Published December 15, 1994 | Version v1
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Modeling of the aqueous phase uranium analysis method of the nuclear fuel reprocessing process by Time Resolution Laser Spectro-fluorimetry

Description

This document presents the development of a chemical analysis technique allowing the measurement of low concentrations of uranium VI in the nuclear fuel reprocessing process, using a time-resolved laser spectro-fluorimetry device. Although such a technique leads to quite exceptional measurement sensitivities (∼10-8 M), the physical process involved is particularly affected by the nitric medium, the concentration of which plays an essential role on the optical density of solutions and on the complexation of the uranyl ion. A method is proposed for correcting the effects of prefilters for optical densities extending from 0 to 4 at the emission wavelength of the laser source. Analytically, this correction increases the uncertainty on the measurement by 5 pc. The concentration of nitrate ions results in a deformation of the fluorescence spectrum and an increase in its intensity. The first effect has led to model the spectroscopy of uranyl species, and by extension, to determine with great precision the concentration of free nitrate ions in solution. Analytically this value allows to correct for variations in fluorescence yield to within 5 pc in the nitric concentration range extending from 0 to 5 M. Applied to real solutions of the reprocessing process, the technique turns out to be very competitive compared to the usual technique of liquid chromatography. It is particularly attractive in the case of analysis of traces of uranium in a medium heavily loaded with plutonium (ratio 1/50000). (author)

Abstract (French)

Le travail que nous presentons tout au long de ce document a pour objectif de developper une technique d'analyse chimique permettant la mesure de faibles concentrations en uranium VI dans le procede de retraitement du combustible nucleaire. Un appareil de Spectro-fluorimetrie Laser resolue dans le Temps est utilise a cet effet. Bien qu'une telle technique conduise a des sensibilites de mesure tout a fait exceptionnelles (∼10-8 M), le processus physique mis en jeu est particulierement altere par le milieu nitrique dont la concentration joue un role essentiel sur la densite optique des solutions et sur la complexation de l'ion de l'uranyle. Nos etudes ont permis de proposer une methode de correction des effets de prefiltres pour des densites optiques s'etendant de 0 a 4 a la longueur d'onde d'emission de la source laser. Analytiquement, cette correction augmente l'incertitude sur la mesure de 5 pc. La concentration en ions de nitrate se traduit par une deformation du spectre de fluorescence et par une augmentation de son intensite. Le premier effet nous a conduit a modeliser la spectroscopie des especes de l'uranyle, et par extension, nous permet de determiner avec une grande precision la concentration en ions de nitrates libres en solution. Analytiquement cette valeur nous permet de corriger les variations du rendement de fluorescence a 5 pc pres dans la gamme des concentrations nitriques s'etendant de 0 a 5 M. Appliquee aux solutions reelles du procede de retraitement, la technique s'avere etre tres competitive comparee a la technique usuelle de Chromatographie en Phase Liquide. Elle est particulierement attrayante dans le cas d'analyse de traces d'uranium en milieu fortement charge en plutonium (rapport 1/50000). (auteur)

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Original title (French)
Modelisation de la methode d'analyse de l'uranium dans la phase aqueuse du procede de retraitement du combustible nucleaire par Spectrofluorimetrie Laser a Resolution Temporelle

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Imprint Pagination
215 p.
Report number
FRCEA-TH--12344

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Notes
69 refs.; Available from the INIS Liaison Officer for France, see the INIS website for current contact and E-mail addresses