铀浓度分析方法、分析系统、分析模型和构建方法技术方案

本公开涉及一种铀浓度分析方法、分析系统、分析模型和构建方法，该系统包括检测装置、计算装置和输出装置；计算装置包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，处理器被配置为执行计算机程序，计算机程序是用于实现将光谱数据输入铀浓度分析模型进行计算的步骤；铀浓度分析模型采用包括如下步骤的方法得到：获取具有不同金属离子浓度的多组含铀标准样品的光谱数据；采用偏最小二乘法对含铀标准样品的光谱数据进行分析并建模，得到铀浓度分析模型；建模的参数包括：建模波段为350‑500nm，主因子数选自2‑10的整数。本公开的系统可以有效地消除杂质元素对铀浓度测定的干扰，本公开的分析模型的准确性高。

【技术实现步骤摘要】
铀浓度分析方法、分析系统、分析模型和构建方法
本公开涉及分析化学领域，具体地，涉及一种铀浓度分析方法、分析系统、分析模型和构建方法。
技术介绍
在乏燃料后处理过程中，料液中铀浓度的测定十分频繁，常用的方法有滴定法、荧光法、α能谱法等，但这些方法都存在许多弊端，诸如操作繁琐，需要加入其它试剂、预先制样等，不利于铀浓度的快速测量。由于铀在可见光区具有明显的特征吸收峰，因此经常采用可见光谱法测定其浓度，该方法简单快速，十分有利于实现在线分析。但在实际应用中会出现一些特殊情况，铀溶液中混入了不锈钢的溶解液，而使得不锈钢的主要成分铁、铬、镍等金属离子进入了铀溶液中，会对测量产生干扰。通过光谱测量发现，铀的特征吸收峰位于414nm，Fe、Cr、Ni、Nd四种金属离子的光谱吸收也集中在紫外可见区，均与铀的吸收峰存在重叠干扰，尤其以Cr离子的干扰最为严重，其摩尔消光系数(13.245L/mol.cm，414nm)高出铀(9.4L/mol.cm，414nm)较多，且Cr离子的吸收峰与铀的吸收峰范围几乎完全重叠，当铀和Cr离子的浓度比达到50：1时，会对铀的测定产生明显干扰。Ni离子的干扰次之(3.524L/mol.cm)，当铀和Ni离子的浓度比达到18：1时，会对铀的测定产生明显干扰。Fe离子的摩尔吸光系数较小，但Fe离子通常是金属离子杂质的主要成分且含量较高，其吸收峰也有部分与铀吸收峰重叠，因此也会产生较大干扰。当溶液中铀和Fe离子的浓度比达到4：1时会对铀的测定产生较明显的干扰。Nd离子吸收峰与铀吸收峰重叠较少，对铀浓度测定的干扰较小。为能够准确测定料液中铀的含量，需要将铁铬镍等金属杂质离子的干扰去除。传统的方法是加入掩蔽剂或者将溶液通过离子交换柱将杂质元素分离后采用工作曲线法测量，这些方法都比较繁琐，属于有损的方法，不利于实现铀含量的实时在线分析。目前，国内外均没有针对这种特殊情况下，去除溶液中杂质离子干扰的方法。
技术实现思路
本公开的目的是为了克服现有技术中乏燃料的铀浓度测定过程中杂质元素干扰的问题，提供一种铀浓度分析方法、分析系统、分析模型和构建方法。为了实现上述目的，本公开第一方面提供一种铀浓度的分析方法，该方法包括：获取含铀待测样品的光谱数据；根据所述含铀待测样品的光谱数据，采用铀浓度分析模型，确定所述含铀待测样品的铀浓度；其中，所述铀浓度分析模型采用如下步骤得到：获取具有不同金属离子浓度的多组含铀标准样品的光谱数据，所述含铀标准样品中含有Cr3+、Ni2+、Fe3+和Nd3+中的一种或几种金属离子；采用偏最小二乘法对所述含铀标准样品的光谱数据进行分析并建模，得到所述铀浓度分析模型；所述建模的参数包括：建模波段为350-500nm，主因子数选自2-10的整数。可选地，所述建模的参数包括：所述建模波段为435-480nm，所述主因子数为7。可选地，所述含铀标准样品中，U6+的浓度为5-95g/L，Cr3+的浓度为0-6.08g/L，Ni2+的浓度为0.05-7.7g/L，Fe3+的浓度为0-9.57g/L，Nd3+的浓度为0-0.05g/L；优选地，U6+和Cr3+的浓度比为0.9-120，U6+和Ni2+的浓度比为0.6-360，U6+和Fe3+的浓度比为0.8-90，U6+和Nd3+的浓度比为260-1250。可选地，所述的获取具有不同金属离子浓度的多组含铀标准样品的光谱数据包括：采用分光光度计采集所述含铀标准样品的光谱数据；所述分光光度计的检测波长为200-1000nm；所述多组含铀标准样品的组数为40-60；所述的获取含铀待测样品的光谱数据的方法包括：采用所述分光光度计采集所述含铀待测样品的光谱数据；所述分光光度计的检测波长为200-1000nm。可选地，所述含铀待测样品中U6+的浓度为4.5-95g/L，Cr3+的浓度为0.09-8.0g/L，Ni2+的浓度为0.05-7.7g/L，Fe3+的浓度为0.2-9.57g/L，Nd3+的浓度为0.02-0.05g/L。本公开第二方面提供一种用于分析铀浓度的系统，该系统包括检测装置、计算装置和输出装置；所述检测装置用于对含铀待测样品进行光谱检测，得到含铀待测样品的光谱数据；所述计算装置包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被配置为执行所述计算机程序，所述计算机程序是用于实现将所述含铀待测样品的光谱数据输入铀浓度分析模型进行计算的步骤；其中，所述铀浓度分析模型采用包括如下步骤的方法得到：--获取具有不同金属离子浓度的多组含铀标准样品的光谱数据，所述含铀标准样品中含有Cr3+、Ni2+、Fe3+和Nd3+中的一种或几种金属离子；--采用偏最小二乘法对所述含铀标准样品的光谱数据进行分析并建模，得到所述铀浓度分析模型；所述建模的参数包括：建模波段为350-500nm，主因子数选自2-10的整数；所述输出装置用于输出所述计算装置的计算结果。可选地，所述建模波段为435-480nm，所述主因子数为7；所述含铀标准样品中，U6+的浓度为5-95g/L，Cr3+的浓度为0-6.08g/L，Ni2+的浓度为0.05-7.7g/L，Fe3+的浓度为0-9.57g/L，Nd3+的浓度为0-0.05g/L；优选地，U6+和Cr3+的浓度比为0.9-120，U6+和Ni2+的浓度比为0.6-360，U6+和Fe3+的浓度比为0.8-90，U6+和Nd3+的浓度比为260-1250；所述的获取具有不同金属离子浓度的多组含铀标准样品的光谱数据包括：采用分光光度计采集所述含铀标准样品的光谱数据；所述分光光度计的检测波长为200-1000nm；所述多组含铀标准样品的组数为40-60。本公开第三方面提供一种铀浓度分析模型的构建方法，该方法包括：获取具有不同金属离子浓度的多组含铀标准样品的光谱数据，所述含铀标准样品中含有Cr3+、Ni2+、Fe3+和Nd3+中的一种或几种金属离子；采用偏最小二乘法对所述含铀标准样品的光谱数据进行分析并建模，得到所述铀浓度分析模型；所述建模的参数包括：建模波段为350-500nm，主因子数选自2-10的整数。可选地，所述建模的参数包括：所述建模波段为435-480nm，所述主因子数为7；所述含铀标准样品中，U6+的浓度为5-95g/L，Cr3+的浓度为0-6.08g/L，Ni2+的浓度为0.05-7.7g/L，Fe3+的浓度为0-9.57g/L，Nd3+的浓度为0-0.05g/L；优选地，U6+和Cr3+的浓度比为0.9-120，U6+和Ni2+的浓度比为0.6-360，U6+和Fe3+的浓度比为0.8-90，U6+和Nd3+的浓度比为260-1250；所述的获取具有不同金属离子浓度的多组含铀标准样品的光谱数据包括：采用分光光度计采集所述含铀标准样品的光谱数据；所述分光光度计的检测波长为200-1000nm；所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铀浓度的分析方法，其特征在于，该方法包括：/n获取含铀待测样品的光谱数据；/n根据所述含铀待测样品的光谱数据，采用铀浓度分析模型，确定所述含铀待测样品的铀浓度；其中，所述铀浓度分析模型采用如下步骤得到：/n获取具有不同金属离子浓度的多组含铀标准样品的光谱数据，所述含铀标准样品中含有Cr

【技术特征摘要】
1.一种铀浓度的分析方法，其特征在于，该方法包括：
获取含铀待测样品的光谱数据；
根据所述含铀待测样品的光谱数据，采用铀浓度分析模型，确定所述含铀待测样品的铀浓度；其中，所述铀浓度分析模型采用如下步骤得到：
获取具有不同金属离子浓度的多组含铀标准样品的光谱数据，所述含铀标准样品中含有Cr3+、Ni2+、Fe3+和Nd3+中的一种或几种金属离子；
采用偏最小二乘法对所述含铀标准样品的光谱数据进行分析并建模，得到所述铀浓度分析模型；所述建模的参数包括：建模波段为350-500nm，主因子数选自2-10的整数。


2.根据权利要求1所述的分析方法，其中，所述建模的参数包括：所述建模波段为435-480nm，所述主因子数为7。


3.根据权利要求1所述的分析方法，其中，所述含铀标准样品中，U6+的浓度为5-95g/L，Cr3+的浓度为0-6.08g/L，Ni2+的浓度为0.05-7.7g/L，Fe3+的浓度为0-9.57g/L，Nd3+的浓度为0-0.05g/L；
优选地，U6+和Cr3+的浓度比为0.9-120，U6+和Ni2+的浓度比为0.6-360，U6+和Fe3+的浓度比为0.8-90，U6+和Nd3+的浓度比为260-1250。


4.根据权利要求1所述的分析方法，其中，所述的获取具有不同金属离子浓度的多组含铀标准样品的光谱数据包括：采用分光光度计采集所述含铀标准样品的光谱数据；所述分光光度计的检测波长为200-1000nm；
可选地，所述多组含铀标准样品的组数为40-60；
可选地，所述的获取含铀待测样品的光谱数据的方法包括：采用所述分光光度计采集所述含铀待测样品的光谱数据；所述分光光度计的检测波长为200-1000nm。


5.根据权利要求1所述的分析方法，其中，所述含铀待测样品中U6+的浓度为4.5-95g/L，Cr3+的浓度为0.09-8.0g/L，Ni2+的浓度为0.05-7.7g/L，Fe3+的浓度为0.2-9.57g/L，Nd3+的浓度为0.02-0.05g/L。


6.一种用于分析铀浓度的系统，其特征在于，该系统包括检测装置、计算装置和输出装置；
所述检测装置用于对含铀待测样品进行光谱检测，得到含铀待测样品的光谱数据；
所述计算装置包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被配置为执行所述计算机程序，所述计算机程序是用于实现将所述含铀待测样品的光谱数据输入铀浓度分析模型进行计算的步骤；其中，所述铀浓度分析模型采用包括如下步骤的方法得到：
--获取具有不同金属离子浓度的多组含铀标准...

【专利技术属性】
技术研发人员：王玲，张丽华，钱红娟，刘焕良，李辉波，
申请(专利权)人：中国原子能科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11