Анализ смесей редкоземельных элементов в проточной потенциометрической мультисенсорной системе.

Блинова Ю.Н.

Санкт-Петербургский государственный университет,

Санкт-Петербург, Россия.

Студент VI курса.

juljascka@mail.ru

Научный руководитель: Кирсанов Д.О.

В мире накоплено большое количество радиоактивных отходов. В настоящее время ни одна из стран не перешла к использованию технологий, позволяющих полностью решить проблему обращения с отработанным ядерным топливом (ОЯТ). Поэтому оптимизация процессов переработки отработанного ядерного топлива (ОЯТ) представляет собой серьезную проблему. Важным аспектом этой проблемы является поиск адекватных методов мониторинга состава среды переработки на предмет содержания ряда ключевых компонентов, в частности редкоземельных элементов (РЗЭ). В настоящее время для этих целей применяются сложные аналитические методы, такие как, например, масс-спектрометрия с индуктивно-связанной плазмой, которые, несмотря на высокую чувствительность и ряд других преимуществ, не могут быть реализованы в режиме он-лайн, требует длительной пробоподготовки и довольно дороги.

Химические сенсоры и мультисенсорные системы могли бы послужить интересной альтернативой существующим методам для анализа РЗЭ в сложных смесях. Помимо прочих достоинств такие сенсоры и системы легко встраиваются в проточные измерительные ячейки и могут быть использованы для проведения автоматического анализа в режиме он-лайн. В предыдущих работах нашей группы [1] было показано, что применение ряда экстрагентов в качестве активных веществ в мембранах полимерных сенсоров позволяет разработать мультисенсорную систему, подходящую для определения нескольких РЗЭ одновременно в сложных смесях, симулирующих состав среды переработки ОЯТ. В настоящем исследовании мы встроили разработанные ранее сенсоры в проточную ячейку, описанную ранее в [2]. Сквозная проточная ячейка представляет собой набор секций из полиметилметакрилата, между которыми при сборке зажимаются полимерные мембраны, имеющие центральное отверстие, образующее канал, по которому протекает измеряемый раствор. Помимо очевидного преимущества автоматизации измерений в таком варианте, возможно также получение дополнительной химической информации за счет учета при обработке данных формы кривой отклика для каждого сенсора во времени. При этом вместо традиционного для мультисенсорных систем метода многомерной обработки PLS можно воспользоваться трехмерной структурой данных (образцы Х сенсоры Х время) и проводить расчеты по алгоритму 3wayPLS. Целью работы являлось сравнение точности определения отдельных РЗЭ в смесях в кислой водной среде с помощью проточной ячейки при различных способах обработки данных. В презентации будут представлены результаты определения содержаний РЗЭ в сложных смесях с помощью обычной PLS1-регрессии, 3wayPLS-регрессии и PLS1-регрессии по трехмерному массиву данных с разверткой по времени.

Литература:

[1] Kirsanov D., Khaydukova M., Tkachenko L., Legin A., Babain V. Electroanalysis 24, 121 – 130(2012)

[2] Легин А.В., Рудницкая А.М., Легин К.А., Ипатов А.В., Власов Ю.Г. ЖПХ 78, 90 -96(2005)