RU2253915C2 - Установка для определения водорода в топливных таблетках из двуокиси урана - Google Patents
Установка для определения водорода в топливных таблетках из двуокиси урана Download PDFInfo
- Publication number
- RU2253915C2 RU2253915C2 RU2003119404/06A RU2003119404A RU2253915C2 RU 2253915 C2 RU2253915 C2 RU 2253915C2 RU 2003119404/06 A RU2003119404/06 A RU 2003119404/06A RU 2003119404 A RU2003119404 A RU 2003119404A RU 2253915 C2 RU2253915 C2 RU 2253915C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- hydrogen
- installation
- uranium dioxide
- determination
- acetylene
- Prior art date
Links
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 title claims abstract description 34
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 34
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 30
- 238000009434 installation Methods 0.000 title claims abstract description 12
- OOAWCECZEHPMBX-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);uranium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[U+4] OOAWCECZEHPMBX-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 12
- FCTBKIHDJGHPPO-UHFFFAOYSA-N uranium dioxide Inorganic materials O=[U]=O FCTBKIHDJGHPPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 12
- 239000008188 pellet Substances 0.000 title claims abstract 5
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000005997 Calcium carbide Substances 0.000 claims abstract description 8
- CLZWAWBPWVRRGI-UHFFFAOYSA-N tert-butyl 2-[2-[2-[2-[bis[2-[(2-methylpropan-2-yl)oxy]-2-oxoethyl]amino]-5-bromophenoxy]ethoxy]-4-methyl-n-[2-[(2-methylpropan-2-yl)oxy]-2-oxoethyl]anilino]acetate Chemical compound CC1=CC=C(N(CC(=O)OC(C)(C)C)CC(=O)OC(C)(C)C)C(OCCOC=2C(=CC=C(Br)C=2)N(CC(=O)OC(C)(C)C)CC(=O)OC(C)(C)C)=C1 CLZWAWBPWVRRGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 19
- HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N alpha-acetylene Natural products C#C HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 9
- 125000002534 ethynyl group Chemical group [H]C#C* 0.000 abstract description 9
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 abstract description 3
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 abstract 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N Copper oxide Chemical compound [Cu]=O QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000005751 Copper oxide Substances 0.000 description 2
- GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N Nitrous Oxide Chemical compound [O-][N+]#N GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FEOIEZBSUVRDJZ-UHFFFAOYSA-N chromium;nitric acid Chemical compound [Cr].O[N+]([O-])=O FEOIEZBSUVRDJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000431 copper oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000003869 coulometry Methods 0.000 description 2
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 2
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NPKGQBIUYHHPOT-UHFFFAOYSA-N [Cu+2].[C-]#[C-] Chemical compound [Cu+2].[C-]#[C-] NPKGQBIUYHHPOT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012482 calibration solution Substances 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011097 chromatography purification Methods 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- QSQUFRGBXGXOHF-UHFFFAOYSA-N cobalt(iii) nitrate Chemical compound [Co].O[N+]([O-])=O.O[N+]([O-])=O.O[N+]([O-])=O QSQUFRGBXGXOHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KTPIHRZQGZDLSN-UHFFFAOYSA-N cobalt;nitric acid Chemical compound [Co].O[N+]([O-])=O KTPIHRZQGZDLSN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- KHFKNXAPCVNVCP-UHFFFAOYSA-N copper;ethyne Chemical compound [Cu+2].[C-]#C.[C-]#C KHFKNXAPCVNVCP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- VWWMOACCGFHMEV-UHFFFAOYSA-N dicarbide(2-) Chemical compound [C-]#[C-] VWWMOACCGFHMEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N nitrogen dioxide Inorganic materials O=[N]=O JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001272 nitrous oxide Substances 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005375 photometry Methods 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 1
- 238000013519 translation Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)
Abstract
Изобретение относится к аналитической химии, в частности определению общего водорода в таблетках из двуокиси урана. Технический результат изобретения - упрощение конструкции установки, повышение чувствительности и точности определения содержания водорода в таблетках из двуокиси урана. Установка состоит из электродной печи с загрузочным устройством, дожигателя водорода, обводной трубы, установленной параллельно дожигателю водорода, реакционной трубки с карбидом кальция, поглотительного сосуда с реактивом Илосвая для поглощения ацетилена, блока питания. Дожигатель водорода окисляет водород до воды, которая совместно с водой, выделившейся из таблеток, вступает в реакцию с карбидом кальция, в результате которой образуется эквивалентное количество ацетилена. Ацетилен, проходя через поглотительный сосуд, образует с реактивом Илосвая ацетиленид меди, который придает поглотительному раствору красный цвет. По интенсивности окраски поглотительного раствора устанавливают содержание общего водорода. 1 ил.
Description
Изобретение относится к аналитической химии, в частности определению общего водорода в таблетках из двуокиси урана методом плавления в инертном газе, рекомендованном АSТМ (Стандартные методики химических, масс-спектрометрических и спектральных анализов порошков и таблеток из двуокиси урана ядерного сорта. АК81/А8ТМ С.696-80, ЦНИИАТОМИНФОРМ, Москва, 1982, перевод №129 п.144.2-147, стр.182-185).
По этому способу таблетка из двуокиси урана нагревается до температуры больше, чем 1800°С. Выделившийся водород, предварительно прошедший хроматографическую очистку от азота и двуокиси углерода, измеряют интегрированием выходного пика от детектора по теплопроводности.
Основным недостатком этого метода является применение сложного дорогостоящего оборудования и громоздкой химической очистки газов.
Наиболее близким по технической сути прототипом, является способ анализа водорода в топливных таблетках по патенту №2151434, МКИ G 21 С 17/06, G 01 N 27/14, 2000 г. По этому способу анализируемые таблетки помещают в испаритель, нагревают и выделившиеся вода и водород потоком газа-носителя переносятся в дожигатель водорода до воды на окиси меди, после чего поток газа-носителя, содержащий только пары воды, поступает в кулонометрический датчик, где вода поглощается и тот же час разлагается электролизом на водород и кислород. Затраченное на электролиз воды количество электричества, являющееся мерой влажности, регистрируется интегратором тока.
Основным недостатком этого метода является сложность аппаратуры и необходимость применять кулонометрические датчики, требующие частой очистки от пылевых загрязнений анализируемых продуктов и смены гигроскопического вещества. Кроме того, погрешность определения водорода составляет около 50% при определении водорода в интервале 1·10-5-1·10-4%.
Задача изобретения - упрощение конструкции установки, повышение чувствительности и точности определения содержания водорода в таблетках из двуокиси урана.
Данная задача решается благодаря тому, установка для определения водорода в таблетках из двуокиси урана, содержащая электродную печь с загрузочным устройством, дожигатель водорода, обводную трубу, блок питания, согласно формуле изобретения, установка снабжена трубкой с карбидом кальция и последовательно соединенного с ней поглотительного сосуда с реактивом Илосвая, при этом вход трубки соединен с выходом дожигателя водорода и обводной трубой.
Указанная совокупность признаков является новой и обладает изобретательским уровнем, так как для измерения общего водорода применен метод с использованием карбида кальция, который, вступая в реакцию с водой, выделяет ацетилен. Далее при барботировании ацетилена через реактив Илосвая образуется ацетиленид меди, окраска которого изменяется даже при изменении ничтожно малых колебаний ацетиленида меди в реактиве Илосвая.
Использование этой реакции позволяет повысить чувствительность определения общего водорода в таблетках из двуокиси урана на порядок (≈3·10-5%). Кроме того, установка позволяет определять не только водород, но и воду в широком диапазоне концентраций воды в твердых материалах, например в двуокиси и закиси-окиси урана.
На чертеже представлена блок-схема установки для определения общего водорода в таблетках.
Установка водорода состоит из электродной печи (1), дожигателя водорода (2), обводной трубы (3), установленной параллельно дожигателю водорода, реакционной трубки с карбидом кальция (4), поглотительного сосуда с реактивом Илосвая для поглощения ацетилена (5), блока питания (6).
Блок питания представляет собой силовой трансформатор с выходным напряжением до 15 В, выдерживающий токовую нагрузку до 450 А и обеспечивающий плавный нагрев таблеток в испарителе от 100 до 1800°С.
Шкала эталонов представляет собой серию пробирок со смесью азотно-кислого кобальта и азотно-кислого хрома в пропорциях, соответствующих определенному содержанию воды в 1 см3 поглотительного раствора.
Установка для определения общего водорода в таблетках из двуокиси урана работает следующим образом. В печь загружают пробу из 6 таблеток и нагревается до 1800°С. Выделившиеся водород и вода потоком инертного газа уносятся в дожигатель водорода (2) до воды, где водород на окиси меди окисляется до воды, и образовавшаяся вода вместе с водой, выделившейся из пробы, потоком газа-носителя увлекается в реакционную трубку с карбидом кальция (4), где в результате реакции воды с карбидом кальция образуется ацетилен. Далее ацетилен тем же потоком газа транспортируется к поглотительному сосуду (5) и барботируется через реактив Илосвая. В результате реакции ацетилена и реактива Илосвая образуется окрашенный в красный цвет ацетиленид меди. Эта реакция очень чувствительная, что позволяет по интенсивности полученной окраски устанавливать содержание общего водорода путем фотометрирования на фотокалориметре, с использованием градуировочного графика по стандартным градуировочным растворам азотно-кислого кобальта и азотно-кислого хрома.
Для определения влажности твердых материалов выделившиеся пары воды из исследуемой пробы по обводной трубе, минуя дожигатель водорода, подаются в реакционную трубку с карбидом кальция. Для этой цели изготавливается шкала эталонов, обеспечивающая определение воды в диапазоне от сотых до одного-двух процентов.
Claims (1)
- Установка для определения водорода в топливных таблетках из двуокиси урана, содержащая электродную печь с загрузочным устройством, дожигатель водорода, обводную трубу, блок питания, отличающаяся тем, что установка снабжена трубкой с карбидом кальция и последовательно соединенного с ней поглотительного сосуда с реактивом Илосвая, при этом вход трубки соединен с выходом дожигателя водорода и обводной трубой.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003119404/06A RU2253915C2 (ru) | 2003-06-26 | 2003-06-26 | Установка для определения водорода в топливных таблетках из двуокиси урана |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003119404/06A RU2253915C2 (ru) | 2003-06-26 | 2003-06-26 | Установка для определения водорода в топливных таблетках из двуокиси урана |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2003119404A RU2003119404A (ru) | 2004-12-20 |
| RU2253915C2 true RU2253915C2 (ru) | 2005-06-10 |
Family
ID=35834822
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2003119404/06A RU2253915C2 (ru) | 2003-06-26 | 2003-06-26 | Установка для определения водорода в топливных таблетках из двуокиси урана |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2253915C2 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015080627A1 (ru) | 2013-11-26 | 2015-06-04 | Открытое Акционерное Общество "Акмэ-Инжиниринг" | Система очистки газовой среды от водорода и способ ее эксплуатации |
| RU210628U1 (ru) * | 2022-01-25 | 2022-04-22 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский технологический институт имени А.П. Александрова" | Дожигатель водорода |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1319719A (en) * | 1970-09-22 | 1973-06-06 | Gen Electric | Non-destructive detection process for nuclear fuel elements |
| US4567013A (en) * | 1983-09-22 | 1986-01-28 | Scandpower, Inc. | Hydrogen measuring device |
| RU2151434C1 (ru) * | 1998-08-04 | 2000-06-20 | Открытое акционерное общество "Новосибирский завод химконцентратов" | Анализатор водорода в топливных таблетках из двуокиси урана |
| RU2173486C2 (ru) * | 1999-10-19 | 2001-09-10 | Открытое акционерное общество "Новосибирский завод химконцентратов" | Способ определения водорода в топливных таблетках из двуокиси урана |
-
2003
- 2003-06-26 RU RU2003119404/06A patent/RU2253915C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1319719A (en) * | 1970-09-22 | 1973-06-06 | Gen Electric | Non-destructive detection process for nuclear fuel elements |
| US4567013A (en) * | 1983-09-22 | 1986-01-28 | Scandpower, Inc. | Hydrogen measuring device |
| RU2151434C1 (ru) * | 1998-08-04 | 2000-06-20 | Открытое акционерное общество "Новосибирский завод химконцентратов" | Анализатор водорода в топливных таблетках из двуокиси урана |
| RU2173486C2 (ru) * | 1999-10-19 | 2001-09-10 | Открытое акционерное общество "Новосибирский завод химконцентратов" | Способ определения водорода в топливных таблетках из двуокиси урана |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015080627A1 (ru) | 2013-11-26 | 2015-06-04 | Открытое Акционерное Общество "Акмэ-Инжиниринг" | Система очистки газовой среды от водорода и способ ее эксплуатации |
| RU210628U1 (ru) * | 2022-01-25 | 2022-04-22 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский технологический институт имени А.П. Александрова" | Дожигатель водорода |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0052988B1 (en) | Analytical method for the determination of nitrogen, carbon, hydrogen and sulfur or chlorine and apparatus therefor | |
| Arnold et al. | Fiber optic ammonia gas sensing probe | |
| Gaffney et al. | Capillary gas chromatographic analysis of nitrogen dioxide and PANs with luminol chemiluminescent detection | |
| US4332591A (en) | Analytical method and apparatus for the determination of total nitrogen contents in aqueous systems | |
| US4077774A (en) | Interferent-free fluorescence detection of sulfur dioxide | |
| EP0431025A1 (en) | Smog monitor and method | |
| CN202869975U (zh) | 一种液体或气体硫含量在线自动测定装置 | |
| US12196731B2 (en) | Method of selectively catalytically oxidizing dinitrogen oxide, a method of detecting radiocarbon, an apparatus, and use of a NiO catalyst | |
| CN105675694A (zh) | 烟气组分浓度的测量系统及方法 | |
| RU2253915C2 (ru) | Установка для определения водорода в топливных таблетках из двуокиси урана | |
| JPH0377458B2 (ru) | ||
| CN213091574U (zh) | 一种基于直接进样法的汞含量测定装置 | |
| US3996005A (en) | Detection and measurement of NO2 and O3 | |
| RU2151434C1 (ru) | Анализатор водорода в топливных таблетках из двуокиси урана | |
| Yang et al. | Portable analytical system integrating purge and trap and microplasma optical emission spectrometry for online discriminative detection of NOx | |
| US20040151630A1 (en) | Total nitrogen and sulphur analysis using a catalytic combustion gas converter system | |
| SE8103321L (sv) | Analys av emnen som bildar flyktiga hydrider | |
| CA2433350A1 (en) | Method and apparatus for measurement of the sulfate concentration in air samples | |
| Kondrat’Eva et al. | Comparative study of gas-analyzing systems designed for continuous monitoring of TPP emissions | |
| CN211627469U (zh) | 一种基于色谱分离的碳氢氮元素分析系统 | |
| Zamzow et al. | Real-time atomic absorption mercury continuous emission monitor | |
| US3232851A (en) | Sample analysis | |
| JPS60143767A (ja) | 全炭素測定法 | |
| Matsumoto et al. | Determination of phosphorus by gas-phase chemiluminescence after hydride generation | |
| McCarter | A new technique for thermal analysis of vapor‐producing reactions |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080627 |