Abstract

Destructive methods are used for the turnup determination of an irradiated PWR fuel. One of the methods includes U, Pu, Nd-148 and Nd-(145+146) determination by an isotope dilution mass spectrometry using triple spikes (U-233, Pu-242 and Nd-150). The method involves two sequential ion exchange resin separation procedures. Pu is eluted from the first anion exchange resin column (Dowex AG 1$\times$8) with 12 M HCl-0.1 M HI mixed solution, followed by U elution with 0.1 M HCl. Nd is isolated from other fission products on the second anion exchange resin column (Dowex AG 1$\times$4) with a nitric acid-methanol eluent. Each fraction is analysed by thermal ionization mass spectrometry. The difference between Nd-148 and Nd-(145+146) method is found with an average 2.07%. The results are compared with those by the heavy element method using U and Pu isotopes and by the destructive y-spectrometric measurement of Cs-137. The dependences of isotope composition of U and Pu on burn-up, and correlation between those isotopes are illustrated graphically.

PWR 핵연료의 연소도측정은 삼중스파이크(U-233. Pu-242, Nd-150)를 사용한 동위원소 희석 질량분석법으로 U, PU, Nd-148 및 Nd-(145+146)을 정량하여 수행하였다. 이 방법은 먼저 두개의 연속적 이온교환수지 분리과정을 거친다. Pu는 첫번째 음이온 교환수지 분리관(Dowex AG 1 X 8)으로부터 12 M HCl-0.1 M HI 혼합용액으로 분리하고 이어서 0.1 M HCl로 U을 분리하였다. Nd은 질산-메탄올 용리액으로 두번째 음이온 교환수지분리관(Dowex AG 1 X 4) 상에서 분리하였다. 각 부분을 열이온화질량분석법으로 각각의 동위원소비를 측정하였다. Nd-148과 Nd-(145+146) 방법 사이의 차이는 평균 2.07%로 나타났다. 이 결과를 U과 Pu동위원소를 이용한 무거운 원소방법 및 Cs-137의 파괴 감마분광측정법과 비교하였다. 연소도에 대한 U과 Pu의 동위원소 조성의존도와 동위원소사이의 상관관계를 그래프로서 설명하였다.

Keywords