ISO 12803-1997 Representative sampling of plutonium nitrate solutions for determination of plutonium concentration《测定钚浓度用的硝酸钚溶液有代表性的取样要求》.pdf

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1、NORME INTERNATIONALE ISO 12803 Premire dition 1997-09-l 5 chantillonnage reprsentatif de solutions de nitrate de plutonium en vue de dterminer la concentration du plutonium Represen ta tive sampling of plutonium nitrate solutions for determination of plutonium concentration Numro de rfrence ISO 1280

2、3:1997(F) ISO 12803: 1997(F) Avant-propos US0 (Organisation internationale de normalisation) est une fdration mondiale dorganismes nationaux de normalisation (comits membres de IISO). Claboration des Normes internationales est en gnral confie aux comits techniques de IISO. Chaque comit membre intres

3、s par une tude a le droit de faire partie du comit technique cr cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernemen- tales, en liaison avec IISO participent galement aux travaux. LIS0 colla- bore troitement avec la Commission lectrotechnique internationale (CEI) en ce q

4、ui concerne la normalisation lectrotechnique. Les projets de Normes internationales adopts par les comits techniques sont soumis aux comits membres pour vote. Leur publication comme Normes internationales requiert lapprobation de 75 % au moins des comits membres votants. La Norme internationale ISO

5、12803 a t labore par le comit technique ISO/TC 85, nergie nuclaire, sous-comit SC 5, Technologie du combus- tible nuclaire. 0 ISO 1997 Droits de reproduction rservs. Sauf prescription diffrente, aucune partie de cette publi- cation ne peut tre reproduite ni utilise sous quelque forme que ce soit et

6、par aucun procd, lectronique ou mcanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans laccord crit de Iediteu r. Organisation internationale de normalisation Case postale 56 l CH-121 1 Genve 20 l Suisse Internet central iso.ch x.400 c=ch; a=400net; p=iso; o=isocs; s=central Imprim en Suisse ii N

7、ORME INTERNATIONALE 0 ISO ISO 12803:1997(F) chantillonnage reprsentatif de solutions de nitrate de plutonium en vue de dterminer la concentration du plutonium 1 Domaine dapplication La prsente Norme internationale dcrit les prcautions de base prendre pour sassurer que les dispositifs de brassage et

8、dchantillonnage installs dans les cuves permettent dobtenir des chantillons reprsentatifs partir dun lot de solution de nitrate de plutonium purifi en fin de procd, exempt de produits organiques et de particules en suspension, et que ces chantillons restent reprsentatifs jusqu leur utilisation NOTE

9、- Lorsque la prsente Norme internationale est applique, on peut dmontrer que la diffrence entre la concentration du plutonium des chantillons prlevs dans le lot, et la concentration moyenne du plutonium de la solution, est infrieure 0,2 %. 2 Argumentation Les units de retraitement du plutonium varie

10、nt, tant dans leurs conceptions, leurs procds que leurs installations. Cest pourquoi on ne peut pas tablir des procdures normalises pour lchantillonnage des cuves de stockage du nitrate de plutonium. Cependant, il est fondamental que les chantillons soient reprsentatifs du contenu de la cuve pour qu

11、e les mesures sur le plutonium soient exactes. Les proprits physiques et chimiques des solutions de nitrate de plutonium amnent de nombreux facteurs qui peuvent empcher que lchantillon soit reprsentatif, par exemple: a) b) C) d) e) f ) 9) h) le stockage dans les cuves quipes de protections contre le

12、s rayonnements, avec, par consquent, de longues lignes de prises dchantillons; le stockage dans des cuves gomtrie complexe destines au contrle de criticit, avec, par consquent, la ncessit dun brassage prolong pour viter des zones stagnantes; I des masses volumiques et viscosits leves, en particulier

13、 des concentrations en plutonium importantes, ce qui impose un brassage prolong pour viter des diffrences de masse volumique significatives lintrieur dune mme cuve; la prsence possible dune seconde phase, que ce soit des prcipits de plutonium ou des phases organiques, ce qui rendrait en gnral imposs

14、ible un chantillonnage tout fait reprsentatif; la tendance du nitrate de plutonium(lV) shydrolyser et se polymriser dans des conditions de faible acidit, fortes concentrations et tempratures leves; des dgagements importants de gaz de radiolyse, en particulier pour des teneurs importantes en plutoniu

15、m-238 ou plutonium(Vl), ce qui conduit la formation de mlanges gazeux sous pression et au risque de mesures de volume incorrectes; des vitesses dvaporation leves dues la fois lchauffement et la radiolyse de la solution, surtout si le brassage est fait par bullage; des tempratures suprieures la tempr

16、ature ambiante, qui conduisent une dilatation sous leffet de la chaleur de la solution et de la cuve, et au risque de mesures de volume incorrectes. 1 ISO 12803: 1997(F) 0 ISO Bien des problmes voqus ci-dessus peuvent tre vits ou matriss au stade de la conception de linstallation. Toutefois, il est

17、essentiel que pour chaque cuve, des procdures de brassage et dchantillonnage soient tablies et que lon vrifie exprimentalement quelles donnent bien des chantillons reprsentatifs. Aprs toute modification de linstallation, ces procdures de brassage et dchantillonnage doivent tre valides nouveau. Enfin

18、, la cuve doit tre quipe de moyens prcis de mesure de la quantit totale de solution prsente ou transfre au moment de lchantillonnage. De, mme, les chantillons prlevs doivent tre manipuls et stocks de telle sorte que les dterminations analytiques ultrieures puissent tre relies de faon sre au contenu

19、de la cuve au moment de lchantillonnage. Les solutions de nitrate de plutonium sont soumises des changements de concentration durant leur stockage cause de vitesses dvaporation anormalement leves et de dgagements importants de gaz de radiolyse. Les techniques de manipulation et de stockage prconises

20、 sont conues de mani.re rduire au minimum tout changement susceptible dintervenir entre lchantillonnage et lanalyse, ou au moins de manire permettre une correction adapte pour des changements invitables survenus pendant le stockage. Cependant, mme avec de telles procdures, il convient de se souvenir

21、 que la stabilit de lchantillon dpend beaucoup du matriau du conteneur. Si lon utilise des matriaux non poreux pour les conteneurs, ils doivent rsister la pression des gaz de radiolyse. Des matriaux plus poreux permettent aux gaz ainsi qu la vapeur deau de diffuser lextrieur. Le matriau du conteneur

22、 doit galement rsister la corrosion par la solution acide de plutonium. Cobturation doit empcher toute perte de plutonium, la fois pendant le stockage et au moment o le conteneur est ouvert. 3 Brassage et dcantation dans la cuve Les recommandations suivantes systmatiques et alatoires. sont dictes da

23、ns le but de rduire au minimum les erreurs dchantillonnage 3.1 La solution de nitrate de plutonium doit tre soigneusement homognise de manire que ses caractristiques isotopiques, physiques et chimiques soient uniformes. Pour parvenir ce rsultat, une procdure de brassage qua .lifie doit tre d et les

24、conditio ns de brassage doivent prendre en compte ce rtains effets dus: finie pour chaq ue installation. La dure a) la gomtrie de la cuve, y compris la possibilit que certains endroits de la cuve ne soient pas bien brasss sous certaines conditions; W C) des diffrences de temprature et/ou de masse vo

25、lumique entre diffrents endroits de la cuve; aux mcanismes dhomognisation utiliss (tels que lagitation mcanique, le bullage ou la recirculation). 3.2 Le contenu da la cuve doit tre exempt de phase organique ou de solides, prcipits ou non dissous. Sil subsiste de la phase organique ou si des solides

26、en suspension sont prsents une concentration suprieure 0,Ol g4-, le contenu de la cuve doit tre filtr ou centrifug avant lchantillonnage. 33 . La concentration en plutonium doit tre telle quelle reste bien dans les limites de solubilit pour les gammes de concentration en acide nitrique libre et de t

27、empratures de fonctionnement de la cuve. En gnral, pour une concentration en acide nitrique libre de 2 moW1 et une temprature de 20 “C, des concentrations de lordre de 300 g-1-l sont acceptables. 3.4 Autant que possible, on doit utiliser des lignes de prises dchantillons courtes et directes et de pe

28、tit diamtre. Le systme dchantillonnage doit avoir des effets ngligeables sur la concentration des solutions (par exemple, effets dus lvaporation ou une contamination croise provenant du prcdent contenu de la cuve). 3.5 Avant de dmarrer lchantillonnage, les lignes de prises dchantillons doivent tre r

29、inces avec la solution que lon prlve. Afin dviter toute contamination croise, le premier chantillon recueilli doit tre cart. 36 . vers 37 . Les conteneurs de prises dchantillons doivent tre parfaitement secs. Le volume de chaque prise dchantillons doit tre suprieur la moiti du volume du conteneur. P

30、lusieurs chantillons doivent tre prlevs, si possible en diffrents points de la cuve et des intervalles de temps les plus rduits possibles entre les prises Les cha .ntillons une autre cuve. doivent tre prlevs soit pendant la recirculation de la solution, soit pendant son transfert 2 0 ISO ISO 12803:

31、1997(F) dchantillon. II est recommand danalyser la teneur en plutonium de chaque chantillon et de noter la date dchantillonnage de chaque chantillon. 3.8 Par routine, avec une procdure de brassage et dchantillonnage qualifie, les mesures de masse volumique peuvent tre utilises comme indicateurs de l

32、homognit. La masse volumique de la solution de nitrate de plutonium doit tre sensiblement diffrente de celle de toute solution susceptible dtre utilise comme diluant ultrieurement (voir IISO 1159a1). La masse volumique de chaque chantillon doit tre mesure de prfrence dans les 30 min qui suivent #e p

33、rlvement et les diffrences de masse volumique compares grce un test dhomognit. Lorsque les conditions dhomognit sont satisfaites, les chantillons individuels pourront tre regroups et la teneur en plutonium dtermine dans le mlange. 39 une Le volume total de solution contenue dans la cuve doit tre mes

34、ur au moment de la prise prcision campa .rable celle que lon obiendra pour les anal yses de plutonium ultrieures. 4 Stockage des chantillons Les modes opratoires suivants sont proposs dans le but de sassurer que la concentration moment de lanalyse correspond bien celle de lchantillon au moment du pr

35、lvement. dchantillons, avec de lchantillon au 41 . Etiqueter clairement les chantillons pour une identification sans quivoque. 4.2 Introduire les chantillons de solution de nitrate de plutonium dans les conteneurs adquats propres, secs et tanches. II est recommand dintroduire 5 ml 10 ml de solution

36、de nitrate de plutonium dans un conteneur de 15 ml (suivre les mmes proportions pour des conteneurs de volume suprieur), car cela semble le meilleur compromis entre leffet de lvaporation et la pressurisation du conteneur par les gaz de radiolyse. 4.3 Chaque fois que possible, stocker et manipuler le

37、s conteneurs temprature ambiante et en position verticale, sans mouiller le col du conteneur pour viter un effet de condensation prs du bouchon et de concentration de lchantillon. 44 aite Refermer les conteneurs immdiatement, aprs les avoir remplis ou aprs avoir prl ntion la pression due aux gaz de

38、radiolyse lorsquon enlve le bouchon du conteneur. ev une aliquote. Faire 4.5 Terminer lanalyse de lchantillon dans les 48 h ou alors utiliser lune des techniques dcrites en 4.6, 4.7, 4.8 ds le prlvement. 4.6 Correction de pese: a) Utiliser des conteneurs dont on est sr que la tare est constante mieu

39、x que 0,001 g dans des conditions de stockage long terme dans une bote gants. b) Aprs lavoir tiquet, peser le conteneur vide et son bouchon jusqu masse constante et noter la masse wl . c) Peser le conteneur rempli de solution et le bouchon; noter la masse 102. d) Manipuler et stocker le conteneur de

40、 telle manire quil reste propre, sec, exempt de poussires, et que la solution nhumidifie pas le col; vrifier rgulirement que le bouchon est bien mis. 6 Juste avant lutilisation, ter et remettre le bouchon po ur pe conte neur plus chantillon et bouchon; noter la masse w3- rmett re aux gaz de schapper

41、, et peser lensemble f) Utiliser une partie de lchantillon pour les analyses dans les 48 h aprs la pese de la masse w3. Calculer la concentration relle y partir de la concentration mesure x en utilisant lexpression: w3 -Wl Y - - X w2 -w1 1) ISO 11597: 1995, Qualification dchantillons de solutions de

42、 nitrate duranyle ou de plutonium par mesure de la masse voiu- mique. ISO 12803: 1997(F) 0 ISO g) Canalyse base sur cette technique de stockage devient moins fiable si les conditions et les dlais de stockage ne satisfont pas la condition suivante: la variation de masse pendant le stockage doit tre i

43、nfrieure 1 % de la masse de lchantillon cest-dire: ( w2 - WJ) WI (w2 - WI) 4.7 Technique daliquotes prpeses: Dans les 48 h aprs prlvement des chantillons, peser le nombre requis daliquotes de tailles appropries dans des conteneurs individuels et munis dun bouchon tanche. Noter la masse de chaque ali

44、quote. Vrifier que chaque conteneur est bien tiquet. Sceller les conteneurs et les stocker en position verticale dans des conditions telles quils restent propres, secs et exempts de poussires. Pour lanalyse, ouvrir le conteneur et transfrer quantitativement son contenu dans lappareil danalyse. Rince

45、r le conteneur et son bouchon avec de lacide dilu et ajouter cet effluent lchantillon dans lappareil. Le volume, la molarit et le type de lacide utilis devront tre compatibles avec la technique analytique choisie. II ny a pas de limite de dure pour cette technique de stockage. Nanmoins les conteneur

46、s et les conditions de stockage doivent tre choisis de telle manire que les gaz de radiolyse ne fassent pas clater le conteneur, que laliquote reste en solution et que lintgralit de laliquote soit rcupre pour lanalyse, sans risque dune contamination extrieure lors du rinage. 4.8 Technique de dilutio

47、n de lchantillon: On peut amliorer la stabilit dchantillons concentrs en les diluant - 20 g.1-l de plutonium avant le stockage, en utilisant des techniques de dilution par pese. 4.9 Sur des chantillons stocks plus de quatre mois, on calcule la correction due la dcroissance du plutonium-241. 5 Vrification Comme les installations diffrent sur des dtails, il faut valider les procdures de brassage et dchantillonnage avant de les mettre en uvre. Toute modification ultrieure de linstallation ou dune opration peut tre considre comme une s