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目 录1

前 言1

第一章铀及其化合物的性质1

一、铀在自然界的存在1

（一）原生铀矿物1

（二）次生铀矿物1

二、金属铀的物理性质2

三、铀及其主要化合物的制备和化学性质3

（一）金属铀3

（一）无源γ射线检测法 344

（二）重铀酸铵4

2．UO2、UO3和U3O8的性质5

（三）铀的氧化物5

1．UC2、UO3和U3O8的制备5

(四）铀的卤化物6

1．铀的氟化物6

2．铀的氯化物、溴化物和碘化物8

3．卤化铀酰9

（五）其它铀化合物9

四、铀的水溶液化学9

（一）铀在水溶液中的价态9

（二）铀的水解反应10

1．U4+的水解10

2．UO22+的水解11

（三）铀的络合物12

1．UO22+与U4+离子的配位12

2．铀的络合物的形成13

（1）铀酰离子的络合物13

（2）U4+离子的络合物16

2．有色螯合物17

（四）铀的螯合物17

1．水溶性螯合物17

3．难溶性螯合物18

五、铀的核性质18

六、铀的定性分析21

（一）用化学反应鉴定铀21

1．用亚铁氰化钾［K 4Fe(CN)6］鉴定铀21

2．用氯膦偶氮Ⅲ铀试纸鉴定铀21

（二）在显微镜下鉴定铀22

2．苯甲酸铀酰22

1．碳酸铀酰铵晶体22

4．用熔剂熔融法鉴定铀22

5．用荧光素鉴定铀22

（2）次磷酸铵法22

（1）硼砂熔珠法22

3．用磷酸盐鉴定铀22

（三）紫外线荧光法鉴定铀23

（四）发射光谱法鉴定铀23

参考文献23

2．复式探针25

（二）金属铀锭的取样方法25

3．螺旋形探针25

第二章样品的预处理和标准样品的制备、定值25

1．单式探针25

（一）固体铀化合物的取样方法25

一、金属铀和铀化合物的取样方法25

（三）气态六氟化铀的取样方法26

二、样品的制备26

（一）重铀酸铵、二氧化铀、四氟化铀和三碳酸铀酰铵的取样加工程序26

（二）金属铀样品的处理27

（三）气态六氟化铀样品的处理27

三、试样的溶解方法27

（二）几种主要的铀化合物的溶解28

（1）UF428

2．氟化物28

（2）UO228

（1 ） U3O828

1．氧化物28

（一）铀矿石及其浸出渣的溶解28

（2）UF629

（三）金属铀和铀合金的溶解29

1．金属铀29

2．铀合金29

（四）含铀有机样品的溶解31

四、标准样品的制备和定值31

（一）含铀矿石的标准样品32

（二）铀的基准物质——化学计量的八氧化三铀33

（三）几种铀化合物中杂质的参考样品35

（四）铀同位素的标准样品和基准样品36

参考文献36

第三章铀的萃取分离38

一、引言38

二、基于氧键结合的分子化合物的萃取体系39

（一）醚、酮、酯和醇40

（二）含磷有机化合物42

（三）含硫、氮、砷的有机化合物49

三、基于络阴离子缔合物的萃取体系50

（一）胺类化合物50

（二）其它三元离子缔合物体系52

四、基于螯合物形成的萃取体系52

（一）β－二酮类化合物53

（二）铜铁试剂及其类似化合物53

（三）8－羟基喹啉及其类似化合物54

（四）二乙基二硫代氨基甲酸盐及其类似化合物54

（五）其它螯合试剂54

五、其它萃取剂55

参考文献59

第四章铀的离子交换分离62

一、引言62

（一）氯化物络合物65

二、阴离子交换分离技术65

（二）硫酸盐络合物66

（三）硝酸盐络合物66

（四）其它阴离子络合物66

三、阳离子交换分离技术67

（一）络合剂存在下的选择性吸附68

（二）选择性淋洗剂的应用68

四、混合溶剂中的离子交换分离69

五、络合型树脂的应用71

（一）膦酸型树脂71

（二）聚甲亚胺（西弗碱）型树脂73

（三）偶氮化合物型树脂74

（四）氨羧型树脂75

（五）其它类型的络合型树脂76

六、无机离子交换剂77

参考文献78

第五章铀的萃取色层分离81

一、引言81

二、萃取色层法的原理82

三、萃取色层的操作技术84

（一）纸上萃取色层法84

（二）柱上萃取色层法85

1．固定相的选择85

2．稀释剂的使用87

3．柱色层中支持体的选择和预处理87

4．萃取剂的涂敷89

5．色层柱的填充89

6．色层柱参数90

7．萃取色层的操作方法90

8．淋洗分离操作91

四、萃取色层法的应用92

（一）铀分析的应用实例92

1．矿石中微量铀的萃取色层分离分光光度分析或光电荧光光度分析92

2．合金中铀的分析93

3．辐照钍元件后处理工艺溶液中微量铀的萃取色层分离和分光光度分析93

（二）铀中杂质分析应用实例93

1．铀中杂质的萃取色层分离化学光谱分析93

2．萃取色层分离分光光度法测定硝酸铀酰中钨、钼、钒94

3．萃取色层分离原子吸收分光光度法测定金属铀中微量铁、镍94

（三）铀与钚、镎的萃取色层分离94

五、结束语95

参考文献99

第六章铀的其它分离方法103

一、沉淀法和共沉淀法103

（一）沉淀法103

1．碳酸盐法103

4．U4+的沉淀分离法104

3．氢氧化铵法104

2．过氧化氢法104

（二）共沉淀法105

1．以Fe（OH）3为共沉淀剂105

2．以其它氢氧化物为共沉淀剂105

5．以有机化合物为共沉淀剂106

4．以氟化物和其它无机化合物为共沉淀剂106

3．以磷酸盐为共沉淀剂106

二、吸附法107

三、电解法108

四、基于挥发性的分离方法108

参考文献109

第 七 章 铀的重量分析法110

一、引言110

二、主要无机沉淀剂111

（一）用氢氧化铵沉淀铀111

（二）用过氧化氢沉淀铀112

（三）用磷酸盐沉淀铀112

（四）用六氨合钴硝酸盐沉淀铀112

三、主要的有机沉淀剂113

（一）用铜铁试剂沉淀铀113

（二）用8－羟基喹啉沉淀铀113

（三）用N－苯甲酰－N－苯基胲（P BHA）沉淀铀113

（四）用α－亚硝基－β－萘酚沉淀铀114

（五）用2－羧基吡啶－N－氧沉淀铀114

（六）用吡啶－2－醛肟或6－甲基吡啶－2－醛肟沉淀铀114

（七）用苯酰乙酰替苯胺沉淀铀115

（八）用2,6－二羧酸吡啶沉淀铀115

参考文献116

第八章铀的容量分析法117

一、引言117

二、氧化还原滴定118

（一）还原剂滴定法118

1．用氯化亚铬滴定铀118

2．用三氯化钛滴定铀119

3．用其它还原剂滴定铀119

（二）氧化剂滴定法119

1．高锰酸钾滴定法119

3．重铬酸钾滴定法121

2．高铁盐滴定法121

5．钒酸盐滴定法123

4．高铈盐滴定法123

（1）亚钛－钒酸铵容量法124

（2）亚铁－钒酸铵容量法126

（3）亚锡－钒酸铵容量法126

（三）四价铀和六价铀的测定126

1．四氟化铀中二氧化铀和氟化铀酰的测定126

3．矿石中四价铀和六价铀的测定127

2．四氟化铀和二氧化铀中四价铀和总铀的测定127

三、络合滴定128

参考文献129

第九 章铀的荧光分析法132

一、引言132

二、固体荧光法133

（一）基本原理133

（2）熔片法134

（1）熔珠法134

（二）试剂与仪器设备134

2．熔融设备134

1．熔剂134

3．固体荧光光度计135

（三）影响测定的因素136

1．熔融的时间和温度136

2．熔融气氛136

3．冷却137

（四）干扰物质及其影响的消除137

1．稀释法138

2．标准加入法138

（五）铀的预分离138

1．离子交换法138

（六）样品分析139

5．溶剂萃取法139

1．仪器与试剂139

3．汞阴极电解分离法139

4．活性炭吸附法139

2．萃取色层法139

三、液体荧光法140

（一）基本原理140

4．铂盘处理140

3．分析步骤140

2．标准曲线的绘制140

2．溶剂对荧光强度的影响141

1．溶液浓度对荧光强度的影响141

（二）影响测定的因素141

3．温度对荧光强度的影响142

4．溶液酸度对荧光强度的影响142

5．激发光强度对荧光强度的影响142

（三）液体荧光计142

（四）铀的液体荧光测定142

（五）激光诱发磷光技术及其应用143

四、结束语143

参考文献144

二、基本原理145

（一）单波长分光光度测定145

一、引言145

第十 章铀的分光光度分析法145

（二）双波长分光光度测定146

三、不加显色剂直接测定溶液中的铀（V1）147

四、用无机分析试剂测定铀148

（一）过氧化氢148

（二）硫氰酸盐148

（三）亚铁氰化钾和高铁氰化钾148

五、用有机分析试剂测定铀149

（一）β－二酮类149

（二）有机酸类151

（三）8－羟基喹啉类151

（四）变色酸偶氮染料类154

1．偶氮胂Ⅰ154

2．偶氮胂Ⅲ158

3．偶氮氯膦Ⅲ161

（五）吡啶偶氮染料类162

（六）噻唑偶氮染料类166

（七）其它偶氮染料168

（八）三苯甲烷染料171

（九）三元络合物171

1．UO22+－苯甲酸－阳离子碱性染料171

2．UO22+－季铵盐－阴离子酸性染料174

3．其它三元络合物177

（十）其它有机分析试剂180

参考文献181

第十一章 铀的电化学分析法187

一、引言187

二、极谱分析法187

（一）基本原理187

2．有机酸和有机酸盐做支持电解质189

（二）铀的极谱分析189

1．无机酸和无机酸盐做支持电解质189

（1）矿渣中铀的测定190

（2）废水中铀的测定190

3．在碱性介质中铀的极谱测定190

4．非水介质中铀的极谱测定192

5．固体电极193

（3）碳电极193

（1）贵金属电极193

（2）汞膜电极193

（三）展望195

三、电量分析法196

（一）铀的库仑滴定197

（二）铀的控制电势电量分析法199

四、电势滴定与其它电化学滴定法201

五、用于测定铀的离子选择性电极202

参考文献204

第十二章铀的X射线谱分析法208

一、引言208

二、X射线和X射线谱分析209

（一）X射线209

（二）X射线发射谱209

（三）X射线吸收谱210

（四）X射线谱分析211

四、X射线荧光分析212

三、X射线吸收谱分析212

（一）基体效应213

1．基体组分效应213

3．表面效应214

（二）波长色散仪器条件的选择214

1．光源214

2．粒度效应214

2．分光计215

（三）X射线荧光定量分析方法215

3．探测器216

1．外标法217

2．内标法217

3．散射线标准法218

4．增量法218

5．试样的制备方法219

（1）稀释法219

（2）熔融法219

（3）薄样法219

（4）沉淀浓缩法219

（5）离子交换收集法219

1．低功率X射线管220

（一）激发源220

五、能量色散X射线荧光分析220

2．大功率X射线管221

3．同位素放射源221

（二）能量色散方法222

1．能量识别探测器222

2．选择激发223

3．选择过滤224

（四）分析方法和应用225

2．单元素测定仪225

1．多元素同时测定仪——Si（Li）X荧光能谱仪225

（三）仪器225

（五）存在的问题227

（六）改进最低探测限的途径227

1．激发228

（1）散射偏振X射线源228

（ 3）全反射光学几何229

2．色散229

（4）脉冲式X射线源229

（2）衍射偏振X射线源229

参考文献230

一、引言235

二、α计数法和α能谱法235

（一）基本原理235

第十三章 铀的放射分析法235

（二）仪器设备237

（三）样品制备238

（四）应用举例239

1．后处理工艺溶液中233U和232U的测定239

2．工艺过程溶液、废水和天然水中铀的测定239

3．矿石和尾矿中铀同位素的测定241

4．环境样品中铀的测定241

5．尿中铀的测定241

三、γ能谱法242

（一）基本原理242

（二）仪器和方法244

1．用γ闪烁谱仪测定235U246

2．水冶过程溶液中铀的测定247

四、γ射线吸收法249

（一）方法的物理基础249

3．其它应用249

（二）仪器设置250

1．放射源的选择251

2．探测器的选择252

3．准直器和滤片252

（三）影响测定灵敏度和误差的因素253

（四）各种γ射线吸收计及其应用实例253

1．241Am源、闪烁探测器γ射线吸收计253

2．241Am源、充氙电离室γ射线吸收计253

3．临界边缘γ射线吸收计254

五、液体闪烁计数法255

（一）液体闪烁体系255

1．液体闪烁过程255

2．闪烁体成分256

（二）仪器设置257

（四）样品制备258

（三）效率测定258

1．内标法258

2．外推法258

1．工艺溶液中铀的测定259

2．环境样品中痕量铀的测定259

（五）应用举例259

3．尿中铀的测定260

六、其它方法260

（一）同位素稀释法260

1．基本原理260

2．业化学计量同位素稀释法261

（二）由ThL X射线测定铀263

（四）放射性试剂法265

（三）β计数法和β反散射法265

（五）穆斯鲍尔谱分析266

参考文献266

第十四章铀的放射化分析法269

一、引言269

二、中子活化分析270

（一）基本原理和主要仪器设备270

（二）各种物质中痕量铀的活化分析271

（三）铀同位素组成的测定274

三、缓发中子法279

（一）基本原理279

（二）实验装置280

（三）应用举例281

1．测定物质中的铀281

2．测定铀和钍混合样品中铀和钍的含量281

3．测定铀同位素组成282

4．可裂变物质的非破坏性分析282

5．野外钻孔中直接测定铀282

四、裂变径迹法282

（一）外探测器法282

1．干法282

2．湿法283

（二）自身探测器法283

参考文献286

一、引言288

二、质谱分析的基本原理288

第十五章铀的质谱分析法288

三、铀同位素的质谱分析290

（一）电子轰击离子源六氟化铀气体同位素质谱分析290

1．进样系统290

2．离子源291

3．磁分析器295

4．接收系统296

（二）表面电离离子源固体铀同位素的质谱分析298

1．离子源的工作原理299

2．涂样与进样机构301

3．磁分析器302

4．接收系统302

（三）样品制备304

1．用于质谱分析的少量六氟化铀样品的制备304

1．绝对测量法306

（四）测量方法306

2．用于表面电离离子源的样品的制备306

2．相对测量法307

四、质谱同位素稀释法测定铀308

（一）基本原理和特点308

1．基本原理308

2．方法的灵敏度310

1．概况312

（二）痕量铀的测定312

3．方法的准确度312

2．样品的采集和处理314

（1）样品采集314

（2）稀释剂的制备314

（3）样品分解314

（4）稀释剂的加入314

（5）化学分离315

3．提高测定铀的灵敏度的方法315

（1）系统误差316

4．误差的来源316

（2）石墨沉积法316

（1）苯蒸气处理法316

（4）其它方法316

（3）氢、氧气处理法316

（2）偶然误差317

参考文献317

第十六章铀的发射光谱分析法、原子吸收光谱分析法和气相色谱分析法319

一、引言319

二、铀的发射光谱分析319

（一）基本原理319

（三）发射光谱法测定铀同位素320

（二）发射光谱法测定矿石中的铀320

三、铀的原子吸收光谱分析322

（一）基本原理322

（二）原子吸收光谱法测定铀323

1．直接测定法323

2．间接测定法324

（三）铀的同位素分析324

1．仪器设备324

2．基本原理326

3．238U和235U的测定326

（一）铀的氟化物的气相色谱分析328

四、铀的气相色谱分析328

（二）铀的氯化物的气相色谱分析331

（三）铀的β－二酮螯合物的气相色谱分析331

参考文献333

第十七章 铀的自动分析、非破坏性分析和流线分析、引言335

二、铀的自动分析336

（一）自动活化分析法336

（二）自动滴定法338

1．分立样品式自动分光光度计339

（三）自动比色和分光光度法339

2．连续流动式比色计和分光光度计340

（四）自动X射线荧光分析法342

（五）其它自动分析方法343

三、铀的非破坏性分析344

（三）有源中子探询法348

（二）无源中子检测法348

1．瞬发中子测定法349

2．缓发中子测定法349

3．缓发γ射线测定法350

（四）其它方法350

（五）NDA法的应用现状和发展方向351

四、铀的流线分析353

（一）γ能谱法和X射线能谱法356

（三）非色散X射线荧光分析法357

（二）γ吸收法357

（四）密度－电导联合测定法360

（五）超声波声速法361

1．基本原理361

2．仪器设备361

（1）超声发送器361

（2）超声波声速仪362

3．应用362

（二）实现分析自动化363

（一）数据处理363

（六）其它方法363

五、电子计算机在铀分析中的应用363

（三）监督质量控制364

参考文献365

第十八章发射光谱分析法测定铀及其化合物中的杂质369

一、引言369

二、载体分馏法371

（一）分馏现象和载体分馏法371

（二）载体作用372

（三）载体分馏法测定铀中杂质的进展373

1．载体物质和UF4、UF6产物中杂质的分析373

2．检测系统和数据处理自动化374

3．载体分馏法的检测下限375

三、蒸发法376

（一）蒸发仪376

（二）蒸发法的基本步骤和特点377

四、化学光谱法378

（三）载体分馏法和蒸发法的比较378

（一）化学分离方法379

1．沉淀法379

2．萃取法380

3．离子交换色层法380

4．纤维色层法381

5．萃取色层法381

1．铜极火花法382

（二）杂质浓缩物的光谱分析法382

2．石墨交流电弧法383

3．石墨火花法383

4．粉末法383

5．铁熔法384

6．旋转电极法384

7．高频等离子体光源激发法384

五、空心阴极光源法测定铀中卤族元素和硫385

2．放电管与空心阴极386

1．真空系统386

（一）实验设备和实验条件386

3．高压直流电源387

4．摄谱仪和照明系统387

5．放电条件387

6．分析线及感光板387

7．显影条件387

（二）测定铀中氟的几个问题388

1．放电功率和标准样品388

3．灵敏度与精密度389

2．金属铀转化成U3U8时氟的损失389

参考文献390

第十九章 光度法测定金属铀和铀化合物中杂质393

一、引言393

二、分光光度法393

（一）金属铀和铀化合物中硼的测定393

（二）金属铀和二氧化铀中氟的测定395

（三）金属铀和铀化合物中硫的测定397

（四）金属铀和铀化合物中硅的测定399

（五）金属铀和铀化合物中磷的测定400

（七）金属铀和铀化合物中各种金属杂质的测定401

（六）金属铀中氮的测定401

三、火焰光度法404

（一）仪器404

（二）金属铀和铀化合物中锂、钠、钾的测定405

（三）金属铀和铀化合物中钙、镁的测定408

四、原子吸收光谱法409

（一）不预分离铀的测定法409

（四）样品分析409

（二）预分离铀的测定法410

1．离子交换分离410

2．溶剂萃取分离410

（1）正戊醇萃取分离测定锑、铁和钼410

（2）长链烷基胺萃取分离测定金、镉、汞、铅、铋和银411

（3）噻吩甲酰三氟丙酮－二甲苯萃取分离测定锆411

（4）磷酸三 丁酯萃取分离测定铝、镉、铜、钙、铬、钴、铁、铅、镁、锰、钠、钾、镍和锌411

参考文献412

二、铀及其化合物中铜的极谱测定法415

一、引言415

第二十章极谱法测定铀及其化合物中的铜、镉、钛等元素415

三、铀及其化合物中镉的极谱测定法416

四、铀及其化合物中钛的极谱测定法416

参考文献417

第二十一章 金属铀和铀化合物中氧、氩、碳、氮、硫等的测定418

一、真空熔融－气相色谱法418

二、惰性气体载带熔融法测定金属铀中微量氧420

（一）金属铀和铀氧化物中微量碳的测定421

三、燃烧－气相色谱法421

（二）金属铀和二氧化铀中硫的测定422

（三）金属铀和铀氧化物中氧的测定423

四、酸溶－气相色谱法424

五、其它分离和测定的方法424

（一）金属铀和二氧化铀中氟、氧、氮的分离与测定424

（二）电导法测定金属铀中的碳425

（三）三碳酸铀酰铵热分解流化床尾气中的气体分析426

参考文献427

第二十二章中子活化分析法测定铀及其化合物中的杂质429