楊鈺寧，武俊紅，張海玲，董文靜，趙 東，李永明，唐 偉

中國(guó)工程物理研究院 材料研究所，四川 江油 621907

20世紀(jì)的大氣層核試驗(yàn)和一些核設(shè)施事故，釋放了大量的钚(238Pu、239Pu、240Pu、241Pu等)進(jìn)入環(huán)境中，其中大部分直接進(jìn)入大氣平流層形成全球沉降。而在核設(shè)施周圍，微量的源于核活動(dòng)過(guò)程產(chǎn)生的钚也會(huì)通過(guò)流出物擴(kuò)散進(jìn)入局域環(huán)境，并經(jīng)長(zhǎng)期累積形成特定的分布特征。根據(jù)國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)報(bào)道總結(jié)，238Pu/239,240Pu活度比的信息特征可用于評(píng)估核活動(dòng)[1]，其中的關(guān)鍵是突破痕量钚的高靈敏分析技術(shù)，獲得準(zhǔn)確的核素比值。

238Pu在環(huán)境樣品中為超痕量核素，由于無(wú)法與238U區(qū)分導(dǎo)致難以使用質(zhì)譜測(cè)量。采用α譜儀分析時(shí)，為了提高測(cè)量的準(zhǔn)確性，需要使用較大量(25～50 g)的土壤進(jìn)行分析，這時(shí)引入的雜質(zhì)元素的量明顯增大。在α譜圖上，241Am峰與238Pu峰完全重疊，228Th峰與238Pu峰存在部分重疊，241Am和228Th的存在會(huì)嚴(yán)重影響238Pu的測(cè)量。因此，需要盡可能地去除U、Th、Am等干擾元素，分離純化出Pu同位素238Pu和239,240Pu。

目前，針對(duì)土壤中238Pu/239,240Pu活度比分析的分離方法國(guó)內(nèi)相關(guān)研究較少，國(guó)外有若干相關(guān)方法的報(bào)道。這些方法包括：萃取樹脂法(TEVA)[2-3]、陰離子交換樹脂法(Dowex 1×4、Dowex 1×8、Dowex-1)[4-6]、兩級(jí)陰離子交換樹脂法(Dowex 1×4+AG 1×4、Dowex 1×8+AG 1×8)[1,7]、陰離子交換樹脂-萃取樹脂法聯(lián)用(AG 1×4+TEVA)[8]、陰離子交換樹脂-萃取法聯(lián)用(Dowex 1×4與噻吩甲酰三氟丙酮(TTA)萃取法聯(lián)用)[9]，但是大部分方法未對(duì)U、Th、Am等雜質(zhì)元素的去污程度進(jìn)行細(xì)致的討論，難以評(píng)估238Pu/239,240Pu分析的準(zhǔn)確性。基于三正辛胺(TOA)萃取法進(jìn)行238Pu/239,240Pu活度比的分析方法研究尚未有報(bào)道。本工作基于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)HJ814-2016[10]的分析钚含量的流程，通過(guò)提高U、Th、Am和有機(jī)質(zhì)等干擾雜質(zhì)的去污程度，進(jìn)一步純化钚溶液，擬建立適用于238Pu/239,240Pu活度比測(cè)量的分析方法。

土壤中238Pu/239,240Pu活度比分析方法的研究，擬分為4個(gè)步驟開展(圖1)。首先對(duì)HJ814-2016分析流程中的TOA萃取、鹽酸洗滌、硝酸洗滌各步驟中所去除的元素進(jìn)行測(cè)量確定，其次考察鹽酸和硝酸洗滌體積量對(duì)各雜質(zhì)元素的去污程度的影響，然后在前處理中引入共沉淀步驟進(jìn)一步去除有機(jī)質(zhì)并實(shí)現(xiàn)樣品的預(yù)濃集。這三個(gè)方面的研究采用TOA液相萃取進(jìn)行探究以縮短整個(gè)實(shí)驗(yàn)流程的時(shí)間。最后，使用TOA-白色擔(dān)體色層粉進(jìn)行固相萃取實(shí)驗(yàn)，建立238Pu/239,240Pu活度比的分析方法。

1 材料與方法

1.1 試劑與儀器

TOA，成都市科龍化工試劑廠；102白色酸洗擔(dān)體，粒徑0.177～0.250 mm，天津市光復(fù)精細(xì)化工研究所；242Pu(2.0 mol/L HNO3介質(zhì)，活度(128±3.2) Bq)、241Am(2.0 mol/L HNO3介質(zhì)，活度(360±10.8) Bq)，俄羅斯JSC Khlopin Radium Institute；標(biāo)準(zhǔn)參考土壤(IAEA-447、IAEA-385)，國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)；硝酸、鹽酸等其他化學(xué)試劑，純度為分析純，成都市科隆化學(xué)品有限公司；OCTTE Plus α譜儀，美國(guó)ORTEC公司。

1.2 土壤采集及制樣

采集川西北某兩地地區(qū)土壤，按照梅花形布點(diǎn)法采集5個(gè)點(diǎn)位的土壤進(jìn)行混合，采樣深度0～20 cm，采樣時(shí)除去土表植物根莖及石塊等雜物。采回的土壤樣品首先于105 ℃烘干，然后進(jìn)行破碎、120目過(guò)篩等步驟進(jìn)行制樣后待測(cè)。選取的兩個(gè)土壤樣品有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為4.50%和3.89%，钚的比活度分別約為3.5×10-4Bq/g和3.9×10-5Bq/g。

1.3 土壤預(yù)處理

1) 土壤灰化

取25 g的土壤樣品于坩堝中，加入20 μL0.153 kBq/L242Pu標(biāo)液，然后將坩堝在600 ℃的馬弗爐內(nèi)灼燒2 h。

圖1 238Pu/239, 240Pu活度比測(cè)量的樣品前處理優(yōu)化流程Fig.1 Pretreatment optimization chart for determination of 238Pu/239, 240Pu activity ratio

2) 土壤酸浸取

將灰化后的土壤轉(zhuǎn)移到250 mL燒杯中，緩慢加入100 mL 8 mol/L硝酸，攪拌均勻后放在加熱板上加熱煮沸20～30 min。冷卻至室溫后，將浸取混漿轉(zhuǎn)移至離心杯中離心10 min(轉(zhuǎn)速為3 000 r/min)，收集上層清液。用50 mL 8 mol/L硝酸將沉淀轉(zhuǎn)移至原燒杯中加熱進(jìn)行二次浸取，轉(zhuǎn)移離心后將兩次上層清液合并。沉淀依次用20 mL 3 mol/L硝酸和20 mL水洗滌一次，離心后的上層清液與前兩次的上層清液合并。

3) Pu的價(jià)態(tài)調(diào)節(jié)

每100 mL的上清液中加入1 mL的氨基磺酸亞鐵溶液(3.0 g還原鐵粉+12.0 g氨磺酸，用40 mL 0.1 mol/L硝酸溶解，過(guò)濾除去不溶物，濾液用0.1 mol/L硝酸定容至50 mL)進(jìn)行還原，放置反應(yīng)5～10 min后，再加入1.5 mL 4 mol/L的亞硝酸鈉溶液進(jìn)行氧化，放置5～10 min后加熱煮沸溶液，使過(guò)量的亞硝酸鈉完全分解，然后冷卻至室溫。

1.4 確定萃取和洗滌步驟所去除的元素

將調(diào)價(jià)后的溶液轉(zhuǎn)移至分液漏斗中，加入10 mL 10%(體積分?jǐn)?shù))的TOA-二甲苯溶液進(jìn)行振蕩萃取2 min，靜置5 min，收集廢棄的TOA萃余液水相，保留有機(jī)相。分液漏斗中加入10 mL 10 mol/L鹽酸進(jìn)行振蕩洗滌，靜置后收集洗滌后的鹽酸廢液，保留的有機(jī)相中再加入10 mL 3 mol/L硝酸進(jìn)行振蕩洗滌，同樣收集洗滌后的硝酸廢液。

分別將TOA萃余液、鹽酸廢液和硝酸廢液加熱蒸干，殘?jiān)? mL 0.025 mol/L草酸+0.150 mol/L硝酸溶液溶解后轉(zhuǎn)移入電沉積槽內(nèi)，調(diào)節(jié)pH為1.5～2.0；將電沉積槽置于流動(dòng)的冷水浴中電沉積1 h，終止前加入1 mL氨水繼續(xù)電沉積1 min，斷開電源，棄去電沉積液；電鍍片依次用水和無(wú)水乙醇洗滌，在紅外燈下烘干后，用α譜儀進(jìn)行測(cè)量。

1.5 鹽酸和硝酸洗滌量的影響

該部分研究采用液相萃取方式進(jìn)行，第一份樣品用10 mL 10 mol/L鹽酸和10 mL 3 mol/L硝酸各洗滌一次，第二份樣品用10 mL 10 mol/L鹽酸和10 mL 3 mol/L硝酸各洗滌兩次，然后兩份樣品的有機(jī)相中各加入8 mL 0.025 mol/L草酸+0.150 mol/L硝酸溶液進(jìn)行反萃，反萃液電沉積后，α譜儀測(cè)量電鍍片。

1.6 共沉淀的影響

該部分研究采用液相萃取方式進(jìn)行。向土壤酸浸取的上層清液中緩慢加入濃氨水調(diào)節(jié)pH至9～10，攪拌30 min使之充分沉淀，然后全部轉(zhuǎn)移至離心杯中離心10 min(轉(zhuǎn)速為3 000 r/min)，棄去上清液；依次用20 mL 6 mol/L氫氧化鈉和20 mL水洗滌沉淀一次，最后沉淀用30 mL 8 mol/L硝酸溶液溶解(適當(dāng)加熱使沉淀完全溶解)，冷卻至室溫。隨后進(jìn)行調(diào)價(jià)、萃取、洗滌、反萃和電沉積等操作。

1.7 固相萃取實(shí)驗(yàn)

制備TOA-白色擔(dān)體色層粉時(shí)，向每1.0 g的102白色酸洗擔(dān)體中加入2.0 mL 10%(體積分?jǐn)?shù))的TOA-二甲苯溶液，充分?jǐn)嚢杈鶆蚝蠓胖米匀涣栏苫蛟诩t外燈下烘干，使二甲苯揮發(fā)并呈現(xiàn)松散狀，用水懸浮法除去懸浮的細(xì)粉后貯存在棕色的玻璃瓶中備用。

1) 流速對(duì)固相萃取分離結(jié)果的影響

將TOA-白色擔(dān)體色層粉裝入柱內(nèi)(柱高10 cm，直徑1 cm，后同)，用20 mL 8 mol/L硝酸以2.0 mL/min的流速通過(guò)柱子以平衡柱內(nèi)酸度；土壤樣品經(jīng)過(guò)灰化、浸取、共沉淀和調(diào)價(jià)后的樣品溶液分別以2.0、1.0、0.4、0.2 mL/min的流速通過(guò)已裝好的色層柱，用5 mL 8 mol/L硝酸洗滌原燒杯，洗滌液以相同的流速通過(guò)色層柱；隨后依次20 mL 10 mol/L鹽酸和30 mL 3 mol/L硝酸，分別以2.0、1.0、0.8、0.5 mL/min的流速洗滌色層柱，然后用2 mL蒸餾水以相同的流速洗滌色層柱，最后用8 mL 0.025 mol/L草酸+0.150 mol/L硝酸溶液分別以1.0、0.5、0.2、0.1 mL/min的流速解吸Pu。將解吸液電沉積，α譜儀測(cè)量電鍍片。

2) 洗滌液體積對(duì)固相萃取分離結(jié)果的影響

將TOA-白色擔(dān)體色層粉裝入柱內(nèi)，用20 mL 8 mol/L硝酸以2.0 mL/min的流速通過(guò)柱子以平衡柱內(nèi)酸度；土壤樣品經(jīng)過(guò)灰化、浸取、共沉淀和調(diào)價(jià)后的樣品溶液以0.2～0.4 mL/min的流速通過(guò)已裝好的色層柱，用5 mL 8 mol/L硝酸洗滌原燒杯，洗滌液以相同的流速通過(guò)色層柱；分別用20、35、40、50、70 mL 10 mol/L鹽酸，再用30 mL 3 mol/L硝酸以0.5～0.8 mL/min的流速洗滌色層柱，然后用2 mL蒸餾水以0.5～0.8 mL/min的流速洗滌色層柱，最后用8 mL 0.025 mol/L草酸+0.150 mol/L硝酸溶液以0.1～0.2 mL/min的流速解吸Pu；將解吸液電沉積，α譜儀測(cè)量電鍍片。

2 結(jié)果與討論

2.1 TOA萃取分離和各洗滌液去除的元素

由于TOA萃余液的基質(zhì)非常復(fù)雜，難以使用電鍍法制源測(cè)量其中的放射性核素。從洗滌步驟去除的元素看，10 mol/L鹽酸洗滌的元素為Th，3 mol/L硝酸洗滌的元素為U；但在這兩個(gè)步驟中均未發(fā)現(xiàn)Am的存在，推測(cè)是因?yàn)門OA對(duì)Am的萃取能力比較弱，大部分的Am存在于萃余液中。為了驗(yàn)證TOA對(duì)Am的萃取情況，使用添加了已知Am活度的模擬土壤溶液來(lái)代替實(shí)際土壤樣品進(jìn)行整個(gè)流程操作，最終測(cè)得大于95%的Am在萃余液中，說(shuō)明TOA對(duì)Am是基本不萃取的。經(jīng)計(jì)算，TOA萃取法對(duì)于Am的去污因子為5.2×103，對(duì)于全球沉降土壤來(lái)說(shuō)，該去污因子下241Am對(duì)238Pu的計(jì)數(shù)貢獻(xiàn)為0.16%～0.22%，已滿足土壤中Am的去污要求。但對(duì)于含Am量特別高的土壤，若想進(jìn)一步提高Am的去污因子，可與DGA樹脂聯(lián)用，使用EDTA來(lái)洗脫241Am[11]。

2.2 洗滌量對(duì)分離結(jié)果的影響

鹽酸和硝酸洗滌次數(shù)對(duì)分離效果的影響列于表1。由表1可知，洗滌次數(shù)的增加會(huì)造成Pu部分損失，其回收率由約91%下降至約85%；對(duì)于雜質(zhì)元素U，洗滌次數(shù)的增加對(duì)U的去污程度沒有明顯提升，去污因子基本保持在約1.0×103，若后續(xù)固相萃取的結(jié)果中U未去除完全時(shí)，洗滌體積的增大已無(wú)法進(jìn)一步提升U的去除效果，應(yīng)考慮使用樹脂聯(lián)用等方法來(lái)去除U；當(dāng)鹽酸的洗滌次數(shù)增加時(shí)，Th的去污因子增加至原來(lái)的3倍，說(shuō)明增大鹽酸體積會(huì)提高對(duì)Th的去除效果，所以為了盡可能地去除228Th的干擾，固相萃取時(shí)應(yīng)增大鹽酸洗滌的體積。

表1 洗滌一次與洗滌兩次對(duì)分離結(jié)果的影響Table 1 Effects of washing once and washing twice of hydrochloric acid and nitric acid on separation results of plutonium

2.3 共沉淀對(duì)分離結(jié)果的影響

國(guó)內(nèi)外關(guān)于钚的分析方法中，為了提高鍍?cè)促|(zhì)量和能譜分辨率，大部分流程均采用共沉淀來(lái)去除有機(jī)質(zhì)和雜質(zhì)元素，所使用的沉淀劑有氟化鑭、氟化鈣、草酸鈣、磷酸鉍等。本研究借鑒的是Xing等[12]的共沉淀方法，選擇氨水作為共沉淀劑，但是pH有所改變。Xing等[12]在實(shí)驗(yàn)中以氨水為共沉淀劑時(shí)選擇pH=8～9是為了去除Ca、Mg等干擾質(zhì)譜分析的金屬離子(pH>10時(shí)Ca、Mg會(huì)形成沉淀)。本工作采用α能譜分析，由于TOA對(duì)Ca、Mg等金屬離子的萃取能力較弱，因此少量鹽分的存在基本不影響最終的分析結(jié)果，且發(fā)現(xiàn)pH=9～10時(shí)的Pu回收率更高，且更穩(wěn)定。因此本工作以氨水為共沉淀劑時(shí)選擇pH=9～10。

共沉淀對(duì)分離結(jié)果的影響列于表2。由表2結(jié)果可看出，共沉淀對(duì)本實(shí)驗(yàn)中的兩個(gè)土壤樣品的最終實(shí)驗(yàn)結(jié)果無(wú)太大影響，整個(gè)流程的Pu回收率、U和Th的去污因子、238Pu/239,240Pu活度比均比較相近。但是Pu溶液的α譜圖存在明顯差異(圖2)。由圖2可看出，未采用共沉淀處理時(shí)，239,240Pu的峰寬是215 keV，引入共沉淀后，239,240Pu的峰寬為120 keV，分辨率明顯提高，利于準(zhǔn)確讀取其計(jì)數(shù)。共沉淀主要是去除了溶解性有機(jī)質(zhì)和不易沉淀的鹽分等雜質(zhì)，提高了后續(xù)萃取和鍍?cè)吹馁|(zhì)量，引入共沉淀后的電鍍片相對(duì)更干凈。共沉淀步驟非常適合于分析腐殖質(zhì)含量高的土壤樣品，因?yàn)樵诖祟悩悠分?10Po的含量比較高，在α譜圖上210Po峰可能會(huì)與239,240Pu峰發(fā)生部分重疊或完全重疊，共沉淀有利于減小210Po對(duì)239,240Pu的計(jì)數(shù)干擾。此外，共沉淀可以將約150 mL硝酸浸提液濃縮至30 mL，實(shí)現(xiàn)預(yù)濃集，從而縮短樣品分析的時(shí)間。因此，最終在固相萃取流程中將引入共沉淀步驟，提高各核素譜峰的分辨率。

表2 共沉淀對(duì)分離結(jié)果的影響Table 2 Effects of introduction of co-precipitation on separation results of plutonium

(a)——未引入共沉淀步驟，(b)——引入共沉淀步驟圖2 有、無(wú)引入共沉淀步驟的α譜圖Fig.2 Alpha spectra of elution without (a) and with (b) introduction of co-precipitation step

2.4 固相萃取分離結(jié)果

1) 流速對(duì)固相萃取分離的影響結(jié)果

流速對(duì)钚的化學(xué)回收率的影響示于圖3。由圖3可知，隨著流速的減慢，钚的化學(xué)回收率逐漸增大。由于環(huán)境土壤樣品中238Pu含量通常極低，為了得到更加準(zhǔn)確的238Pu/239,240Pu活度比，需要較高的回收率以獲得更多238Pu計(jì)數(shù)，因此最終選取樣品溶液以0.2～0.4 mL/min的流速通過(guò)色層柱，洗滌液以0.5～0.8 mL/min的流速洗滌色層柱，解吸液以0.1～0.2 mL/min的流速解吸Pu。

圖3 流速對(duì)钚的化學(xué)回收率的影響Fig.3 Effects of flow rates on chemical recovery of plutonium

2) 洗滌液體積對(duì)固相萃取分離的影響結(jié)果

洗滌液體積對(duì)上柱分離結(jié)果的影響列于表3。由表3可知，當(dāng)硝酸的體積為30 mL時(shí)，U的去污因子可以保持在大于6.7×104的水平上，說(shuō)明30 mL的硝酸洗滌液可以很好地去除U，所以硝酸的體積定為30 mL。而當(dāng)鹽酸的體積分別為20、35、40 mL時(shí)，Th的去污因子均在103水平，仍有228Th存在干擾238Pu的計(jì)數(shù)，所以需要繼續(xù)增大鹽酸體積來(lái)去除Th。將鹽酸體積增大至50 mL后，Th的去污因子由103水平增至104水平，Th的去除效果有了明顯提高，238Pu/239,240Pu活度比值也有所下降，而當(dāng)鹽酸體積為70 mL時(shí)，各實(shí)驗(yàn)結(jié)果均未發(fā)生明顯變化。因此，鹽酸體積為50 mL時(shí)即可滿足雜質(zhì)元素的去除要求，結(jié)果準(zhǔn)確度較高。

表3 洗滌液體積對(duì)固相萃取分離結(jié)果的影響Table 3 Effects of washing volume of hydrochloric acid and nitric acid on separation results using solid phase extraction

2.5 最低檢測(cè)活度

最低檢測(cè)活度(MDA)計(jì)算公式[13]如下：

式中： MDA，最低檢測(cè)活度，mBq；k為1.645，表示95%的置信區(qū)間；B為空白樣中238Pu或239,240Pu的本底計(jì)數(shù)；R為钚的回收率；t為測(cè)量時(shí)間，s；ε為儀器探測(cè)效率；F為換算系數(shù)，10-3。

MDA的測(cè)量使用的模擬土壤樣品參照文獻(xiàn)[14]進(jìn)行配制，加入242Pu作為示蹤核素，再根據(jù)2.4節(jié)優(yōu)化后的固相萃取條件進(jìn)行1.7節(jié)所示的整個(gè)流程的分離操作，最終結(jié)果列于表4。由表4可知，整個(gè)流程的回收率為82.7%～93.5%，平均值為(88.4±5.4)%，238Pu的最低檢測(cè)活度為(0.15±0.04) mBq，239,240Pu的最低檢測(cè)活度為(0.16±0.01) mBq。即土壤樣品量為25 g時(shí)，238Pu的最低檢測(cè)比活度為(6.0±1.6)×10-6Bq/g，239,240Pu的最低檢測(cè)比活度為(6.4±0.4)×10-6Bq/g。

表4 MDA測(cè)量結(jié)果Table 4 Measurement results of MDA

針對(duì)238Pu和239,240Pu的分析，Kim等[15]、Rubio Montero等[4]和Mietelski等[6]使用陰離子交換樹脂進(jìn)行分離，钚的化學(xué)回收率分別為45%～75%、20%～50%和(73.8±19.4)%，但均未給出具體的228Th和241Am的去污因子。羅茂益等[3]采用TEVA樹脂來(lái)分離Pu，其化學(xué)回收率可達(dá)到(90.9±8.3)%(n=6)，238Pu的最小可檢測(cè)活度為(0.72±0.34) mBq，239,240Pu的最小可檢測(cè)活度為(0.44±0.15) mBq，均高于本方法中238Pu和239,240Pu的最低檢測(cè)活度。Xu等[8]使用AG 1×4樹脂與TEVA樹脂聯(lián)用的方法進(jìn)行分離，其化學(xué)回收率為33%～80%，α譜測(cè)量3 d的檢出下限很低，為0.05 mBq，但相對(duì)于本實(shí)驗(yàn)建立的方法來(lái)說(shuō)分析流程較復(fù)雜。而H?lgye等[9]先使用Dowex 1×4樹脂進(jìn)行分離，在9 mol/L鹽酸介質(zhì)下上柱，用1.2 mol/L鹽酸和w=30%過(guò)氧化氫洗脫P(yáng)u，隨后再進(jìn)行氟化鑭共沉淀和TTA液相萃取，最終241Am去污因子大于105，228Th去污因子大于104，210Po去污因子大于104，高的去污因子說(shuō)明該方法對(duì)于雜質(zhì)元素的去除更加干凈，但是該方法存在流程復(fù)雜、步驟繁瑣、分析時(shí)間較長(zhǎng)的缺點(diǎn)。與上述方法相比，TOA萃取色層法流程簡(jiǎn)單、分析時(shí)間短，U、Th的去污因子可達(dá)到104水平，Am的去污因子大于103，滿足環(huán)境土壤中238Pu和239,240Pu的分析要求。

2.6 標(biāo)準(zhǔn)樣品結(jié)果驗(yàn)證

為了驗(yàn)證該分析方法的準(zhǔn)確性，選用IAEA-447和IAEA-385兩種標(biāo)準(zhǔn)參考土壤來(lái)進(jìn)行分析。各稱取2 g標(biāo)準(zhǔn)土壤樣品后，根據(jù)2.4節(jié)優(yōu)化后的固相萃取條件進(jìn)行1.7節(jié)所示的整個(gè)流程的分離操作，結(jié)果列于表5。如表5所示，最終兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)樣品的實(shí)驗(yàn)測(cè)得值均在標(biāo)準(zhǔn)值的不確定度范圍內(nèi)，說(shuō)明該分析方法準(zhǔn)確可靠。

表5 標(biāo)準(zhǔn)參考土壤樣品分析結(jié)果Table 5 Analysis results of standard reference soil samples

2.7 方法適用性分析

本工作各實(shí)驗(yàn)中均選取兩組平行土壤樣品進(jìn)行分析，分析結(jié)果具有較好的一致性，說(shuō)明采集處理后的土壤樣品均勻性良好，25 g取樣的分析結(jié)果可代表取樣點(diǎn)的真實(shí)值。

由于本工作所分析的實(shí)際土壤樣品為環(huán)境中普遍U、Th、Am含量和較低有機(jī)質(zhì)的常規(guī)土壤樣，標(biāo)準(zhǔn)參考土壤IAEA-447為高U、Th、Am和高有機(jī)質(zhì)的苔蘚-土壤混合物，IAEA-385為高U、Th、Am的河岸沉積物，根據(jù)本工作分析結(jié)果可知，各樣品的Pu回收率和雜質(zhì)去污效果均良好，因此該分析方法可適用于以上類型的土壤。對(duì)于Am、Th含量特別高的土壤，則需要進(jìn)一步優(yōu)化該方法的實(shí)驗(yàn)參數(shù)。

3 結(jié) 論

本工作在現(xiàn)有的TOA萃取色層法分析Pu含量的基礎(chǔ)上，加入共沉淀步驟，實(shí)現(xiàn)土壤酸浸溶液的預(yù)濃集和提高α譜圖上各核素峰的分辨率；增大鹽酸洗滌量，提高干擾核素Th的去污因子，最終建立起基于TOA萃取色層的土壤中238Pu/239,240Pu活度比的分析方法。該流程對(duì)钚的回收率大于70%，對(duì)U、Th的去污因子大于104，對(duì)Am的去污因子大于103。土壤樣品量為25 g時(shí)，238Pu的最低檢測(cè)比活度為(6.0±1.6)×10-6Bq/g，239,240Pu的最低檢測(cè)比活度為(6.4±0.4)×10-6Bq/g(n=3)。