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        Sr樹脂萃取色層法分析污染土中90Sr

        2017-11-07 17:53:52陳文若韓雪梅陳靜羅素軍高永萍
        科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào) 2017年21期
        關(guān)鍵詞:污染

        陳文若+韓雪梅+陳靜+羅素軍+高永萍

        摘 要:針對環(huán)境調(diào)查項(xiàng)目中樣品放射性不同的現(xiàn)狀,重點(diǎn)開展了其中90Sr分析研究工作。本文采用SR樹脂萃取色柱分離放射性污染土樣中90Sr,主要開展了吸附酸度、吸附流速、洗滌、解析劑等條件試驗(yàn),切倫科夫計(jì)數(shù)法測定放置平衡后90Sr的最佳參數(shù),建立了SR樹脂萃取色柱分析放射性污染土樣中90Sr的方法。當(dāng)處理放射性污染土樣為1.0g時(shí),方法檢出限為0.062Bq/g,90Sr加標(biāo)回收率在89.3%~95.9%之間,方法精密度為8.3%。

        關(guān)鍵詞:SR樹脂 萃取色層法 污染土 90Sr

        中圖分類號:TL751 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1674-098X(2017)07(c)-0122-02

        90Sr是重要的裂變產(chǎn)物,屬于純β發(fā)射體,具有產(chǎn)額高、壽命長的特點(diǎn),是一種高毒類的親骨性核素[1]。生成的高能β射線會對骨髓造血組織產(chǎn)生較大輻射損傷。同時(shí)在核設(shè)施退役、放射性三廢治理及污染區(qū)域治理等活動(dòng)中90Sr是重點(diǎn)關(guān)注核素之一,因此在核設(shè)施退役及放射性污染區(qū)域治理等過程中須對其進(jìn)行準(zhǔn)確分析。

        1 主要儀器和試劑

        低本底液體閃爍計(jì)數(shù)器,具有α/β甄別功能;SR樹脂,50~100μm;微色譜柱,柱尺寸為φ5mm×90mm;電子天平,感量0.1mg;四氟乙烯罐,100mL;不銹鋼高壓消解罐;HNO3(65%~68%);HF≥40%;HCLO4(70%~72%);Sr樹脂(粒徑:100~150μm);90Sr放射性標(biāo)準(zhǔn)溶液,原子高科產(chǎn)品。

        2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

        2.1 樣品預(yù)處理

        稱取經(jīng)破碎、研磨、篩分后采用四分法縮分的1.0g(準(zhǔn)確至0.01g)試樣于聚四氟乙烯罐中,加入硝酸10mL、高氯酸2mL、氫氟酸3mL,于180℃烘箱中分解2h,取出冷卻,于電熱板上蒸至近干,加入2mL硝酸蒸至近干,重復(fù)加入硝酸蒸干步驟2次,用硝酸溶解后備用。

        2.2 萃取色層分離條件的確定

        2.2.1 鍶樹脂對Sr(Ⅱ)萃取能力的分析

        Sr樹脂固定相萃取劑是溶解于辛醇中的冠醚(二環(huán)己基-18-冠-6),其空穴尺寸和鍶離子直徑較為匹配。金屬離子在鍶特效樹脂上的分配系數(shù)與硝酸的關(guān)系,在高濃度的硝酸體系下,鍶的分配系數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他金屬離子,因而選用鍶特效樹脂是分離Sr(Ⅱ)的最佳萃取劑。

        2.2.2 吸附酸度的選擇

        準(zhǔn)確移取0.2mL90Sr-90Y放射性標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)7個(gè),分別調(diào)節(jié)酸度為1.0mol/L、3.0mol/L、5.0mol/L、8.0mol/L、8.5mol/L、9.0mol/L、10.0mol/L,流速2.0mL/min上柱分離,吸附流出液放置14d后,用切倫科夫計(jì)數(shù)法進(jìn)行測量。吸附酸度曲線見圖1。

        由圖1可以看出,吸附酸度在8.0mol/L HNO3-1.0mol/L HNO3時(shí),吸附流出液中90Sr占總活度的3.10%~5.87%,且8.0mol/L HNO3時(shí)流出率最低,因此選擇吸附酸度為8.0mol/L HNO3。

        2.2.3 上柱流速的確定

        根據(jù)文獻(xiàn)[3]給出的SR樹脂的吸附容量為6.5mg Sr/mL,可以保證本文選擇的1g放射性污染土樣中的核素完全被吸附,不會因樹脂吸附飽和穿透。選擇流速2.0mL/min與1.0mL/min進(jìn)行6組實(shí)驗(yàn)對比(見圖2)。

        由圖2可以看出,流速為1mL/min時(shí),6組測試樣品流出液中90Sr活度均低于流速為2mL/min的,因此選擇流速為1mL/min。以下實(shí)驗(yàn)均采用次流速。

        2.2.4 洗滌液的選擇

        根據(jù)文獻(xiàn)[3]依次用10mL 8mol/L HNO3、5mL 3mol/L HNO3、0.05mol/L H2C2O4、10mL 8 mol/L HNO3洗滌色譜柱,通過這三步洗滌可以去除色譜柱上的Y、K、Ba、Ca、Bi、Pu、Am、Np、Ce等離子。

        2.2.5 解析液種類的選擇

        準(zhǔn)確移取0.2 mL90Sr-90Y標(biāo)準(zhǔn),調(diào)節(jié)酸度8mol/L上柱分離。分別采用二次水、0.05mol/L HNO3與1.0mol/L HNO3解析柱子,接取解析液10mL于液體閃爍儀上測量(見圖3)。

        由圖3可以看出,隨著解析液酸度變大,其解析率呈下降趨勢,6組測試樣品中二次水的解析率最高,在90%以上。因此選擇解析液為二次水。

        2.3 90Sr-90Y的切倫科夫計(jì)數(shù)效率曲線

        考慮到在解析時(shí),很難準(zhǔn)確掌握收集的每個(gè)樣品體積都一致,因此對不同體積下的90Sr-90Y切倫科夫計(jì)數(shù)效率進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。圖4為在體積5~20mL下的計(jì)數(shù)效率曲線。

        從圖4可以看出,當(dāng)測量體積在5~20mL之間,90Sr-90Y切倫科夫計(jì)數(shù)效率為32.37%-32.60%,平均效率為32.48%,測量體積對90Sr切倫科夫計(jì)數(shù)效率影響不大。

        2.4 方法收率及精密度

        分別于12個(gè)高壓消解罐中平行稱取1.0g(精確至0.1mg)污染土樣,經(jīng)萃取色層分離后,6個(gè)樣品做精密度實(shí)驗(yàn)。另外6個(gè)樣品分別加入0.2mL90Sr標(biāo)準(zhǔn),進(jìn)行加標(biāo)回收率實(shí)驗(yàn)。方法精密度結(jié)果列于表1中,方法加標(biāo)回收率結(jié)果列于表2中。

        從表1、表2可以看出,該方法精密度為8.34%,對90Sr加標(biāo)回收率在89.3%~95.9%之間。

        3 結(jié)論

        (1)建立了SR樹脂萃取色層法分析污染土樣中90Sr的方法。

        (2)經(jīng)過對某污染土樣品的分析結(jié)果表明,方法對90Sr加標(biāo)回收率在89.3%~95.9%之間,精密度為8.3%。

        (3)該方法處理污染土樣量為1g時(shí),方法檢出限為0.062Bq/g。

        (4)采用本方法分析污染土人員投入少、分離過程快、樣品制備簡單、儀器自動(dòng)化水平高。

        參考文獻(xiàn)

        [1] 舒復(fù)君,楊金玲,楊志紅,等.一種快速分析土壤樣品中Sr的方法[J].核化學(xué)與放射化學(xué),2011,35(1):14-18.

        [2] Triskem公司產(chǎn)品和技術(shù)手冊[Z].

        [3] 土壤樣品中的Sr(版本1.214/03/12-TK)[Z].endprint

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