【摘 要】
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目前常规检测手段具有滞后性和破坏性。同时,在检测过程中存在检测步骤繁琐、效率低和成本昂贵等不足,无法满足乏燃料熔盐电解干法后处理中离子实时在线检测与远程可操作性要
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目前常规检测手段具有滞后性和破坏性。同时,在检测过程中存在检测步骤繁琐、效率低和成本昂贵等不足,无法满足乏燃料熔盐电解干法后处理中离子实时在线检测与远程可操作性要求。熔盐电化学方法检测离子浓度对乏燃料熔盐电解干法后处理有重要意义。本论文研究中以KCl-LiCl为电解质体系,采用循环伏安法和计时电位法分别检测单一离子La（Ⅲ）和Mg（Ⅱ）及La（Ⅲ）、Mg（Ⅱ）共存时浓度,验证熔盐电化学检测离子浓度的可行性,为熔盐电解在乏燃料干法后处理的应用做理论依据。循环伏安法和计时电位法检测单一La（Ⅲ）、Mg（Ⅱ）浓度研究表明:La（Ⅲ）和Mg（Ⅱ）在W电极上发生的分别是一步得三电子和得两电子反应。La（Ⅲ）相对于Ag/AgCl参比电极的析出电位在-2.0 V左右。当LaCl3浓度小于2.29×10-44 mol/cm3时,循环伏安法检测误差在3.49%以下,计时电位法检测误差在4.21%以下,La（Ⅲ）离子扩散系数在0.391×10-55.42×10-55 cm2/s。Mg（Ⅱ）相对于Ag/AgCl参比电极的析出电位在-1.9 V左右。当MgCl2浓度小于4.15×10-4mol/cm3时,循环伏安法检测误差在2.23%以下,计时电位法检测误差在6.58%以下,Mg（Ⅱ）离子扩散系数在0.0243×10-56.37×10-55 cm2/s。高浓度下出现的较大偏差可能受离子扩散系数影响。扩散系数经修正后,37 wt%LaCl3时,循环伏安法检测精度提高0.4210.52%;计时电位法检测精度提高0.515.61%。在KCl-LiCl-MgCl2-LaCl3熔盐体系中,循环伏安法和计时电位法同时检测La（Ⅲ）和Mg（Ⅱ）离子浓度研究结果表明:阴极ip与v1/2呈良好线性关系,说明Mg（Ⅱ）和La（Ⅲ）还原过程受扩散步骤控制。MgCl2浓度在1.22×10-42.84×10-4mol/cm3时,循环伏安法检测误差在10.13%以下。在镧离子浓度检测过程中,工作电极由于镁的优先析出影响,检测结果偏差较大。MgCl2浓度在1.12×10-44.47×10-44 mol/cm3时,计时电位法检测误差在9.57%以下,相应镁离子扩散系数在0.643×10-58.10×10-55 cm2/s之间。在镧离子检测过程中,受Mg（Ⅱ）离子沉积过程影响,La Cl3浓度在0.467×10-44 mol/cm3时,镧离子检测误差已达到28.1%,随着熔体内离子浓度增大误差进一步扩大到82.1%。
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