TWS1008-23-05低水平环境水样中90Sr含量的测定.pdf

收稿日期!#$($#!修回日期!#$,$#%作者简介!陆巍巍#),!#$%女%黑龙江牡丹江人%高级工程师 博士$%核技术及应用专业第!(卷 第(期!#年&月同!位!素=9 8 4/1 9?6 9:9 2 3 6A 9 1;!(!B 9;(*8 5;!#低水平环境水样中R S6%含量的测定陆巍巍!宋福祥!马国学!刘文杰!宫增艳 北京市辐射安全技术中心%北京!#&)$摘要!为了加强对低于国标规定的探测下限#.D E&C$的低水平环境水样中)O 含量的监测%对国标L D,#)&水中)O 放射化学分析方法二$!$乙基己基$磷酸萃取色层法(中)O 含量测定条件进行了优化和细化)以N!%树脂为分离柱分离)O 和)Q%观察了水样取样体积%水样*探测效率和电镀源校正测量时在低本底+*$测量仪上测量时间的选择%水样前处理时加入饱和草酸溶液和调溶液2 H先后顺序对形成沉淀的影响)测量条件优化后%探测下限可达到;(.D E&C%低于国标规定的测量下限#.D E&C!对低水平环境水样中)O 含量测量的加标回收率为&);&G#!%;G)以上结果说明%测量条件优化后%方法的准确度良好%可达到对低水平环境水样中)O 含量 含低水平水样$准确测量的目的)关键词!环境水样!)O 含量!二$!$乙基己基$磷酸萃取色层法中图分类号!J +,;%!文献标志码+*!文章编号+#$,+#!#$($#%)$%9,*#3%,-,)$1R S6%G$),)()T$=I 8,0,8C)0(%$)-,)*8 6*-&8,#C R T 3 0$S 3 0%O JBLa 8$0/4 5%_*L 8 9$8 3%C R T 3 4$M 0 3%LJBLd 3 4 5$Z/4B%C%7 3 6 3/7?9 8 6 3 69 4:7 39 2:0.0 W/:0 9 49?/4/1 Z 6 0 6)O 0 4S/:3 6/.2 1 38 6 0 4 53 :/:0 9 4 9./:9 5 /2 7 Z.3:7 9 VX ZV 0$!$3:7 Z 1 7 3 Z$2 7 9 6 2 7 9 0/36 8 0:/X 1 3?9)O/4/1 Z 6 0 6 0 43 4 Y 0 9 4.3 4:/1S/:3 6/.2 1 3 6S 0:7:7 3 6 2 3 0?0 /:7/4#.D E&C;49 2:0.0 W 3 V/4/1 Z 6 0 62 9 3 6 0 4/:0 4 5)Q?9.)O$)Q.0 :8 3%/4 V:7 36/.2 1 0 4 5Y 9 1 8.3/6S 3 1 1/6:7 3$:7 3.3/6 8 3.3 4:69?S/:3 6/.2 1 3 6%V 3:3 :0 4 53?$?0 0 3 4 Z%/:0 9 4S 0:73 1 3 9 2 1/:0 4 56 9 8 39 2:0.0 W 3 V;I 7 3.3/6 8 3.3 4:9?)O 9 4:3 4:0 4/4/9 4.3 4:/1S/:3 6/.2 1 3S/62 3?9 .3 V%X Z9 2:0.0 W 3 V3$:/:0 9 4 9./:9 5 /2 7 Z.3:7 9 V%/4 V:7 3 3 6 8 1:66 7 9 S 3 V:7/:7 3?8 1 1 2 9 3 ZS/6&);&G$#!%;G/4 V:7 3V 3:3 S/6;(.D E&C%S 7 0:7/4#.D E&C0 4L D,#)&;,9 4.3 4:/1S/:3 6/.2 1 3!)O /:0 9 4 9./:9 5 /2 7 Z.3:7 9 V!)O 是核裂变产物!其半衰期长!&;#/#!为纯$核素$射线能量为;+%_ 3 A!进入人体内易在骨中沉积!引发骨肿瘤和白血病!是对人体危害较大的人工放射性核素之一!是$辐射环境监测技术规范%H=&I#!#(#)中对环境和污染源周边要求的监测项目*目前!国标$水中)O 放射化学分析方法二$!$乙基己基#磷酸萃取色层法%L D,#)&#(!)的探测下限为#.D E&C!而环境和大部分污染源周边水样中)O 含量大都低于该探测下限*为了加强对这些低水平水样中)O 含量的监测!针对国标对水样体积规定较宽泛!对水样+探测效率和电镀源校正测量时在低本底+$测量仪上的测量时间未做规定!本工作拟对这些测量条件进行优化和细化!以期降低该方法的探测下限!并用于对)O 含量低于#.D E&C低水平水样的准确测定*!实验部分?!仪器与试剂C D,型低本底+$测量仪,德国D 3 :7 9 1 V公 司 产 品-2 H计,-RI-KH公 司 产 品-TH*I_*B三件套过滤漏斗,英国T7/:./4公司产品*N!%树脂,购自核工业北京化工冶金研究院-)O$)Q标准溶液,购自原子高科股份有限公司-氯化锶+硝酸钇+硝酸+盐酸+氨水+草酸等,皆为市售分析纯试剂*?!R SU探测效率的确定#向%只烧杯中分别加入(.C水+#.C氯化锶溶液O 的浓度为+.5&.C#!#.C硝酸钇溶液Q的标定浓度为!#;&,.5&.C#!#.C)O$)Q标准溶液 比活度为!;,#D E&5#!用硝酸或氨水调其2 H为;#!抽滤*滤液以!.C&.0 4通过N!%色层柱!记下从开始上柱至过柱完毕的时间!作为锶+钇分离时间*!#用%.C#;+.9 1&C硝酸溶液以!.C&.0 4的 流 速 洗 涤 色 层 柱!弃 去 流 出 液!再 用(.C.9 1&C硝酸溶液以#.C&.0 4的流速洗涤色层柱!进行解析!解析液收集于烧杯中*往解析液中加入+.C饱和草酸溶液!用氨水调溶液2 H至#;+!;!加热至近沸腾!再冷却至室温*(#称滤纸质量*将滤纸置于三件套过滤漏斗中!将含有沉淀的解析液在过滤漏斗上抽滤!依次用+.C#G草酸溶液和+.C无水乙醇洗涤!将沉淀连同滤纸在低本底+$测量仪上测计数!记下测量时间*沉淀在%+e下干燥至恒重*%#使用C D,低本底+$测量仪测量制成的 标 准 源 的 放 射 性 计 数 率!每 个 循 环 测 量!+.0 4!共测量%个循环*+#使用)O$)Q电镀源对C D,型低本底+$测量仪进行校正*每个循环测量#.0 4!共测量%个循环*?A!水中R S6%含量的测定#取水样#C!用+.C浓硝酸将其调为酸性!加入#.C氯化锶溶液!#.C硝酸钇溶液!搅拌均匀后加热浓缩至+.C!用硝酸或氨水调2 H;#!抽滤*滤液以!.C&.0 4通过N!%色层柱!记下从开始上柱至过柱完毕所需要的时间!作为锶+钇分离时间*!#操作过程同于;节中的步骤!#*(#操作过程同于;节中的步骤(#*%#使用C D,型低本底+$测量仪测量样品源的放射性计数率!每个循环测量)7!测量%个循环*+#操作过程同于;节中的步骤+#*!结果与讨论?!测量条件的优化和细化影响)O 测量的探测下限的主要因素为本底+本底测量时间+探测效率+化学回收率+分析水样的体积和衰变因子*但本底基本不变!对本测量方法而言!探测效率+化学回收率和衰变因子已无显著改善的可能!因此!对本测量方法而言!适当延长本底测量时间和加大分析水样的体积是有效降低探测下限的可能途径*同时!通过选取合适的测量探测效率的时间和电镀源校正测量时的测量时间!使测得的放射性计数 的 统 计 性 改 善!而 使 其 相 对 标 准 偏 差减小*;!水样取样体积的优化和水样测量时间的选取样品的测量时间+水样测量的相对标准偏差+样品源和本底的计数率之间的关系为,$h,X!6!#+#同!位!素!第!(卷!#式中#$为样品的测量时间#.0 4$为样品源加本底的计数率#.0 4#$X为本底的计数率#.0 4#$为样品源净计数率#.0 4#$6为水样测量的相对标准偏差%若;+.0 4#!对应于较低水平环境样品计数率#X;(.0 4#6#G时#根据!#式可得$(7%因此#水样测量时间选取每次)7#%次测量合计(7%测量时间选定(7#分别取%&#&#!C水样进行测定#以确定计数率达到;+.0 4#所对应的水样体积#使测量相对标准偏差控制在#G以内%根据!#式计算出的不同水样取样体积条件下测量的相对标准偏差列于表#%由表#可知#水样取样体积为&#!C时#!分析不同体积环境水样的相对标准偏差水样体积C相对标准偏差G%(!;#;#&,;,!#;#!+;&!;!测量探测效率时的测量时间的选取探测效率测量的相对标准偏差按下式计算(B#,*#G!式中#B为探测效率测量的相对标准偏差#*为放射性总计数)(*%当将每个循环测量时间选为!+.0 4#测量%个循环时#合计测量时间为#.0 4%在此测量时 间 下#可 测 得 放 射 性 总 计 数 为#;#+6#探测效率测量的相对标准偏差可小至;(GA!电镀源校正时测量时间的选取在进行电镀源校正测量时#为获得足够的放射性总计数#以减小放射性计数测量的相对标准偏差#测量时间取为#.0 4#重复测量%次#获得的放射性总计数为+;%#%6#根据式!计算得到电渡源校正测量时放射性计数的相对标准偏差为;%G%;B!水样前处理时加入饱和草酸溶液和调溶液2 H的先后顺序对形成沉淀的影响取自来水样!份#第#份在解析液中先加入+.C饱和草酸溶液#再用氨水调解析液2 H至#;+!;$第!份先用氨 水 调 解 析 液2 H至#;+!;#再加入+.C饱和草酸溶液%其余分析步骤完全相同%结果显示#先加饱和草酸再调2 H#水样需静置较长时间$先调2 H后加饱和草酸时则需采用滴加方式%两种方法均可采用#仔细操作不会引起沉淀漏穿%;J!探测下限的计算当本底和样品的测量时间相同时#可用式!(计算探测下限)#*(C C 4%;+*X$,XH+6?+G+JQ+3)!$($!(!(式中#C C 4为探测下限#D EC$*X为$X时间内的平均本底计数率#6#$X是本底测量时间#6$H为转换系数#为#$6?为)Q的探测效率$G为分析水样的体积#C$JQ为钇的化学回收率$3)!$($!为)Q的衰变因子#$!为锶&钇分离的时间#7$(为)Q测量进行到一半的时刻#7$);)(=#!#=#!为)Q的半衰期#%;!7%根据式!(#在本底和样品均测量(7条件下#C水样的探测下限可达;(.D EC#低于国标L D,$#)&,水中)O 放射化学分析方法二$!$乙基己基 磷酸萃取色层法-的测定范围!#!#D EC 的下限#.D EC%?!质控实验?!空白样分析取(.C蒸馏水%份#作为空白样#按操作条件优化和细化后的分析流程进行分析#结果列于表!%表!空白样的分析结果样品#(计数率6#空白样%;);#;,本底+;+;%;+;&空白样和本底计数值均经L 8 X X 6检验剔除 了 异 常 值%D检 验 结 果 显 示#D#L(#+D;+!(#说明两组数据符合同一正态分布!置信水平)+G$检验结果显示#$!L#(&#+#+#!第(期!陆巍巍等(低水平环境水样中)O 含量的测定$说明空白样的计数率与和本底计数率无显著差异!置信水平)+G#可直接用本底计数代替空白计数进行扣除$;!平行样分析取个低水平环境水样进行平行分析#结果表明#个平行样的平均浓度为!;&.D E%C#标准偏差为;(%.D E%C#相对标准偏差为#!G#符合&辐射环境监测技术规范 的要求(环境样品平行 测 定 所 得 标 准 偏 差 不 得 大 于 国 标L D,)#)&规 定 的 相 对 标 准 偏 差 的!倍!G*#+$;A!加标回收率于#C蒸馏水和低水平环境水样中分别加入!,%,#&C和#.C标准溶液#测定)O 含量#计算相应的加标回收率#结果列于表($表A!加标回收率水样不同加标体积下的加标回收率%G;!.C;%.C;#.C#.C蒸馏水样)+;%)&;!&+;+)+;&环境水样#!;#!%;),;%&);&由表(可看出#分别加入!&C#.C标准溶 液#蒸 馏 水 的 加 标 回 收 率 为&+;+G)&;!G#环 境 水 样 的 加 标 回 收 率 为&);&G#!%;G#环境水样的加标回收率误差较蒸馏水的稍大#这可能是由环境水样中所含杂质干扰离子所致#但两种样品的分析误差处在i(G允许范围内*%+$A!小!结经对测量条件的优化#将环境水样取样体积选定为#C#环境水样和本底测量时间均选为每个循环+%.0 4#测量%个循环!合计(7#探测效率的测量时间为每个循环!+.0 4#测量%个循环!合计#.0 4#电镀源校正测量时的测量时间选为每个循环#.0 4#测量%个循环!合计%.0 4$在此优化条件下#采用国标L D,)#)&分析水样#探测下限由原来的#.D E%C降低至;(.D E%C$在优化测定条件下#国标L D,)#)&的测定方法可扩展应用于低水平环境水样中)O 的定量测定$参考文献!*#+!国家环境保护总局核安全与辐射环境管理司;H=%I#)!#辐射环境监测技术规范*O+;北京(中国环境科学出版社#!#;*!+!沙连茂#郭琨#王治惠#等;L D,)#)&水中锶$)的放射化学分析方法(二!$乙基己基 磷酸萃取色层法*O+;北京(中国标准出版社#)&,;*(+!复旦大学,清华大学,北京大学合编;原子核物理实验方法(上册*_+;北京(原子能出版社#),(#$#;*%+!潘自强;电离辐射环境监测与评价*_+;北京(原子能出版社#),(%);!+#同!位!素!第!(卷!