Determinación de uranio en soluciones, en hexafluoruro y en sólidos por valoración potenciométrica

Fundamento

La contabilidad del material nuclear exige determinar el uranio con exactitud mucho mayor que la de un análisis químico corriente, porque el balance de una instalación se cierra sobre diferencias pequeñas entre cantidades grandes y cualquier sesgo se interpreta como material no contabilizado. El método de referencia es una valoración redox con detección potenciométrica del punto final, cuya exactitud relativa es de unas pocas partes por mil. La muestra se disuelve y todo el uranio presente se lleva a un único estado de oxidación conocido: se reduce cuantitativamente de uranio hexavalente a tetravalente con un reductor en exceso, y ese exceso se destruye de manera selectiva sin tocar el uranio reducido, que es el paso más delicado del procedimiento. Después se valora el uranio tetravalente con un oxidante fuerte de título exactamente conocido —dicromato de potasio, que es patrón primario, o sulfato cérico— y el punto final se detecta siguiendo el potencial de la solución con un electrodo indicador de platino frente a uno de referencia, en lugar de con un indicador visual: la curva de potencial contra volumen agregado presenta un salto brusco en la equivalencia, y el punto se ubica por el máximo de la primera derivada, lo que elimina la apreciación del operador. El hexafluoruro de uranio requiere además un manejo específico de la muestra, que se hidroliza en condiciones controladas porque reacciona violentamente con el agua y libera fluoruro de hidrógeno. La trazabilidad del resultado descansa en el título del oxidante, normalizado contra patrones primarios, y se controla analizando en cada serie un material de referencia certificado de uranio.

Analito (qué se busca)

Uranio

Matriz (en qué muestra)

Soluciones de proceso del ciclo del combustible nuclear; hexafluoruro de uranio; sólidos de uranio: óxidos, concentrados y polvos de fabricación de combustible; muestras de contabilidad de material nuclear; material en verificación de salvaguardias

Equipamiento necesario¿Dónde lo compro?

Titulador potenciométrico automático con electrodo de platino y electrodo de referencia; bureta de precisión; balanza analítica de alta resolución; campana de extracción con lavado de gases; equipo de manejo y de hidrólisis de hexafluoruro; material de laboratorio resistente al fluoruro.

Reactivos¿Dónde lo compro?

Dicromato de potasio patrón primario o sulfato cérico valorado; reductor del uranio y el reactivo que destruye su exceso; ácidos de disolución de grado adecuado; material de referencia certificado de uranio; agua ultrapura.

Material de laboratorio¿Dónde lo compro?

Recipientes de politetrafluoroetileno para las muestras fluoradas; material volumétrico clase A; planilla con la masa de muestra, el título del oxidante, el volumen en el punto de equivalencia y el cálculo; registro de contabilidad de material nuclear con la identificación del lote y del ítem.

Consumibles¿Dónde lo compro?

Reactivos; patrones; material plástico; la porción de muestra, que se contabiliza como material consumido en el análisis.

Unidad

kg/kg · % de uranio o g de uranio por unidad de masa de muestra · masa total de uranio del ítem para la contabilidad (g) · título del oxidante y volumen en el punto de equivalencia · resultado del material de referencia certificado de la serie · forma química del uranio analizada · identificación del ítem en el inventario

Rango de referencia

El exceso de reductor hay que destruirlo por completo y sin tocar el uranio ya reducido: si queda algo, consume oxidante de más y el uranio sale alto, que en contabilidad nuclear es exactamente el error que nadie quiere

Norma que lo exige

El régimen de contabilidad y control de material nuclear de la autoridad regulatoria nuclear, que obliga a determinar y declarar los inventarios; los acuerdos internacionales de salvaguardias y las verificaciones del organismo internacional; las especificaciones de compraventa de concentrados y de combustible; las normas de acreditación del laboratorio y los requisitos de protección radiológica del personalargentina e internacional

Norma que describe la técnica

IRAM-ISO 7097-1, Tecnología del combustible nuclear. Determinación de uranio en soluciones, hexafluoruro de uranio y sólidos. Parte 1: Método de valoración de reducción del hierro(II)/ oxidación con dicromato de potasio. La norma internacional adoptada como IRAM sobre tecnología del combustible nuclear que fija la determinación de uranio en soluciones, en hexafluoruro de uranio y en sólidos por el método de valoración potenciométrica, con la reducción, la destrucción del exceso de reductor y la detección del punto final; los procedimientos de contabilidad de material nuclear; los métodos de referencia de los laboratorios de salvaguardiasargentina e internacional

Edición y vigencia de la norma

Norma de tecnología del combustible nuclear sobre determinación de uranio por valoración potenciométrica, parte de soluciones, hexafluoruro y sólidos

Volumen de muestra

De 0,1 a 1 g de uranio por determinación

Conservación y transporte

Las muestras se manejan bajo el régimen de material nuclear, con cadena de custodia e inventario. El hexafluoruro se conserva y se subdivide en recipientes específicos y se hidroliza en condiciones controladas, porque reacciona con la humedad del aire y libera fluoruro de hidrógeno.

Límite de detección típico

No corresponde: el método se usa en el rango de porcentajes altos, donde su virtud es la exactitud, no la sensibilidad

Incertidumbre típica

Del 0,1 al 0,5 % relativo, que es lo que exige la contabilidad de material nuclear

Área

Química analítica; Radiología; Energía y biogás

Fecha de última actualización: 22/9/2026