ASTM C1883-19
Стандартная практика отбора проб газообразного обогащенного гексафторида урана
- Стандартный №
- ASTM C1883-19
- Дата публикации
- 2019
- Разместил
- American Society for Testing and Materials (ASTM)
- Последняя версия
- ASTM C1883-19
- сфера применения
-
Обзор стандарта и техническая информация
ASTM C1883-19 определяет метод отбора проб обогащенного гексафторида урана (UF6) во время и после паровой фазы для определения соответствия спецификации C996. Этот стандарт в первую очередь применяется к процессу заполнения транспортных контейнеров UF6 (цилиндров 30B или вертикальных сосудов объемом 1 м³) на центробежных обогатительных установках, где исходный UF6 соответствует спецификации C787.
Область применения и ограничения
Сценарии применения Применимость Альтернативные стандарты Особые условия Процессы переноса газа Полностью применимо - Требуется стабильность процесса Процессы переноса жидкости Не применимо Методика C1052 Требуется отбор проб жидкости Сценарии восстановления остатка Ограниченная применимость Требуется соглашение покупателя и продавца Требуются специальные процедуры обеспечения качества
Система методов отбора проб
Настоящий стандарт устанавливает полную систему методов отбора проб, основанную на трех различных этапах характеризации UF6:
1. Непрерывная онлайн масс-спектрометрия (МС)
Изотопные измерения проводятся в газовом потоке, поступающем на конденсацию, с помощью масс-спектрометрии, с ежечасным контролем концентраций U235. Два четырехколлекторных «газовых» масс-спектрометра работают одновременно для обеспечения надежности измерений.
2. Последовательный отбор проб для подготовки составных образцов
В процессе наполнения выполняется последовательный отбор проб. Репрезентативные пробы отбираются из измерительного сосуда V1 (V2) методом частичной конденсации UF6. Конденсация выполняется после каждого изотопного измерения.
3. Отбор проб газовой фазы после наполнения контейнера
Используемый для определения летучих примесей, пробы, отобранные из газовой фазы контейнера, анализируются методом ИК-спектроскопии для определения содержания HF и косвенного расчета концентрации UF6.
Технические параметры и расчетные формулы
Расчет концентрации изотопов
Средневзвешенное значение рассчитывается по формуле:
Cwa = Σ(Pi·Ti·Ci) / Σ(Pi·Ti)
Где Pi — давление, поддерживаемое перед соплом расходомера, а Ti — соответствующее время.
Расчет концентрации UF6
Косвенный расчет через содержание HF:
CUF6 = 100 - 1,3×10-9·PUF6·CHF, моль,%
Расчет содержания примесей
Тип примеси Формула расчета Единица Бор (B) CБор = 8×10-6·Pконт·CBF3 мкг/г > % моль Кремний (Si) CКремний = 2×10-5·CSiF4·Pконт мкг/г U Органические соединения (OC) COC, моль,% = 2×10-8·COCGP·Pконт % mol
Требования безопасности и характеристики оборудования
Совместимость материалов
Компоненты, которые вступают в прямой контакт с UF6, должны быть изготовлены из никеля, сплавов с высоким содержанием никеля или материалов с эквивалентной коррозионной стойкостью для UF6. Внутренние поверхности обычно требуют обработки подходящим фторирующим агентом.
Подготовка оборудования
Бутылки для отбора проб необходимо очищать в соответствии с Методикой C1838, гарантируя, что бутылки чистые, сухие и пустые перед заполнением, чтобы предотвратить значительное влияние остатков на качество UF6.
Предотвращение перекрестного загрязнения
Перекрестное загрязнение может произойти, когда то же оборудование используется для сбора последующих проб, поэтому необходимо принять соответствующие меры предосторожности. Рекомендуется промыть оборудование аликвотой отбираемого материала перед сбором окончательных образцов.
Рекомендации по внедрению и контроль качества
Валидация метода
Рекомендуется валидировать метод отбора проб паров путем сравнения отбора проб паров из нескольких баллонов с отбором проб жидкости после наполнения. Должны быть установлены статистически значимая основа отбора проб и требования, а их целесообразность должна быть продемонстрирована с помощью процедур обеспечения качества.
Обращение в особых случаях
Для подтверждения может потребоваться отбор проб жидкости, когда летучие примеси приближаются к пределам спецификации (например, 80%) или концентрации HF приближаются к 0,5% или менее. Стандарт не распространяется на цилиндры, заполняемые в условиях каскадного перехода.
Требования к анализу данных
Все расчетные значения следует округлять до четырех значащих цифр, а при использовании ИК-спектроскопии оборудование следует калибровать с использованием сертифицированной смеси чистого UF6 и примесного соединения.
Эволюция стандартов и разработка технологий
ASTM C1883-19 представляет собой значительный прогресс в технологии отбора проб ядерных материалов, особенно с точки зрения повышения безопасности, позволяющего избежать работы с большими количествами жидкого UF6. Стандарт отражает тенденцию к применению современных аналитических методов в контроле качества ядерного топливного цикла, в частности комплексного использования онлайн масс-спектрометрии и ИК-спектроскопии.
По сравнению с традиционными методами отбора проб жидкости, отбор проб газовой фазы обеспечивает большую безопасность и удобство эксплуатации, но требует достаточной стабильности процесса (относительное стандартное отклонение колебаний концентрации 235U составляет 0,2% отн.). Это требование обеспечивает репрезентативность отбора проб газовой фазы и снижает эксплуатационные риски.
В приложении к стандарту приведены подробные примеры расчетов и сравнительные данные, которые служат важным справочным материалом для практического применения. Эти примеры не только демонстрируют точность метода, но и служат практическим руководством для действий в особых ситуациях.
ASTM C1883-19 Ссылочный документ
- ASTM C1052 Стандартная практика отбора проб жидкого гексафторида урана
- ASTM C1441 Стандартный метод испытаний для анализа хладагента 114, а также других углеродсодержащих и фторсодержащих соединений в гексафториде урана с помощью инфракрасной спектроскопии с преобразованием Фурье (FTIR)
- ASTM C1838 Стандартная практика очистки бутылочек 1S и 2S*， 2021-10-01 Обновление
- ASTM C1842 Стандартный метод тестирования для анализа бора и силика в уране шестифториде с использованиемFourier-transform инфракрасного спектроскопии (FTIR)*， 2024-12-01 Обновление
- ASTM C761 Стандартные методы химического, масс-спектрометрического, спектрохимического, ядерного и радиохимического анализа гексафторида урана
- ASTM C787 Стандартные спецификации на гексафторид урана для обогащения
- ASTM C859 Стандартная терминология, касающаяся ядерных материалов
- ASTM C996 Стандартные технические условия на гексафторид урана, обогащенный до уровня 235U1 менее 5%
ASTM C1883-19 История
- 2019 ASTM C1883-19 Стандартная практика отбора проб газообразного обогащенного гексафторида урана
