед вводом его в измерительную ячейку при прокачке чистого водного раствора азотной кислоты;

J^расс_i (i = 1, 2) - интенсивности рассеяния излучения с длинами волн ₁ и ₂, определяемые по формуле

где J^расс₃ - интенсивность рассеяния излучения с длинной волны ₃, равная разнице между значениями J^*₀₃ и J₀₃;

_i() (i = 1, 2) - отношение интенсивностей рассеянного излучения на длинах волн ₁ и ₂ к интенсивности рассеянного излучения на длине волны ₃ при размере рассеивающих частиц .

2. Устройство для определения концентраций иодосодержащих веществ, состоящее из источника света, излучающего циклично во времени или одновременно на трех длинах волн ₁, ₂, ₃, измерительной ячейки, модулятора излучения, установленного после источника света, синхронного детектора, двух измерителей интенсивности, связанных с синхронным детектором, измерителей температуры и скорости прокачки потока, вычислительного комплекса, связанного с синхронным детектором, измерителями температуры и скорости прокачки потока и первым измерителем интенсивности, частично отражающего зеркала, четырех диафрагм и двух линз, отличающееся тем, что источник света выбран таким, что ₁ находится в диапазоне длине волн 390 - 410 нм, ₂ 440 - 450 нм, ₃ 500 - 700 нм, при этом в месте ввода жидкого раствора в измерительную ячейку установлен аэрозольный фильтр очистки от нерастворенных частиц для задержки частиц до размера , измерительная ячейка окружена цилиндрическим светонепроницаемым экраном, на пути светового пучка после модулятора излучения установлены последовательно первая диафрагма, частично отражающее зеркало и первый измеритель интенсивности, на пути светового пучка, отраженного от частично отражающего зеркала, установлены последовательно первая линза, вторая диафрагма, измерительная ячейка, третья диафрагма, вторая линза, четвертая диафрагма и второй измеритель интенсивности, при этом вторая диафрагма установлена непосредственно перед измерительной ячейкой, а третья непосредственно за ней, фокальные плоскости первой и второй линз совпадают и расположены посередине измерительной ячейки, а второй измеритель интенсивности установлен в фокальной плоскости второй линзы, при этом все указанные диафрагмы имеют диаметр, равный диаметру светового пучка в данном месте.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что в него дополнительно введены третья и четвертая линзы, пятая диафрагма и спектрограф, а в качестве источника света выбрана галогенная лампа, третья линза установлена на пути светового пучка между частично отражающим зеркалом и первым измерителем интенсивности таким образом, что первый измеритель интенсивности расположен в фокальной плоскости данной линзы, спектрограф установлен непосредственно за четвертой диафрагмой, а за спектрографом последовательно установлены пятая диафрагма, четвертая линза и второй измеритель интенсивности, при этом второй измеритель интенсивности находится в фокальной плоскости четвертой линзы, кроме того, управляющий селекцией вход спектрографа связан с вычислительным комплексом.

4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что источник света представляет собой три непрерывных лазера с длинами волн ₁, ₂, ₃ соответственно, а в устройство дополнительно введены первый, второй и третий узкополосные интерференционные светофильтры с максимумом пропускания на длинах волн ₁, ₂ и ₃ соответственно, пятая и шестая диафрагмы, второе и третье частично отражающие зеркала, третий, четвертый, пятый и шестой измерители интенсивности, связанные с синхронным детектором таким образом, что на пути световых пучков от первого, второго и третьего лазеров после модулятора излучения последовательно установлены соответственно первая, пятая и шестая диафрагмы с диаметрами, равными диаметру световых пучков от первого, второго и третьего лазеров в данном месте, первое, второе и третье частично отражающие зеркала, первый, третий и пятый измерители интенсивности, связанные с вычислительным комплексом, а на пути отражения световых пучков от указанных выше частично отражающих зеркал установлены последовательно первая линза, вторая диафрагма, измерительная ячейка, третья диафрагма, вторая линза, четвертая диафрагма и, соответственно, второй, четвертый и шестой измерители интенсивности, установленные в фокальной плоскости второй линзы, при этом вторая, третья и четвертая диафрагма изготовлены с тремя отверстиями с диаметрами, равными диаметру световых пучков от первого, второго и третьего лазеров в данном месте.

Описание изобретения к патенту

Текст описания в факсимильном виде (см. графическую часть).