Trace anions including chromate in water-steam circuit of a boiling water reactor (BWR)

Význam tématu

Monitorování stopových aniontů, včetně chromanů, ve vodně-párovém obvodu varných reaktorů (BWR) je klíčové pro prevenci koroze a zajištění bezpečného provozu. Anionty jako chlorid nebo chromát mohou vést k degradaci materiálů a ovlivnit spolehlivost jaderné elektrárny.

Cíle a přehled studie

Cílem studie je vyvinout plně automatizovanou metodu iontové chromatografie s inline prekoncentrací a vícejónovou kalibrací pro simultánní stanovení fluoridu, chloridu, dusičnanu, síranu, oxalátu a chromátu v koncentracích pod mikrogramy na litr.

Použitá metodika a instrumentace

Metoda kombinuje:

• Inline prekoncentraci (MiPCT) s faktorem 100
• Automatické dávkování vzorků a kalibrace s multijónovým standardem
• Separaci na kolónách Metrosep A Supp 5, Metrosep A Supp 4/5 Guard a Metrosep A PCC 1 HC
• Eluci pomocí 4,8 mmol/L Na2CO3 a 1,5 mmol/L NaHCO3
• Potlačování vodivosti regenerantem 100 mmol/L H2SO4
• Detekci sekvenční potlačenou vodivostí
• Parametry: průtok 0,8 mL/min, injekční objem 40 µL, doba analýzy 16 min, teplota kolony 30 °C

Použitá instrumentace

• 850 Professional IC Anion – MCS
• IC Conductivity Detector
• 858 Professional Sample Processor
• 800 Dosino (lihové dávkování)
• 849 Level Control pro inline přípravu eluenta

Hlavní výsledky a diskuse

Metoda umožnila stanovení fluoridu, chloridu, dusičnanu, síranu, oxalátu a chromátu v rozsahu 0,11–0,23 µg/L s RSD 1,7–8,2 % a rekoveriemi 96–113 %. Inline prekoncentrace významně zvýšila citlivost a reprodukovatelnost. Separace chromátu byla selektivní, což zajišťuje spolehlivou detekci potenciálního korozního produktu.

Přínosy a praktické využití metody

Automatizace přípravy vzorků a kalibrace zvyšuje laboratorní produktivitu, snižuje riziko chyb a umožňuje pravidelné monitorování kvality provozní vody v jaderných elektrárnách pro včasnou detekci koroze.

Budoucí trendy a možnosti využití

Další rozvoj směřuje k integraci on-line monitorovacích systémů v reálném čase, rozšíření metody na další korozivní anionty, miniaturizaci aparatury a kombinaci s hmotnostní spektrometrií pro podrobnější speciační analýzu.

Závěr

Navržená metoda poskytuje citlivé, robustní a plně automatizované řešení pro stopovou analýzu aniontů v obvodu BWR, čímž podporuje prevenci koroze a zvyšuje bezpečnost provozu jaderných elektráren.