本发明属于燃料芯块检测领域，具体涉及一种MOX芯块中氮含量的测定方法。
背景技术：
我国实验快堆混合氧化铀钚燃料(MOX)芯块中的氮杂质含量对芯块的各种物理性能有较大影响，是芯块制造各环节中必须监控的杂质元素，同时也是MOX芯块是否合格的技术指标之一。
目前测定混合氧化铀钚材料中的氮含量的方法标准ASTM C698-2010《核级混合氧化铀钚((U,Pu)O2)的化学、质谱和光谱化学分析的标准试验方法》中，是采用奈斯勒试剂蒸馏分光光度法进行氮含量测定，该方法需要对样品进行溶解、氮蒸馏分离、奈斯勒试剂显色、仪器测量、标准曲线绘制和计算等步骤，对3μg氮而言，单次测定的相对标准偏差为20％，可见该分析方法流程长，操作繁杂，测量精密度也不高。
目前，市面上以惰性气体高温熔融-热导法为测量原理的氮分析仪，已广泛用于合金、陶瓷、金属及其氧化物等物料中氮的测定，并具有自动化程度高、灵敏度高、准确度高及分析速度快等特点。但受限于放射性材料检测的特殊性，采用惰性气体高温熔融-热导法测定MOX芯块中氮含量的技术尚未见发布和公开报道。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种MOX芯块中氮含量的测定方法，能够准确、快速地测定MOX芯块中氮杂质含量。
本发明的技术方案如下：
一种MOX芯块中氮含量的测定方法，包括以下步骤：
步骤1：样品制备
将MOX芯块样品进行物理破碎后，称取0.050g～0.100g样品；
步骤2：仪器准备
1)在使用前，开机预热氮分析仪30min以上，仪器稳定后进行漏气检测，漏气检测通过后，默认输入样品质量为1.000g，使用N个空石墨坩埚分别进行N次空白测试，3≤N≤5，确保空白的氮含量质量百分比均小于等于0.0005％，空白无异常，使仪器保持稳定良好的工作状态；
2)设定氮分析仪分析功率在4900～5500W之间，脱气功率在5800～6200W之间，脱气次数为2～3次，脱气时间在30～50s之间，比较水平为0.1～5.0％；
步骤3：空白校正
将M个石墨坩埚分别放入M个质量规格为1g的镍篮中进行空白测试，3≤M≤5，默认输入样品质量为1.000g，选取空白的氮含量质量百分比小于等于0.001％的三个有效空白值进行空白校正；
步骤4：标样校正
准确称取3～5个标准钢样的质量，质量值精确至0.001g，分别装入镍篮中，输入标准钢样的质量后进行测量，将在标准钢样的氮含量标准值范围内的测定值作为有效值，在分析软件中选取三个有效值进行校正；
步骤5：样品测定
将装有样品的镍篮放入氮分析仪中完成样品中氮杂质含量的测量，氮分析仪自动计算并显示测量结果。
所述的石墨坩埚为套坩埚。
步骤5中，更换套坩埚中的内坩埚后，将套坩埚放于氮分析仪电极炉下电极上，然后输入样品质量，将装有样品的镍篮放入氮分析仪的落样滑块中；
在分析软件中执行分析程序，氮分析仪对套坩埚进行脱气处理后样品自动落入内坩埚中，完成样品中氮杂质含量的测量，氮分析仪自动计算并显示测量结果。
在对同一批次的样品及单个样品进行平行测定时，步骤2～步骤4不重复进行。
步骤4在称取标准钢样前，预估样品中的氮含量，选择的标准钢样的氮含量应接近于被测试样的氮量，以提高测量结果的准确性。
步骤1中，将MOX芯块样品放入玛瑙研钵中进行物理破碎。
步骤1中，在已称重的镍篮中加入样品碎片，称量装有样品的镍篮总质量，样品质量等于装有样品的镍篮总质量减去镍篮质量。
步骤2中，设定氮分析仪分析功率为5000W，脱气功率为6000W，脱气次数为2次，脱气时间为35s，比较水平为1.0％。
在样品量为0.050g条件下，该方法的检出限为4.8μg/g；在氮含量为60μg/g的水平下，精密度优于5％。
所述的氮分析仪以惰性气体高温熔融-热导法为测量原理。
本发明的显著效果在于：
本发明方法能够实现MOX芯块中氮杂质含量的快速、准确测定，在样品量为0.050g条件下，氮杂质含量的检出限为4.8μg/g；在氮含量为60μg/g的水平下，测量精密度优于5％。
附图说明
图1为MOX芯块中氮含量的测定方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。
一种MOX芯块中氮含量的测定方法，包括以下步骤：
步骤1：样品制备
将MOX芯块样品放入玛瑙研钵中进行物理破碎后，称取0.050g～0.100g样品，具体方法为：在已称重的镍篮中加入样品碎片，使样品量为0.050g～0.100g，称量装有样品的镍篮总质量，样品质量等于装有样品的镍篮总质量减去镍篮质量；
步骤2：仪器准备
1)在使用前，开机预热氮分析仪30min以上，仪器稳定后进行漏气检测，漏气检测通过后，默认输入样品质量为1.000g，使用N个空石墨坩埚分别进行N次空白测试，3≤N≤5，确保空白的氮含量质量百分比均小于等于0.0005％，空白无异常，使仪器保持稳定良好的工作状态；所述的石墨坩埚为套坩埚；
2)设定氮分析仪分析功率在4900～5500W之间，脱气功率在5800～6200W之间，脱气次数为2～3次，脱气时间在30～50s之间，比较水平为0.1～5.0％。
步骤3：空白校正
将M个石墨坩埚分别放入M个质量规格为1g的镍篮中进行空白测试，3≤M≤5，默认输入样品质量为1.000g，选取空白的氮含量质量百分比小于等于0.001％的三个有效空白值进行空白校正。
步骤4：标样校正
准确称取3～5个标准钢样的质量，质量值精确至0.001g，分别装入镍篮中，输入标准钢样的质量后进行测量，将在标准钢样的氮含量标准值范围内的测定值作为有效值，在分析软件中选取三个有效值进行校正。
在称取标准钢样前，预估样品中的氮含量，选择的标准钢样的氮含量应接近于被测试样的氮量，以提高测量结果的准确性。
步骤5：样品测定
更换套坩埚中的内坩埚后，将套坩埚放于氮分析仪电极炉下电极上，然后输入样品质量，将装有样品的镍篮放入氮分析仪的落样滑块中；
在分析软件中执行分析程序，氮分析仪对套坩埚进行脱气处理后样品自动落入内坩埚中，完成样品中氮杂质含量的测量，氮分析仪自动计算并显示测量结果。
在对同一批次的样品及单个样品进行平行测定时，步骤2～步骤4不重复进行。
本发明方法采用的仪器其测量原理是基于待测样品在电极炉中惰性气氛下高温燃烧，产生的N2用热导法进行测定，市面上以惰性气体高温熔融-热导法为测量原理的氮分析仪均可适用于本发明。
实施例一
步骤1：仪器准备
1)在使用前，开机预热氮分析仪30min以上，仪器稳定后进行漏气检测，漏气检测通过后，默认输入样品质量为1.000g，使用N个空石墨坩埚分别进行N次空白测试，3≤N≤5，确保空白的氮含量质量百分比均小于等于0.0005％，空白无异常，使仪器保持稳定良好的工作状态；所述的石墨坩埚为套坩埚；
2)设定氮分析仪分析功率为5000W，脱气功率为6000W，脱气次数为2次，脱气时间为35s，比较水平为1.0％。
步骤2：空白校正
将4个石墨坩埚分别放入4个质量规格为1g的镍篮中进行空白测试，默认输入样品质量为1.000g，选取空白的含量质量百分比小于等于0.001％的三个有效空白值进行空白校正。
步骤3：标样校正
准确称取3～5个标准钢样的质量，质量值精确至0.001g，分别装入镍篮中，输入标准钢样的质量后进行测量，将在标准钢样的氮含量标准值范围内的测定值作为有效值，在分析软件中选取三个有效值进行校正；
选择的标准钢样中氮含量为79±4μg/g。
步骤4：样品测定
用坩埚钳将套坩埚放于氮分析仪电极炉下电极上，将镍篮作为样品进行测量，重复测量12个镍篮。在样品量为0.050g条件下，测定结果如下：
检出限为标准偏差的3倍，由实施例一可确定本发明方法的检出限为3倍标准偏差，即4.8μg/g。
实施例二
步骤1：样品制备；
将MOX芯块样品放入玛瑙研钵中进行物理破碎后，称取0.050g样品；
步骤2：仪器准备
1)在使用前，开机预热氮分析仪30min以上，仪器稳定后进行漏气检测，漏气检测通过后，默认输入样品质量为1.000g，使用N个空石墨坩埚分别进行N次空白测试，3≤N≤5，确保空白的含量质量百分比均小于等于0.0005％，空白无异常，使仪器保持稳定良好的工作状态；所述的石墨坩埚为套坩埚；
2)设定氮分析仪分析功率为5000W，脱气功率为6000W，脱气次数为2次，脱气时间为35s，比较水平为1.0％。
步骤3：空白校正
将4个石墨坩埚分别放入4个质量规格为1g的镍篮中进行空白测试，默认输入样品质量为1.000g，选取空白的含量质量百分比小于等于0.001％的三个有效空白值进行空白校正。
步骤4：标样校正
准确称取3～5个标准钢样的质量，质量值精确至0.001g，分别装入镍篮中，输入标准钢样的质量后进行测量，将在标准钢样的氮含量标准值范围内的测定值作为有效值，在分析软件中选取三个有效值进行校正；
选择的标准钢样中氮含量为79±4μg/g。
步骤5：样品测定
更换套坩埚中的内坩埚后，用坩埚钳将套坩埚放于氮分析仪电极炉下电极上，然后输入样品质量，将装有样品的镍篮放入氮分析仪的落样滑块中；
在分析软件中执行分析程序，氮分析仪对套坩埚进行脱气处理后样品自动落入内坩埚中，完成样品中氮杂质含量的测量，氮分析仪自动计算并显示测量结果。
重复步骤1和步骤5，共进行6次测定，测定结果如下：
实施例二结果表明：本发明测定MOX芯块中氮杂质含量，在氮含量为60μg/g的水平下，精密度优于5％。