低压条件下气态UF6纯度的红外光谱分析方法

刘 巍,王春岩

(核工业理化工程研究院 粒子输运与富集技术重点实验室,天津 300180)

UF6在常温下的饱和蒸气压约为10 kPa,UF6气体的制备、纯化和贮存过程均在真空条件下进行。上述工艺操作过程中均会因为气路系统无法达到绝对密封,从而渗入空气造成产品纯度下降,因此需要对混入杂质气体的UF6进行净化处理。由于目前净化技术的局限性,不能保证UF6混合气体中的产品和杂质被完全分离,需要对尾料中的UF6纯度进行监测,以确定净化操作是否满足技术要求。由于UF6气体具有放射性和毒性,因此要求该气体的纯度分析过程中所使用的气路系统必须具有较高的耐腐蚀性、耐辐照性,以免造成UF6扩散进入大气污染环境、污染操作空间环境、危害操作人员健康,同时也要避免空气渗入待测样品导致样品变性,造成纯度分析不准确。目前常用的气体混合物定量分析方法为红外光谱法、气相色谱法、电化学检测法等[1-7]。其中电化学方法需要使用液体电解质,分析过程复杂,无法用于在线分析。气相色谱法因其存分析过程所需时间过长、色谱柱不耐腐蚀等问题,不适用于气态UF6混合样品的快速定量分析。红外光谱技术可以进行快速在线分析和非破坏性分析,尤其是待测气体样品在中红外波段内(即4 000 cm-1～400 cm-1)有显著的吸收效应,因此是多组分混合气体定量分析中最具优势的方法[8-10]。常规的红外光谱分析系统主要用于气体成分的定性分析,用于气体纯度定量分析时必须提前使用已知纯度的标准样品对其进行图谱分析和计算公式拟合。……