Способ разделения нептуния (1у) и плутония (1у)

 

СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ НЁПТУНИЯ (IV) И ПЛУТОНИЯ ((), включающий . их сорбцию из азотнокисл1дх растворов на анионите в виде гексанитратных комплексов, последуюгчую промывку анаонит.а солянойкислотой для перевода гексанитратных комгшексдв в гексахлоридные, восстановительную десорбцию плутония солянокислыми растворами, а нептуния (N) - разбавленной соляной кислотой,: от л Ичающийся тем, что, с цепью упрощения способа, восстановительную десорбцию плутония ведут солянокислыми растворами/ содержаихими гидрохинон,. . 2. Способ по п. 1, о тли ч аю щ и и с я тем, что десорбцию ведут растворами, содержащими IT г/л гидрохинона при 40-70 с.

„„SU„„997309 . А

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3цр В 01,т 41/04ф С 01 0 56/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТШИЙ И 0THRyfTHA (=

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ) -:::, :"::, Q K) .; »4МЬ0,"Ф .1 »»цдка,»

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3240597/23-26 (22) 02.02.81 (46) 30.09.83. Бюл. М 36 (72) И.Г.Тананаев, В.И.Дзюбенко .и Н.Н.Крот (71) Институт физической химии AH

СССР (53) 661 ° 183.12(088.8) (56) 1. I.Inorg. Nucl. Chem, 1970, 32, р. 3259.

2. F.Nålâoïý et.al» I,Chromatogr>

1964, 14, Р 2, р. 256 (прототип). .(54)(57) СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ НВПТУНИЯ (IV) И ПЛУТОНИЯ (ф), вКлючающий их сорбцию из азотнокислых растворов на анионите в виде гексанитратных комплексов, . последующую промывку .анаонита соляной кислотой для перевода гексанитратных комплексбв в гексахлоридные, восстановительную десорбцию плутония солянокислыья растворами, а нептуния (N) - разбавленной соляной кислотой, о т л и-: ч а ю шийся тем, что, с целью:: упрощения способа, восстановительную десорбцию плутония ведут солянокислыми растворами содержащими гидрохинон

2. Способ по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что десорбцию ведут растворами, содержащими 1у 4 г/л гидрохинона при 40-70oC."

-» Ф

997309.Изобретение относится к способу разделения нептуния (CV), и плутония (1V) и может быть использовано в области химии трансурановых элементов при разделении нептуния и плутония иэ азотнокислых растворов, содержащих эти элементы, а также при проведении глубокой очисткИ нептуния от плутония.

B современном радиохимическом производстве а также в лабораторной и аналитической практике при разделении нептуния и плутония широко используются методы ионного об- мена, и в частности методы разделе.ния на анионнообменных смолах. Известен анионообменный способ разделения нептуния (CV) и плутония (CY) путем восстановления плутония (Ж) в азотнокислом растворе до плутония (t ai ) и пропускания раствора с кислотностью 7-7,5 моль/л.через сильноос новной анионит типа Дауэкс-Х. Г1 ).

При этом, основная часть плутония (В) переходит в фильтрат, за счет чего и происходит разделение нептуния и плутония.

Недостатком данного способа является то, что за один цикл не удается получить необходимую очистку концентрата нептуния от плутония, поэтому для получения концентрата, содержащего 10.вес.Ъ плутония, де сорбат первого цикла вновь .подвергают анионообменной очистке, Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ разделения нептуния (ф) и плутония (ф), включающий их сорбцию из азотнокислых растворов на анионите в в виде гексанитратных комплексов, последующую промывку анионита соляной кислотой для перевода гексанитратных комплексов в гексахлоридные, восстановительную десорбцию плутония солянокислыми растворами, а нептуния (Й) разбавленной кислотой (2 ).

Данный способ основан на проведении восстановительной десорбции плутония анионитов путем их промывки растворами соляной кислоты, со. держащей 0,05 М йодистоводороднбй кислоты, В данных условиях плутоний (lv) восстанавливается до .плутония (ITI) и смывается с анионита, а нептуний остается на сорбенте в виде гексанитратного комплекса.

Недостаток данного способа состоит в том, что йодистоводородная кислота не в состоянии количественно восстановить плутоний (CV), находящийся в виде.гексахлоридного комплекса на смоле, в результате чего последний частично попадает в слабокислый (0,1-0,2 М) десорбат нептуния.

Поэтому для получения чистых нептуниевых растворов по данному способу также необходимо проводить как минимум два последовательных цикла очистки, что значительно усложняет процесс очистки, Целью изобретения является упрощение способа разделения нептуния (а) и плутония (ч). Поставленная цель достигается

10 описываемым способом разделения нептуния (IV) и плутония (iV), включающИм их сорбцию из азотнокислых растворов на анионите в виде гексанитратных комплексов, последующую промывку анионита соляной кислотой для перевода гексанитратных комплексов в гексахлоридные, восстановительную десорбцию плутония солянокислыми растворами, содержащими 1-4 r/ë гидро20 хионона при 40-70 С, а затем нептуния (iy) разбавленной соляной кислотой.

Технология способа состоит в следующем. Исходные растворы, содержащие 7-8 моль/л азотной кислоты, пропускают через анионообменную колонку, заполненную анионитом типа ВП-1п или AB-" 7. Для стабилизации плутония и нептуния в четырехвалентном состоянии в исходный раствор добавЗ0 ляют перекись водорода. Сорбцию ведут до начала проскока нептуния (1V) в фильтрат, затем колонку промывают 7-8 М раствором азотной кислоты для удаления примесей радионуклидов, 35 затем 8 М раствором соляной кислоты в количестве 20 колоночных объемов (к.о.) для перевода анионита в Cl форму. После полного вытеснения нитрат-иона проводят восстановительную

4О десорбцию плутония в виде Рu (1Н)

8-10 N солянокислым раствором, содержащим 1-4 г/л гидрохинона при 4070ОC. При этом практически весь плутоний количественно десорбируется

В к.о. данного раствора, после чего оставшийся на анионите йептуний .(ty) смывают 4-5 к.о. 0,1 М раствора соляной кислоты. Приведенные выше концентрация гидрохинона и темпера5О тура являются оптимальными для достижения поставленной цели, — проведе- ния практически полной очистки нептуния от плутония в одном сорбционном цикле.

Предел концентрации гидрохинЬна

1+4 г/л обусловлен тем, что при концентрации его менее 1 r/ë восстановление плутония идет медленно, а повышение концентрации выше 4 г/л

60 не оказывает заметного влияния иа скорость восстановления плутония, но становится заметным частичное осмоление гидрохинона в случае восстановления при высокой температуре.

9 м

».

97309 4 этом "размазывания" фронта нептунйя и плутония ненаблюдается. Промывные воды содержат с 0,3 мг/л нептуния..

После полного вытеснения нитрит-иоНоВ проводят восстановительную де-. сорбцию плутония (в виде Ри (6)) раствором, содержащим гидрохинон в концентрации 1 г/л в 8 М НС1 при

70 С со скоростью 0 02 мл/мин -cM .

Плутоний количественно десорбируют

10 8 к.о. восстановителя, причем концентрация. нептуния в десорбате не превышает 0,3 мг/л. Десорбцию .нептуния .проводят 20 мл 0,1 М НС1. Степень очистки нептуния от плутония f5, в приведенном примере составляет. .. не ленее 5 -10

Н р и м.е р 2. Проводят очистку нептуния (В)от плутония (IV) па . примеру 1, за исключением того,. что :ÿoññòàHoâèòåëüHóþ десорбцию плутония количественно проводят 5 к.а. раствора гидрохинона 4 г/л в 8 N HC1 при 70 С. Степень очистки в данном примере составляет 4,3-10

25 - Пример 3. Проводят очистку нептуния от плутония по примеру. 1, за исключением, того, что восстановительную десорбцию плутония проводят

11 к.о. раствора гидрохинона 2 г/л в 8 M HC1 при 5Î С; Степень очист.ки в данном примере составляет2,5 -10> .

Пример 4. Проводят очистку нептуния от плутония по примеру 1, за исключением того, что восстана35 вительную десорбцию плутония прово- дят 25 к.о. раствором гидрохинона

1 г/л при 40ОC. Степень очистки,нептуния составляет 3 10

Техника-экономические преимущест40 ва описываемого способа разделения нептуния и плутония, rio сравнению .с существующими, обеспечиваются за счет проведения процесса разделения нептуния и плутония в одну стадию

45. и значительного сокращения объемов . растворов,.подлежащих дополнительной очистке и регенерации.

Составитель P.Пензии . Техред Т.фанта Корректор А.Повх

Редактор П.Гарькова

Заказ 8257/7 Тираж 537 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4

Применение раствора гидрохинона в качестве селективного восстанови-— теля для сорбированного в виде гексахлоридного комплекса четырехвалентного плутония позволяет коли.чественно восстановить его до трехвалентного состояния и удалить из смоЛы; при этом становится лишней повторная сорбция нептуния и плутония на смоле. Одновременно c этик отпадает и необходимость в предварительном восстановлении плутония до трехвалентного состояния перед сорбцией из аэотнокислых растворов, поскольку количество плутония, первоначально присутствующее в смеси с нептунием, ни в коей мере не влияет на качество разделения нептуния и п с использованием селек-, тивного восстановления гидрохиноном. Степень очистки нептуния от плутония предложенным методом была достаточно высокой и во всех случаях содержание плутония в конечных препаратах нептуния составляло 10 - 10 вес.В.

Пример 1. Проводят очист-. ку 0,5 r нептуния — 237, содержащего 1 вес.Ъ плутония — 239, на хроматографической колонке с анионитом . марки ВП-ЗАп. Колоночный объем (к.о.) подготовленной колонки составляет

5 мл. Содержание нептуния и плутония в различных фракциях при разделении определяется с точностью до ЗЪ методами о -спектраметрии. Исходный препарат нептуния растворяют в 6 мл крепкой азотной кислоты (8 моль/л )..

К полученному раствору добавляют

0,1 мл 30%-ной перекиси водорода для стабилизации нептуния и плутония в четырехвалентном состоянии и подготовленный таким образом раствор спустя 0,5 ч пропускают через сорбент со скоростью 0,2 мп/мин см".

При этом нептуний и плутоний сорбируется в верхней части колонки в строго; ограниченном слое сорбента.

Колонку промывают 50 м6 8 моль/л азотной кислоты для удаления возможных неактивных примесей в нептунии.

Доля нептуния, обнаружеиная в фильт» рате и промывных водах, составляет менее 0,3 мг/л..Затем колонку промывают 100 мл (20 к.о.f 8 М НС1 для перевода анионита в Cl, — ôîðìó. При

Способ может быть использован в аналитической химии этих элементов, а также при получении особо чистых ., препаратов N -237 для изготовления

Р

:индивидуальных дозиметров нейтрон-.. ного облучения.