一種在線測定壓水堆一回路冷卻劑中鋅含量的方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于反應堆工程水化學技術領域，具體涉及一種在線測定壓水堆一回路冷卻劑中鋅含量的方法。
【背景技術】
[0002]腐蝕是威脅核反應堆安全和壽命的最大隱患之一。核反應堆一回路構件材料的腐蝕一方面威脅反應堆的安全性，另一方面腐蝕產物的活化和沉積也會造成停堆輻射劑量過高。為緩解壓水堆結構材料的應力腐蝕及降低大修時操作人員所受輻射劑量，國際上通常采用向一回路冷卻劑中加鋅的水化學技術。這主要是由于鋅能置換出一回路設備材料氧化膜內某些離子，降低輻射劑量率，使得一回路設備材料的氧化膜結構更加致密，耐腐蝕性能增強。
[0003]為使加鋅達到最佳預期目標，快速而準確地測定冷卻劑中的鋅含量是要解決的首要問題。國內外報道的測試水樣中鋅含量技術有溶出伏安法、分光光度法、原子吸收法等，其中原子吸收法因其靈敏度高而倍受歡迎，國外已采用加鋅的電站中大多也采用這種方法來滿足核電站中不同部位鋅濃度的監測需要。但是該方法需要預先取樣然后對鋅含量進行離線測量，使得操作人員頻繁暴露于輻射場內，所受輻射劑量較大。另一方面，離線測量鋅濃度不能實時掌握其在一回路冷卻劑內的變化，不能滿足及時調節和控制冷卻劑中鋅濃度的要求。
【發明內容】
[0004](一)發明目的
[0005]根據現有技術所存在的問題，本發明提供了一種測量準確度高、操作方便且能夠對壓水堆一回路冷卻劑中鋅含量進行在線測定的方法。
[0006]( 二 )技術方案
[0007]為了解決現有技術所存在的問題，本發明是通過以下技術方案實現的:
[0008]一種在線測定壓水堆一回路冷卻劑中鋅含量的方法，該方法是利用分光光度法對鋅含量進行測量，所用分光光度測量系統包括分光光度計、蠕動泵和導流管，該方法的步驟包括:
[0009](I)配置鋅標準溶液
[0010]配置鋅鹽、硼酸、氫氧化鋰的混合標準溶液作為鋅標準溶液，其中鋅鹽為一系列不同濃度的醋酸鋅、硝酸鋅、硫酸鋅或氯化鋅，硼酸濃度為400?2400mg/L，氫氧化鋰濃度為0.5 ?3.5mg/L ；
[0011](2)利用分光光度法測量鋅濃度
[0012]i )測量鋅標準溶液的吸光度
[0013]①采用分光光度法對鋅標準溶液的吸光光度進行測量，吸光光度值為A1;
[0014]②在鋅標準溶液中按照先后順序加入顯色劑亞甲基藍、緩沖劑硫酸及顯色劑亞鐵氰化鉀，然后對其吸光光度進行測量，吸光光度值為A2;
[0015]③利用Ii2與A ^勺差值計算得到吸光度Δ A，做出Δ A與鋅標準溶液中鋅濃度的標準工作曲線；
[0016]? )在線測量一回路冷卻劑中的鋅的吸光度
[0017]①從一回路冷卻劑的取樣點引出導流管，使冷卻劑進入儲液槽；利用管線連接儲液槽和分光光度測量系統的蠕動泵，使冷卻劑在蠕動泵的作用下進入分光光度計的吸收池進行吸光度測量，吸光光度值為A3;
[0018]②向吸收池內按照先后順序加入顯色劑亞甲基藍、緩沖劑硫酸及顯色劑亞鐵氰化鉀，然后對其吸光光度進行測量，吸光光度值為A4;
[0019]③計算?與A3的差值，并將該差值代入到步驟i )得到的標準工作曲線，得到一回路冷卻劑中鋅的濃度值；
[0020]所述分光光度法所用的分光光度計的光源為LED冷光源，所用波長為620nm，所用檢測器為大面積后端雙光束檢測器；所述亞甲基藍的濃度為0.05?0.lmmol/L，硫酸的濃度為I?2mol/L，亞鐵氰化鉀的濃度為0.005?0.02mol/L。
[0021]優選地，所述利用分光光度法測量鋅標準溶液吸光度之前先用高純水清洗分光光度計的測量系統。
[0022]優選地，亞甲基藍的濃度為0.05mmol/L，硫酸的濃度為1.5mol/L，亞鐵氰化鉀的濃度為 0.01mol/Lo
[0023]優選地，所述鋅鹽為濃度為I?100 μ g/L的醋酸鋅。
[0024]優選地，所述導流管的材質為不銹鋼。
[0025](三)有益效果
[0026]本發明是利用分光光度法對加入顯色劑和緩沖劑前后冷卻劑的吸光度進行測量并得到其差值和鋅濃度的工作曲線，進而得到冷卻劑中鋅含量。該法能夠實現對壓水堆一回路冷卻劑中的鋅進行在線測量且測量準確度高，具體如下:
[0027](I)實現了在線測量。本發明所用的分光光度計還包括蠕動泵和導流管，使冷卻劑在蠕動泵的作用下從一回路冷卻劑的取樣點進入分光光度計的吸收池進行吸光度測量，改變了傳統的離線測量方法，實現了對鋅含量的在線測量，減少了操作人員所受的輻射劑量。
[0028](2)測量準確度高。
[0029]i )由于冷卻劑中需要加入硼酸和氫氧化鋰分別用來吸收中子和調節pH值。本發明所用標準溶液為鋅鹽、硼酸、氫氧化鋰的混合標準溶液，盡量接近壓水堆一回路冷卻劑的組成，提高了測量的準確度。
[0030]? )顯色劑按照亞甲基藍、亞鐵氰化鉀的加入順序使顯色劑的顯色效果更好，改變此順序將影響顯色效果和測定結果。因為冷卻劑中鋅含量小，為微克每升級，顯色效果不好將影響分光光度計測量的準確度和檢測下限。
[0031]iii)混合標準溶液選擇醋酸鋅具有不引入雜質及不影響冷卻劑水質的優點。因為在一回路高溫高壓環境中，醋酸根易分解成二氧化碳氣體和水，不會向冷卻劑引入新雜質，而其它鋅鹽的陰離子在高溫高壓的冷卻劑環境中穩定性較高，影響冷卻劑水質。
[0032]iv )緩沖劑為硫酸而非傳統的共軛酸、強酸弱堿鹽或強減弱酸鹽，其作用除了為測量系統提供酸性環境外，還能避免其他離子的干擾，增強測試結果的靈敏度。
【附圖說明】
[0033]圖1是吸光光度差值Δ A與鋅濃度的標準工作曲線圖。
【具體實施方式】
[0034]下面將結合具體實施例和說明書附圖對本發明作進一步闡述。
[0035]實施例1
[0036]一種在線測定壓水堆一回路冷卻劑中鋅含量的方法，該方法是利用分光光度法對鋅含量進行測量，所用分光光度測量系統包括分光光