Direct determination of gadolinium in urania-gadolinia nuclear fuels by inductively coupled plasma atomic emission spectrometry

The urania-gadolinia fuels were dissolved with nitric acid. The analytical conditions of ICP-AES for the direct determinations of gadolinium in the uranium matrices without separation process were investigated. Based on the effect of uranium on gadolinium intensity, the best wavelength for gadolinium was 336.223 nm. The relative deviation of two methods, direct and indirect measurements with anion exchange chromatography, was less than 5 %. Therefore it was possible for this procedure directly to measure 5~10 wt.% of gadolinium in urania-gadolinia fuels without separation by ICP-AES.

유도결합플라스마 원자방출분광법을 이용한 UO2-Gd2O3 핵연료 중 가돌리늄 분석

이산화우라늄-이산화가돌리늄 핵연료를 질산으로 녹인 다음 우라늄 매트릭스로부터 가돌리늄을 분리하지 않고 유도결합플라스마 원자방출분광기(ICP-AES)로 바로 정량할 수 있는 분석조건을 검토하였다. 가돌리늄 분석에 미치는 우라늄의 분광학적 간섭 정도를 가돌리늄 스펙트럼으로부터 비교, 평가한 결과 336.223 nm의 파장이 분석선으로서 가장 적합하였다. 우라늄 매트릭스로부터 가돌리늄을 음이온 교환수지(Bio-Rad AG $1{\times}8$)로 분리한 다음 ICP-AES로 측정한 값과 바로 측정한 값을 견주어 본 결과, 상대편차는 5 % 범위 내에서 잘 일치하였다. 따라서 본 방법으로 핵연료($UO_2-Gd_2O_3$)에 함유되어 있는 5~10 wt.%의 가돌리늄을 분리 과정없이 바로 ICP-AES로 정량할 수 있었다.