ISO 7097:1983

Determination of uranium in reactor fuel solutions and in uranium product solutions — Iron (II) sulfate reduction/potassium dichromate oxidation titrimetric method

Specifies an analytical method for the accurate and precise determination of uranium in solutions of reactor fuels fed to reprocessing plants and in the uranyl(VI) nitrate product solutions from such plants. The method can be used directly for the analysis of nitric acid solution of most uranium and uranium/plutonium oxide reactor fuels, either irradiated or unirradiated. Fission products equivalent to up to 10 % burn-up of heavy atoms do not interfere.

Dosage de l'uranium dans les solutions de combustibles pour réacteurs et dans les solutions de produits à base d'uranium — Méthode titrimétrique par réduction par le sulfate de fer (II) et oxydation par le dichromate de potassium

General Information

• Status: Withdrawn
• Publication Date: 30-Nov-1983
• Withdrawal Date: 30-Nov-1983
• ICS: 27.120.30 - Fissile materials and nuclear fuel technology
• Technical Committee: ISO/TC 85/SC 5 - Nuclear installations, processes and technologies
• Drafting Committee: ISO/TC 85/SC 5 - Nuclear installations, processes and technologies
• Current Stage: 9599 - Withdrawal of International Standard
• Completion Date: 21-Jul-2004

Relations

• Revised: ISO 7097-1:2004 - Nuclear fuel technology — Determination of uranium in solutions, uranium hexafluoride and solids — Part 1: Iron(II) reduction/potassium dichromate oxidation titrimetric method
• Effective Date: 15-Apr-2008
• Revised: ISO 7097-2:2004 - Nuclear fuel technology — Determination of uranium in solutions, uranium hexafluoride and solids — Part 2: Iron(II) reduction/cerium(IV) oxidation titrimetric method
• Effective Date: 15-Apr-2008

Standards Content (Sample)

International Standard
INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION.ME>t(LZYHAPOfiHAR OPrAHM3AUMR fl0 CTAH~APTbl3A~MM~ORGANISATION INTERNATIONALE DE NORMALISATION
Determination of uranium in regctor fuel solutions and in
uranium product solutions - Iron(ll) sulfate
reduction/potassium dichromate Oxidation titri.metric
method
Dosage de l ’uranium dans les solutions de combustibles pour rhacteurs et dans les solutions de produits a base d ’uranium -
tWthode titrimhtrique par rhduction par Ie sulfate de fer(llJ et Oxydation par Ie dichroma te de po tassium
First edition - 1983-12-15
UDC 621.03954 : 543.242 : 791
Ref. No. ISO 7097-1983 (E)
: nuclear reactors, nuclear fuels, tests, determination, uranium.
Descriptors
Price based on 5 pages

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Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of
national Standards bodies (ISO member bodies). The work of developing International
Standards is carried out through ISO technical committees. Every member body
interested in a subject for which a technical committee has been authorized has the
right to be represented on that committee. International organizations, governmental
and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
Draft International Standards adopted by the technical committees are circulated to
the member bodies for approval before their acceptance as International Standards by
the ISO Council.
International Standard ISO 7997 was developed by Technical Committee ISO/TC 85,
Nuclear energy, and was circulated to the member bodies in July 1981.
lt has been approved by the member bodies of the following countries :
Austria Germany, F. R. Poland
Belgium Hungary Romania
Canada Ireland Spain
Italy Sweden
China
Czechoslovakia Japan Turkey
Netherlands United Kingdom
Egypt, Arab Rep. of
France New Zealand
following country expressed isapproval document
The member body of the d
technical grounds
USSR
0 International Organkation for Standardkation, 1983
Printed in Switzerland

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INTERNATIONALSTANDARD ISO 7097-1983 (E)
Determination of uranium in reactor fuel solutions and in
uranium product solutions - Iron(ll) sulfate
reduction/potassium dichromate Oxidation titrimetric
method
1 To improve precision, the end Point is approached using dilute
Scope and field of application
potassium dichromate Solution and the titration is performed in
the presence of vanadium(lV), which increases the rate of
1.1 This International Standard specifies an accurate and
equilibrium attainment and enhances the potential step at the
precise analytical method for the determination of uranium in
equivalence Point.
solutions of reactor fuels fed to reprocessing plants and in the
uranyl(Vl) nitrate product solutions from such plants.
2.3 The Standard potassium dichromate Solution is checked
either against an internationally recognized uranium Standard
1.2 This method tan be used directly for the analysis of nitric
using the same dichromate titration procedure, or against NBS
acid Solution of most uranium and uranium/plutonium Oxide
potassium dichromate, SRM 136 C.
reactor fuels, either irradiated or unirradiated and to uranyl(Vl)
nitrate product solutions. Fission products equivalent to up to
10 % burn-up of heavy atoms do not interfere, and other
3 Reactions
elements which could Cause interference are not normally pre-
sent in sufficient quantity to affect the result significantly.
Under the given experimental conditions, the principal reac-
tions are as follows :
1.3 The method recommends that the aliquot of Sample is
weighed and that a mass titration is used, in Order to obtain
adequate precision and accuracy. This does not preclude the
3.1 In concentrated phosphoric acid solution :
use of any alternative technique which tan be shown to give
equivalent Performance.
UO$+ + 2Fe2+ + 4H
+p U4+ + 2Fe3+ + 2H 0
2
As the Performance of some Steps of the method is critical, the
Mo
3Fe2+ + NO; + 4H+- 3Fe3+
+ NO + 2H,O
use of some automatic device has some advantages, mainly in
the case of routine analysis.
Mo
Fe2+ + NO3 + 2H+- Fe3+
+ NO2 + H20
2 Principle
3.2 In diluted phosphoric acid solution :
2.1 UraniumW is reduced to uranium(lV) in concentrated
U4+ + 2Fe3+ + 2H,O+
UOz+ + 2Fe2+ + 4HS
phosphoric acid Solution by reaction with irontll) sulfate. The
excess iron(ll) sulfate is subsequently oxidized by nitric acid in
Fe2+ + V02+ + 2H +-----) Fe3+ + V3+ + H 0
the presence of molybdenum, and the uranium(lV) is deter-
2
mined by mass titration with standardized potassium dichro-
mate solution to a potentiometric end Point.
The Overall reaction may be represented :
u4+ + 2vo2+
- uo2+ + 2v3+
2
2.2 A Portion of Sample containing about 0,2 g of uranium in
nitric acid Solution is diluted with orthophosphoric acid con-
taining a little dichromate to oxidize any reducing species which
3.3 On titration with potassium dichromate
may be present. An excess of iron(ll) sulfate Solution is then
solution :
added to reduce all the uranium to the quadrivalent state.
Amidosulfuric acid is added to remove oxides of nitrogen form-
Cr20+- + 6V3+ + 2H +- 2Cr3+ + 6V02+ + H 0
2
ed at this Stage. The excess of iron(ll) sulfate is destroyed by
Oxidation with nitric acid, catalysed by molybdenum, in a time
which is equivalent to the titration of U4+ with dichromate :
and temperature controlled Operation. After dilution, the
uranium is determined by mass titration with standardized
potassium dichromate Solution to a potentiometric end Point. Cr20+- + 3U4+ + 2H+-
2Cr3+ + 3UO;+ + H,O
1

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ISO 7097-1983 (El
4 Interferences
and mix weil. This Solution
acid (5.2) S hould not be used more
than one week after preparation.
This procedure is less subject to interference from foreign ions
than most other methods of determining uranium. Ions and
5.7 Amidosulfuric acid, 150 g/l solution.
metals which do not interfere in any reasonable concentration
include fluoride, perchlorate, sulfate, nitrate, Peroxide, Al, Be,
Si, Zr, Nb, Ti, Cr, Fe, Co, Ni, W, Cu, Pb, Pu, Th, the rare Dissolve 150 g of amidosulfuric acid in 1 I of water at room
earths, the alkali metals and the alkaline earth metals. temperature. This Solution is almost saturated; heating would
Molybdenum intetferes only if large amounts of nitrate are also
tend to decompose the amidosulfuric acid.
Bromide, oxalate, Au, Sn, Mn and
present and vice versa.
some platinum group metals interfere slightly. Interference
5.8 VanadiumW Oxide sulfate, 1,25 g/l Solution.
from iodide, iodate, Ag, V and TC is more severe. There is
inadequate information on the effect of chloride, Hg, As, Sb,
Np and Am and further studies are required. Weigh 1,25 + 0,Ol g of vanadium(lV) Oxide sulfate
IVOSO4.2H2Ol and dissolve it in 900 ml of water containing
25 ml of the sulfuric acid Solution (5.4). Dilute to 1 I and mix
However it is expected that potentially interfering radicals in ir-
radiated fuel solutions (including fission products equivalent to weil. This Solution should not be used more than one week
10 % burn-up) will be present in such low concentrations that after preparation to minimize Oxidation to vanadium(V).
the cumulative interference will not be significant, i.e. less than
0,2 %. The possible effect of intense ßy radiation and of some
59 . Potassium dichromate solutions.
radioactive species (for example of ruthenium on the electrode
System) remains to be established. Since the types of material
5.9.1 Concentrated potassium dichromate
to be analysed cover a very wide range, the user of the method
Solution (0,2 mol/l)
should consider the possibility of interference for each specific
case, in the light of the detailed published information” and the
results of any additional experiments which may be necessary.
Weigh a clean, dry, 1 I volumetric flask to 0,Ol g (m,). Weigh
out about 9,81 g of dried potassium dichromate (K2Cr207) to
0,000 1 g (m2) and dissolve it in water. Transfer to the tared
5 Reagents
flask, dilute to 1 I with water, weigh the flask plus contents to
0,Ol g (mg) and finally mix weil. Calculate the concentration of
or
Use only reagents of recognized analytical grade and distilled
dichromate, in millimoles of 1/6 K2Cr207 per gram of Solution,
deionized water.
in the Solution @), correcting for the purity and applying a
buoyancy correction to the mass of solid dichromate but not to
the mass of Solution (since the apparent mass of the latter is
5.1 Hydrofluoric acid, Q 1,13 g/ml.
used in 8.11, where
5.2 Nitrit acid, Q 1,42 g/ml.
m2
F, =
0,04903 (m3 -m,)
5.3 Orthophosphoric acid, Q 1,75 g/ml.
5.4 Sulfuric acid, 50 % (V/ m solution. 5.9.2 Dilute potassium dichromate Solution
Add 100 ml of sulfuric acid (Q 184 g/ml) slowly and carefully
Weigh a clean, dry, 2 I volumetric flask to 0,02 g (m4). Weigh
to 100 ml of water, whilst stirring.
approximately 150 g of concentrated potassium dichromate
Solution (5.9.1) in a weighing bottle to 0,001 g (m5) and transfer
5.5 IronW) sulfate, 280 g/l solution. the bulk of the Solution to the 2 I flask. Reweigh the weighing
bottle and any remaining contents to the nearest 0,001 g (m&
Add 50 ml of sulfuric acid (Q 184 g/ml) slowly and carefully to Adjust the volume of Solution in the flask to 2 I with water and
300 ml of water in a 2 I beaker with constant stirring. Add weigh the flask and contents to the nearest 0,02 g (m7). Mix.
140 + - 1 g of iron(ll) sulfate (FeS04*7H20) and stir until it is
dissolved. Dilute to 500 ml and mix. This Solution should not be
Calculate the dilution factor, F2, using the expression
used more than one month after preparation.
m5 -m6
.
5.6 Oxidizing reagent. F2 = -
m7 -m4
Dissolve 4,0 + 0,l g of hexaammon
...

Norme internationale
INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATIONWlE~YHAPO~HAR OPTAHM3Al&lR Il0 CTAH~APTbl3ALWl~RGANISATION INTERNATIONALE DE NORMALISATION
Dosage de l’uranium dans les solutions de combustibles
pour réacteurs et dans les solutions de produits à base
- Méthode titrimétrique par réduction par le
d’uranium
sulfate de fer(H) et oxydation par le dichromate de
potassium
- lron(flJ sulfate reduc tion/po tassium
Determination of uranium in reactor fuel solutions and in uranium product solutions
dichroma te oxida tion titrime trie me thod
Première édition - 198342-15
CDU 621.03954 : 543.242 : 546.791 Réf. no : ISO 70974983 (F)
Descripteurs : réacteur nucléaire, combustible nucléaire, essai, détermination, uranium.
Prix basé sur 5 pages

---------------------- Page: 1 ----------------------
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale
d’organismes nationaux de normalisation (comités membres de I’ISO). L’élaboration
des Normes internationales est confiée aux comités techniques de I’ISO. Chaque
comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du comité technique
correspondant. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouverne-
mentales, en liaison avec I’ISO, participent également aux travaux.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques sont soumis
aux comités membres pour approbation, avant leur acceptation comme Normes inter-
nationales par le Conseil de I’ISO.
La Norme internationale ISO 7097 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 85,
Energie nucléaire, et a été soumise aux comités membres en juillet 1981.
Les comités membres des pays suivants l’ont approuvée :
Allemagne, R. F. France Pologne
Autriche Hongrie
Roumanie
Belgique Irlande Royaume-Uni
Canada Italie
Suède
Chine Japon
Tchécoslovaquie
Egypte, Rép. arabe d’ Nouvelle-Zélande Turquie
Espagne Pays-Bas
Le comité membre du pays suivant l’a désapprouvée pour des raisons techniques :
URSS
0 Organisation internationale de normalisation, 1983 0
Imprimé en Suisse

---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 70974983 (F)
NORME INTERNATIONALE
Dosage de l’uranium dans les solutions de combustibles
pour réacteurs et dans les solutions de produits à base
- Méthode titrimétrique par réduction par le
d’uranium
sulfate de fer(H) et oxydation par le dichromate de
potassium
1 Objet et domaine d’application Destruction par oxydation avec l’acide nitrique catalysé par le
molybdène de I’excés de sulfate de fer(ll) en un temps et à une
température contrôlés. Après dilution, dosage de l’uranium par
1.1 La présente Norme internationale spécifie une méthode
titrigravimétrie à l’aide de la solution étalonnée de dichromate
analytique précise et fidèle de dosage de l’uranium subsistant
de potassium jusqu’au point équivalent potentiométrique. Pour
dans les solutions de combustibles pour réacteurs transférées
améliorer la fidélité, on approche du point final en utilisant une
dans les usines de traitement et dans les solutions de produits à
solution diluée de dichromate de potassium et on effectue le
base de nitrate d’uranyle(Vl) ressortant de ces usines.
titrage en présence de vanadium(W) qui accroît la vitesse de
réaction pour atteindre l’équilibre et augmente le potentiel du
point équivalent.
1.2 Cette méthode peut s’employer directement pour
l’analyse de la plupart des combustibles pour réacteurs à base
d’uranium et d’oxyde d’uranium/plutonium, qu’ils soient irra- -
2.3 Vérification de la solution titrée de dichromate de potas-
diés ou non, en solution dans l’acide nitrique et pour l’analyse
sium par comparaison avec de l’uranium étalon reconnu inter-
des solutions de produits à base de nitrate d’uranyle(VI). On
nationalement par la même méthode de titrage au dichromate
n’observe pas d’interférence des produits de fission équivalant
ou par comparaison avec du dichromate de potassium NBS
à une combustion nucléaire de 10 % ou moins des atomes
SRM 136 C.
lourds et les autres éléments susceptibles d’interférer ne sont
pas normalement en quantité suffisante pour avoir une
influence significative sur les résultats.
3 Réactions
Dans les conditions expérimentales données, les principales
1.3 La méthode recommande une pesée d’une aliquote
réactions sont les suivantes :
d’échantillon et un titrage gravimétrique (titrigravimétrie) pour
obtenir la précision et la fidélité nécessaires. Elle n’exclut pas
3.1 Dans la solution concentrée d’acide
l’emploi d’autres techniques, du moment que celles-ci donnent
phosphorique :
des résultats équivalents.
UOs+ + 2Fe2+ + 4H +----+ U4+ + 2Fe3+ + 2H 0
2
L’exécution de certaines étapes de la méthode étant critique,
l’utilisation de dispositifs automatiques présente des avanta- Mo
3Fe2+ + NO; + 4H+w 3Fe3+
+ NO + 2H20
ges, principalement dans le cas d’analyses de routine.
Mo
F&+ + NOi + 2H+v Fe3+
+ NO, + H20
3.2 Dans la solution dilube d’acide phosphorique :
2 Principe
U4+ + 2Fe3+ + 2H,O+ UOs+ + 2Fe2+ + 4H+
2.1 Réduction de l’uranium(W) en uranium(W) dans une
solution concentrée d’acide phosphorique par réaction avec le
F&+ + V02+ + 2H
+F Fe3+ + V3+ + H 0
2
sulfate de fer(ll). Oxydation du sulfate de fer(ll) en excés par
l’acide nitrique en présence de molybdène et dosage titrigravi-
La réaction globale peut donc se représenter sous la forme :
métrique de l’uranium(W) à l’aide d’une solution étalonnée de
dichromate de potassium jusqu’au point équivalent potentio-
u4+ + 2vo2+ - uo2+ + 2v3+
2
métrique.
3.3 Au titrage à l’aide de la solution de dichromate
2.2 Dilution d’une prise d’essai contenant environ 0,2 g de potassium :
d’uranium dans une solution d’acide nitrique par de l’acide
orthophosphorique contenant un peu de dichromate pour oxy- Cr20;- + 6V3+ + 2H +----) 2Cr3+ + 6V02+ + H 0
2
der tout corps réducteur éventuel. Addition d’une solution de
sulfate de fer(ll) en excés pour réduire tout l’uranium à l’état ce qui équivaut à un titrage de U4+ à l’aide de dichromate :
tétravalent. Addition d’acide amidosulfurique pour éliminer les
oxydes d’azote formés à ce stade. +3U4+ +2H
Cr20+- +y 2Cr3+ + 3U02+ + H 0
2
2

---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 7097-1983 (FI
Interférences
4 5.6 Réactif oxydant.
Dissoudre 4’0 + 0’1 g de heptamolybdate d’ammonium
Cette méthode est moins sujette à l’interférence des ions étran-
[(NH4)6M07024m4H201 dans 500 ml d’eau. Ajouter 500 ml
gers que la plupart des autres méthodes de dosage de I’ura-
d’acide nitrique (5.2) et homogénéiser. La solution ne doit pas
nium. Parmi les ions et les métaux qui n’interfèrent pas à con-
être utilisée plus d’une semaine après préparation.
centration raisonnable, on peut citer les ions fluorure, perchlo-
rate, sulfate, nitrate, peroxyde, Al, Be, Si, Zr, Nb, Ti, Cr, Fe,
5.7 Acide amidosulfurique, solution à 150 g/l.
CO, Ni, W, CU, Pb, Pu, Th, les terres rares, les métaux alcalins
et les métaux alcalino-terreux. Le molybdène n’interfère qu’en
Dissoudre 150 g d’acide amidosulfurique dans 1 I d’eau à tem-
présence de grandes quantités d’ions nitrate et inversement les
pérature ambiante.
La solution étant presque saturée, un
ions bromure, oxalate, Au, Sn, Mn et certains métaux du
chauffage tendrait à décomposer l’acide amidosulfurique.
groupe platine interfèrent légèrement. L’interférence des ions
iodure, iodate, Ag, V et Tc est plus importante. Des données
5.8 Oxysulfate de vanadium(W), solution à 1’25 g/l.
pertinentes manquent sur l’effet des ions chlorure, Hg, As, Sb,
Np et Am qui nécessitent de plus amples études.
Peser 1’25 + 0’01 g d’oxysulfate de vanadium(IV)
[VOSO4JH,Ol et les dissoudre dans 900 ml d’eau contenant
II semblerait néanmoins que les radicaux à interférence poten-
25 ml de la solution d’acide sulfurique (5.4). Compléter à 1 I et
tielle des solutions de combustibles irradiés (y compris les pro-
homogénéiser. Cette solution ne doit pas être utilisée plus
duits de fission correspondant à une combustion de 10 % ou
d’une semaine après préparation pour réduire les risques d’oxy-
moins) ont des concentrations tellement basses que leur inter-
dation en vanadium(V).
férence cumulée n’est pas significative (moins de 0’2 %). II
reste à établir l’effet possible des rayonnements intenses /3r et
5.9 Solutions de dichromate de potassium.
de certains corps radioactifs (par exemple, celui du ruthénium
sur le système d’électrodes). Les types de matériaux à analyser
5.9.1 Dichromate de potassium, solution concentrée
couvrant une gamme trés large, c’est à l’utilisateur de la
(0’2 mol/U
méthode d’étudier dans chaque cas particulier les possibilités
d’interférence à la lumière de la documentation détaillée qui est
Peser à 0’01 g près (ml) une fiole jaugée de 1 1, propre et sèche.
publiée* et des résultats des autres expérimentations qui pour-
Peser à 0,000 1 g près tm2) environ 9’81 g de dichromate de
ront s’avérer nécessaires.
potassium desséché (K2Cr207) et les dissoudre dans de l’eau.
Transvaser dans la fiole tarée, compléter à 1 I avec de l’eau,
peser à 0’01 g près (m3) la fiole et son contenu et enfin homo-
5 Réactifs
généiser. Calculer la concentration (I$I en dichromate, en milli-
moles de 1/6 K2Cr207 par gramme de solution, de la solution,
Au cours de l’analyse, utiliser uniquement des réactifs de qua-
en appliquant les corrections nécessaires de pureté et de pous-
lité e reconnue et de l’eau distillée ou déminéralisée.
analytiqu
sée de l’air à la masse du dichromate solide, mais pas à celle de
la solution (la masse apparente de cette dernière servant en
5.1 Acide fluorhydrique, Q 1’13 g/ml.
8.11, soit
m2
5.2 Acide nitrique, Q 1’42 g/ml.
F, =
0,04903 (m3 -ml)
5.3 Acide orthophosphorique, Q 1’75 g/ml.
5.9.2 Dichromate de potassium, solution diluée
5.4 Acide sulfurique, solution à 50 % (vl v).
Peser à 0’02 g près (m4) une fiole jaugée de 2 1, propre et sèche.
Peser à 0,001 g près (m5), dans un flacon à peser, environ 150 g
de la solution concentrée de dichromate de potassium (5.9.1) et
Ajouter doucement et avec soin 100 ml d’acide sulfurique
transvaser la totalité de la solution dans la fiole jaugée de 2 1.
(Q 1’84 g/ml) à 100 ml d’eau sans cesser d’agiter.
Repeser le flacon et ce qui y reste à 0,001 g près (m6). Complé-
ter le volume de solution dans la fiole à 2 I avec de l’eau et peser
5.5 Sulfate de fer(ll), solution à 280 g/l.
la fiole et son contenu à 0’02 g près (m+. Homogénéiser.
Ajouter doucement et avec soin 50 ml d’acide sulfurique
Calculer le facteur de dilution, F2, à l’aide de l’expression
(Q 1’84 g/ml) à 300 ml d’eau dans un bécher de 2 I s
...

Norme internationale
INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATIONWlE~YHAPO~HAR OPTAHM3Al&lR Il0 CTAH~APTbl3ALWl~RGANISATION INTERNATIONALE DE NORMALISATION
Dosage de l’uranium dans les solutions de combustibles
pour réacteurs et dans les solutions de produits à base
- Méthode titrimétrique par réduction par le
d’uranium
sulfate de fer(H) et oxydation par le dichromate de
potassium
- lron(flJ sulfate reduc tion/po tassium
Determination of uranium in reactor fuel solutions and in uranium product solutions
dichroma te oxida tion titrime trie me thod
Première édition - 198342-15
CDU 621.03954 : 543.242 : 546.791 Réf. no : ISO 70974983 (F)
Descripteurs : réacteur nucléaire, combustible nucléaire, essai, détermination, uranium.
Prix basé sur 5 pages

---------------------- Page: 1 ----------------------
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale
d’organismes nationaux de normalisation (comités membres de I’ISO). L’élaboration
des Normes internationales est confiée aux comités techniques de I’ISO. Chaque
comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du comité technique
correspondant. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouverne-
mentales, en liaison avec I’ISO, participent également aux travaux.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques sont soumis
aux comités membres pour approbation, avant leur acceptation comme Normes inter-
nationales par le Conseil de I’ISO.
La Norme internationale ISO 7097 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 85,
Energie nucléaire, et a été soumise aux comités membres en juillet 1981.
Les comités membres des pays suivants l’ont approuvée :
Allemagne, R. F. France Pologne
Autriche Hongrie
Roumanie
Belgique Irlande Royaume-Uni
Canada Italie
Suède
Chine Japon
Tchécoslovaquie
Egypte, Rép. arabe d’ Nouvelle-Zélande Turquie
Espagne Pays-Bas
Le comité membre du pays suivant l’a désapprouvée pour des raisons techniques :
URSS
0 Organisation internationale de normalisation, 1983 0
Imprimé en Suisse

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ISO 70974983 (F)
NORME INTERNATIONALE
Dosage de l’uranium dans les solutions de combustibles
pour réacteurs et dans les solutions de produits à base
- Méthode titrimétrique par réduction par le
d’uranium
sulfate de fer(H) et oxydation par le dichromate de
potassium
1 Objet et domaine d’application Destruction par oxydation avec l’acide nitrique catalysé par le
molybdène de I’excés de sulfate de fer(ll) en un temps et à une
température contrôlés. Après dilution, dosage de l’uranium par
1.1 La présente Norme internationale spécifie une méthode
titrigravimétrie à l’aide de la solution étalonnée de dichromate
analytique précise et fidèle de dosage de l’uranium subsistant
de potassium jusqu’au point équivalent potentiométrique. Pour
dans les solutions de combustibles pour réacteurs transférées
améliorer la fidélité, on approche du point final en utilisant une
dans les usines de traitement et dans les solutions de produits à
solution diluée de dichromate de potassium et on effectue le
base de nitrate d’uranyle(Vl) ressortant de ces usines.
titrage en présence de vanadium(W) qui accroît la vitesse de
réaction pour atteindre l’équilibre et augmente le potentiel du
point équivalent.
1.2 Cette méthode peut s’employer directement pour
l’analyse de la plupart des combustibles pour réacteurs à base
d’uranium et d’oxyde d’uranium/plutonium, qu’ils soient irra- -
2.3 Vérification de la solution titrée de dichromate de potas-
diés ou non, en solution dans l’acide nitrique et pour l’analyse
sium par comparaison avec de l’uranium étalon reconnu inter-
des solutions de produits à base de nitrate d’uranyle(VI). On
nationalement par la même méthode de titrage au dichromate
n’observe pas d’interférence des produits de fission équivalant
ou par comparaison avec du dichromate de potassium NBS
à une combustion nucléaire de 10 % ou moins des atomes
SRM 136 C.
lourds et les autres éléments susceptibles d’interférer ne sont
pas normalement en quantité suffisante pour avoir une
influence significative sur les résultats.
3 Réactions
Dans les conditions expérimentales données, les principales
1.3 La méthode recommande une pesée d’une aliquote
réactions sont les suivantes :
d’échantillon et un titrage gravimétrique (titrigravimétrie) pour
obtenir la précision et la fidélité nécessaires. Elle n’exclut pas
3.1 Dans la solution concentrée d’acide
l’emploi d’autres techniques, du moment que celles-ci donnent
phosphorique :
des résultats équivalents.
UOs+ + 2Fe2+ + 4H +----+ U4+ + 2Fe3+ + 2H 0
2
L’exécution de certaines étapes de la méthode étant critique,
l’utilisation de dispositifs automatiques présente des avanta- Mo
3Fe2+ + NO; + 4H+w 3Fe3+
+ NO + 2H20
ges, principalement dans le cas d’analyses de routine.
Mo
F&+ + NOi + 2H+v Fe3+
+ NO, + H20
3.2 Dans la solution dilube d’acide phosphorique :
2 Principe
U4+ + 2Fe3+ + 2H,O+ UOs+ + 2Fe2+ + 4H+
2.1 Réduction de l’uranium(W) en uranium(W) dans une
solution concentrée d’acide phosphorique par réaction avec le
F&+ + V02+ + 2H
+F Fe3+ + V3+ + H 0
2
sulfate de fer(ll). Oxydation du sulfate de fer(ll) en excés par
l’acide nitrique en présence de molybdène et dosage titrigravi-
La réaction globale peut donc se représenter sous la forme :
métrique de l’uranium(W) à l’aide d’une solution étalonnée de
dichromate de potassium jusqu’au point équivalent potentio-
u4+ + 2vo2+ - uo2+ + 2v3+
2
métrique.
3.3 Au titrage à l’aide de la solution de dichromate
2.2 Dilution d’une prise d’essai contenant environ 0,2 g de potassium :
d’uranium dans une solution d’acide nitrique par de l’acide
orthophosphorique contenant un peu de dichromate pour oxy- Cr20;- + 6V3+ + 2H +----) 2Cr3+ + 6V02+ + H 0
2
der tout corps réducteur éventuel. Addition d’une solution de
sulfate de fer(ll) en excés pour réduire tout l’uranium à l’état ce qui équivaut à un titrage de U4+ à l’aide de dichromate :
tétravalent. Addition d’acide amidosulfurique pour éliminer les
oxydes d’azote formés à ce stade. +3U4+ +2H
Cr20+- +y 2Cr3+ + 3U02+ + H 0
2
2

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ISO 7097-1983 (FI
Interférences
4 5.6 Réactif oxydant.
Dissoudre 4’0 + 0’1 g de heptamolybdate d’ammonium
Cette méthode est moins sujette à l’interférence des ions étran-
[(NH4)6M07024m4H201 dans 500 ml d’eau. Ajouter 500 ml
gers que la plupart des autres méthodes de dosage de I’ura-
d’acide nitrique (5.2) et homogénéiser. La solution ne doit pas
nium. Parmi les ions et les métaux qui n’interfèrent pas à con-
être utilisée plus d’une semaine après préparation.
centration raisonnable, on peut citer les ions fluorure, perchlo-
rate, sulfate, nitrate, peroxyde, Al, Be, Si, Zr, Nb, Ti, Cr, Fe,
5.7 Acide amidosulfurique, solution à 150 g/l.
CO, Ni, W, CU, Pb, Pu, Th, les terres rares, les métaux alcalins
et les métaux alcalino-terreux. Le molybdène n’interfère qu’en
Dissoudre 150 g d’acide amidosulfurique dans 1 I d’eau à tem-
présence de grandes quantités d’ions nitrate et inversement les
pérature ambiante.
La solution étant presque saturée, un
ions bromure, oxalate, Au, Sn, Mn et certains métaux du
chauffage tendrait à décomposer l’acide amidosulfurique.
groupe platine interfèrent légèrement. L’interférence des ions
iodure, iodate, Ag, V et Tc est plus importante. Des données
5.8 Oxysulfate de vanadium(W), solution à 1’25 g/l.
pertinentes manquent sur l’effet des ions chlorure, Hg, As, Sb,
Np et Am qui nécessitent de plus amples études.
Peser 1’25 + 0’01 g d’oxysulfate de vanadium(IV)
[VOSO4JH,Ol et les dissoudre dans 900 ml d’eau contenant
II semblerait néanmoins que les radicaux à interférence poten-
25 ml de la solution d’acide sulfurique (5.4). Compléter à 1 I et
tielle des solutions de combustibles irradiés (y compris les pro-
homogénéiser. Cette solution ne doit pas être utilisée plus
duits de fission correspondant à une combustion de 10 % ou
d’une semaine après préparation pour réduire les risques d’oxy-
moins) ont des concentrations tellement basses que leur inter-
dation en vanadium(V).
férence cumulée n’est pas significative (moins de 0’2 %). II
reste à établir l’effet possible des rayonnements intenses /3r et
5.9 Solutions de dichromate de potassium.
de certains corps radioactifs (par exemple, celui du ruthénium
sur le système d’électrodes). Les types de matériaux à analyser
5.9.1 Dichromate de potassium, solution concentrée
couvrant une gamme trés large, c’est à l’utilisateur de la
(0’2 mol/U
méthode d’étudier dans chaque cas particulier les possibilités
d’interférence à la lumière de la documentation détaillée qui est
Peser à 0’01 g près (ml) une fiole jaugée de 1 1, propre et sèche.
publiée* et des résultats des autres expérimentations qui pour-
Peser à 0,000 1 g près tm2) environ 9’81 g de dichromate de
ront s’avérer nécessaires.
potassium desséché (K2Cr207) et les dissoudre dans de l’eau.
Transvaser dans la fiole tarée, compléter à 1 I avec de l’eau,
peser à 0’01 g près (m3) la fiole et son contenu et enfin homo-
5 Réactifs
généiser. Calculer la concentration (I$I en dichromate, en milli-
moles de 1/6 K2Cr207 par gramme de solution, de la solution,
Au cours de l’analyse, utiliser uniquement des réactifs de qua-
en appliquant les corrections nécessaires de pureté et de pous-
lité e reconnue et de l’eau distillée ou déminéralisée.
analytiqu
sée de l’air à la masse du dichromate solide, mais pas à celle de
la solution (la masse apparente de cette dernière servant en
5.1 Acide fluorhydrique, Q 1’13 g/ml.
8.11, soit
m2
5.2 Acide nitrique, Q 1’42 g/ml.
F, =
0,04903 (m3 -ml)
5.3 Acide orthophosphorique, Q 1’75 g/ml.
5.9.2 Dichromate de potassium, solution diluée
5.4 Acide sulfurique, solution à 50 % (vl v).
Peser à 0’02 g près (m4) une fiole jaugée de 2 1, propre et sèche.
Peser à 0,001 g près (m5), dans un flacon à peser, environ 150 g
de la solution concentrée de dichromate de potassium (5.9.1) et
Ajouter doucement et avec soin 100 ml d’acide sulfurique
transvaser la totalité de la solution dans la fiole jaugée de 2 1.
(Q 1’84 g/ml) à 100 ml d’eau sans cesser d’agiter.
Repeser le flacon et ce qui y reste à 0,001 g près (m6). Complé-
ter le volume de solution dans la fiole à 2 I avec de l’eau et peser
5.5 Sulfate de fer(ll), solution à 280 g/l.
la fiole et son contenu à 0’02 g près (m+. Homogénéiser.
Ajouter doucement et avec soin 50 ml d’acide sulfurique
Calculer le facteur de dilution, F2, à l’aide de l’expression
(Q 1’84 g/ml) à 300 ml d’eau dans un bécher de 2 I s
...