CN114047539A - 一种核流出物中Fe、Ni活度的测量方法 - Google Patents
一种核流出物中Fe、Ni活度的测量方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114047539A CN114047539A CN202111301040.6A CN202111301040A CN114047539A CN 114047539 A CN114047539 A CN 114047539A CN 202111301040 A CN202111301040 A CN 202111301040A CN 114047539 A CN114047539 A CN 114047539A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- nickel
- solution
- nitric acid
- column
- eluent
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 89
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 53
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 39
- 230000000694 effects Effects 0.000 title claims abstract description 31
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 198
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 124
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 77
- 239000003480 eluent Substances 0.000 claims abstract description 43
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 36
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims abstract description 35
- 239000002738 chelating agent Substances 0.000 claims abstract description 26
- 238000003795 desorption Methods 0.000 claims abstract description 25
- NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 1,2-bis(ethenyl)benzene;1-ethenyl-2-ethylbenzene;styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1.CCC1=CC=CC=C1C=C.C=CC1=CC=CC=C1C=C NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- 239000003729 cation exchange resin Substances 0.000 claims abstract description 22
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 claims abstract description 18
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 18
- 239000012085 test solution Substances 0.000 claims abstract description 6
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 claims abstract description 5
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 80
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 claims description 80
- YWYZEGXAUVWDED-UHFFFAOYSA-N triammonium citrate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[NH4+].[O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O YWYZEGXAUVWDED-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 238000011068 loading method Methods 0.000 claims description 12
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 12
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 10
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- -1 iron ions Chemical class 0.000 claims description 8
- 238000002386 leaching Methods 0.000 claims description 7
- VEQPNABPJHWNSG-UHFFFAOYSA-N Nickel(2+) Chemical compound [Ni+2] VEQPNABPJHWNSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 claims description 6
- 229910001453 nickel ion Inorganic materials 0.000 claims description 6
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000001508 potassium citrate Substances 0.000 claims description 4
- 229960002635 potassium citrate Drugs 0.000 claims description 4
- QEEAPRPFLLJWCF-UHFFFAOYSA-K potassium citrate (anhydrous) Chemical compound [K+].[K+].[K+].[O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O QEEAPRPFLLJWCF-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 4
- 235000011082 potassium citrates Nutrition 0.000 claims description 4
- 239000001509 sodium citrate Substances 0.000 claims description 4
- NLJMYIDDQXHKNR-UHFFFAOYSA-K sodium citrate Chemical compound O.O.[Na+].[Na+].[Na+].[O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O NLJMYIDDQXHKNR-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 4
- 150000001860 citric acid derivatives Chemical class 0.000 claims description 3
- 238000010828 elution Methods 0.000 claims description 3
- 239000000589 Siderophore Substances 0.000 claims description 2
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 2
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-K Citrate Chemical compound [O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 abstract description 11
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 15
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 9
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 8
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 7
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 7
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 6
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 5
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 5
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 5
- 239000000941 radioactive substance Substances 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000005202 decontamination Methods 0.000 description 4
- 230000003588 decontaminative effect Effects 0.000 description 4
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 4
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 238000002354 inductively-coupled plasma atomic emission spectroscopy Methods 0.000 description 4
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 4
- 230000002285 radioactive effect Effects 0.000 description 4
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 4
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 2
- 238000003556 assay Methods 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 239000003456 ion exchange resin Substances 0.000 description 2
- 229920003303 ion-exchange polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- 229960001790 sodium citrate Drugs 0.000 description 2
- 235000011083 sodium citrates Nutrition 0.000 description 2
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PTFCDOFLOPIGGS-UHFFFAOYSA-N Zinc dication Chemical compound [Zn+2] PTFCDOFLOPIGGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005571 anion exchange chromatography Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000005250 beta ray Effects 0.000 description 1
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 1
- 238000004587 chromatography analysis Methods 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 229910001430 chromium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000975 co-precipitation Methods 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001429 cobalt ion Inorganic materials 0.000 description 1
- XLJKHNWPARRRJB-UHFFFAOYSA-N cobalt(2+) Chemical compound [Co+2] XLJKHNWPARRRJB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 230000008676 import Effects 0.000 description 1
- 238000005567 liquid scintillation counting Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000012488 sample solution Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000012421 spiking Methods 0.000 description 1
- 239000012086 standard solution Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 1
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001427 strontium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
- G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
- G01T1/16—Measuring radiation intensity
- G01T1/20—Measuring radiation intensity with scintillation detectors
- G01T1/204—Measuring radiation intensity with scintillation detectors the detector being a liquid
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
Abstract
本发明涉及一种核流出物中55Fe、63Ni活度的测量方法,所述测量方法包括:将核流出物调节为酸性,加入铁载体和镍载体混合后得到混合溶液;将混合溶液通过阳离子交换树脂柱,解吸后收集得到阳离子解吸液;将收集的阳离子解吸液通过TRU色层柱,收集流出液,洗脱TRU色层柱后得到铁洗脱液;将收集的流出液与螯合剂混合,将溶液调节为碱性制成镍上柱液并通过镍色层柱,洗脱镍色层柱后得到镍洗脱液;将得到的铁洗脱液和镍洗脱液分别独立地蒸干并配置成测试液,用液闪谱仪和ICP测量。所述测量方法减少核素样品前处理的工作量并缩短核素分析时间;能够实现55Fe和63Ni同时测量分析,抗干扰能力强,且稳定性和再现性好。
Description
技术领域
本发明属于放射性物质测量技术领域,涉及一种核流出物中Fe、Ni活度的测量方法,尤其涉及一种核流出物中55Fe、63Ni活度的测量方法。
背景技术
对放射性物质进行快速、准确地分析,是食品安全监测、环境辐射监测、核应急监测的基础和关键。放射性物质来源多样、性质各异、形式复杂、活度多变,所属危害程度不同、应急处置方法不同。近年来,随着进出口贸易、工业环境、核安全和食品安全等领域放射性物质应急监测任务激增,因此需要开发一种高效、准确、快捷的放射性物质分析方法。
核设施是各种人为放射性核素的主要来源之一,因此评估核设施流出物中的放射性物质含量是放射性物质管理的必要条件。除了核反应堆堆芯外,反应堆内的放射性主要来自设备材料和建筑材料的活化。其中55Fe和63Ni是稳定铁、镍的中子俘获最显著的活化产物。当55Fe和63Ni腐蚀后释放,进入反应堆的水净化系统,被离子交换树脂吸附,但当离子交换树脂吸附能力耗尽,液态流出物中的55Fe和63Ni含量就会显著增加,并随之排放进入环境,一旦进入人体内经过长期持续内照射,严重危害人体健康,甚至会导致癌症的发生。因此,55Fe和63Ni的测量对有效管理液态流出物的排放具有十分重要的意义。
液体闪烁计数对55Fe和63Ni有较高的计数效率,该检测技术被广泛应用于55Fe和63Ni的测定。Corcho-Alvarado等采用共沉淀、阴离子色谱和萃取色谱相结合的方法分离纯化两种放射性核素(55Fe和63Ni),用液体闪烁计数法测定其活性,但该方法操作步骤复杂、分析时间长、化学回收率低,不适用于核电厂流出物中55Fe和63Ni的快速测定。
因此,亟需开发一种操作简便、快速高效的55Fe和63Ni活度的测量方法,对环境监测和评价工作具有十分重大的意义。
发明内容
为解决上述技术问题,本发明提供一种核流出物中Fe、Ni活度的测量方法,所述测量方法成本低、操作简单、易批量化操作、分析时间大大缩短、抗干扰能力强,且稳定性和再现性则更好,能够实现55Fe和63Ni的同时测量分析。
为达到上述技术效果,本发明采用以下技术方案:
本发明提供了一种核流出物中Fe、Ni活度的测量方法,所述测量方法包括以下步骤:
(1)将核流出物调节为酸性条件,加入铁载体和镍载体混合后得到混合溶液;
(2)将步骤(1)得到的混合溶液通过阳离子交换树脂柱,解吸后收集得到阳离子解吸液;
(3)将步骤(2)收集的阳离子解吸液通过TRU色层柱,收集流出液,洗脱所述TRU色层柱后得到铁洗脱液;
(4)将步骤(3)收集的流出液与螯合剂混合,将所述混合后的溶液调节为碱性条件制成镍上柱液并通过镍色层柱,洗脱所述镍色层柱后得到镍洗脱液;
(5)将步骤(3)得到的所述铁洗脱液和步骤(4)得到的所述镍洗脱液分别独立地蒸干并配置成测试液,利用液闪谱仪和ICP进行测量。
本发明利用阳离子交换树脂柱富集样品中的55Fe和63Ni,阳离子交换树脂柱的解吸液直接过TRU树脂柱,减少了核素样品前处理的工作量并大大缩短核素分析时间;还能够实现55Fe和63Ni同时测量分析,所述测量方法抗干扰能力强,且稳定性和再现性好。
作为本发明优选的技术方案,步骤(1)所述酸性条件为调节pH至1.5-2.5,例如可以是1.5、1.7、1.9、2.1、2.3或2.5等,但不限于所列举的数值,数值范围内其它未列举的数值同样适用。
优选地,所述调节pH使用的调节剂包括硝酸。
作为本发明优选的技术方案,步骤(1)所述混合溶液中铁载体的质量为1-3mg,例如可以是1mg、1.2mg、1.4mg、1.6mg、1.8mg、2mg、2.2mg、2.4mg、2.6mg、2.8mg或3mg等,但不限于所列举的数值,数值范围内其它未列举的数值同样适用。
优选地,步骤(1)所述混合溶液中镍载体的质量为1-3mg,例如可以是1mg、1.2mg、1.4mg、1.6mg、1.8mg、2mg、2.2mg、2.4mg、2.6mg、2.8mg或3mg等,但不限于所列举的数值,数值范围内其它未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案,步骤(2)所述将步骤(1)得到的混合溶液通过阳离子交换树脂柱具体包括:依次将0.05-0.15mol/L硝酸、步骤(1)得到的混合溶液和0.05-0.15mol/L硝酸通过阳离子交换树脂柱。
所述0.05-0.15mol/L硝酸,例如可以是0.05mol/L硝酸、0.07mol/L硝酸、0.09mol/L硝酸、0.11mol/L硝酸、0.13mol/L硝酸或0.15mol/L硝酸等,但不限于所列举的数值,数值范围内其它未列举的数值同样适用。
本发明中,先用0.05-0.15mol/L硝酸淋洗阳离子交换树脂柱,目的是将树脂柱内液体的酸度和样品溶液一致;最后用0.05-0.15mol/L硝酸淋洗阳离子交换树脂柱,目的是将树脂柱内残余的样品清洗干净。
作为本发明优选的技术方案,步骤(2)所述解吸包括:将7-9mol/L硝酸通过阳离子交换树脂柱,解吸铁离子和镍离子。
所述7-9mol/L硝酸,例如可以是7mol/L硝酸、7.2mol/L硝酸、7.4mol/L硝酸、7.6mol/L硝酸、7.8mol/L硝酸、8mol/L硝酸、8.2mol/L硝酸、8.4mol/L硝酸、8.6mol/L硝酸、8.8mol/L硝酸或9mol/L硝酸等,但不限于所列举的数值,数值范围内其它未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案,步骤(3)所述阳离子解吸液通过TRU色层柱后用7-9mol/L硝酸淋洗。
本发明中,阳离子交换树脂柱的解吸液可直接用于过TRU树脂柱,简化了操作步骤,分析周期短。
优选地,步骤(3)所述洗脱的洗脱液为0.01-0.1mol/L硝酸,例如可以是0.01mol/L、0.02mol/L、0.03mol/L、0.04mol/L、0.05mol/L、0.06mol/L、0.07mol/L、0.08mol/L、0.09mol/L或0.1mol/L等,但不限于所列举的数值,数值范围内其它未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案,步骤(4)所述螯合剂为浓度为0.5-1.5mol/L的螯合剂溶液,例如可以是0.5mol/L、0.7mol/L、0.9mol/L、1.1mol/L、1.3mol/L或1.5mol/L等,但不限于所列举的数值,数值范围内其它未列举的数值同样适用。
优选地,所述螯合剂包括柠檬酸和/或柠檬酸盐。
优选地,所述柠檬酸盐包括柠檬酸铵、柠檬酸钠或柠檬酸钾中的任意一种或至少两种的组合,所述组合典型但非限制性实例有:柠檬酸铵和柠檬酸钠的组合、柠檬酸钠和柠檬酸钾的组合或柠檬酸钾和柠檬酸铵的组合等。
作为本发明优选的技术方案,步骤(4)所述碱性条件为调节pH至8-9,例如可以是8、8.2、8.4、8.6、8.8或9等,但不限于所列举的数值,数值范围内其它未列举的数值同样适用。
优选地,所述调节pH使用的调节剂包括氨水。
作为本发明优选的技术方案,步骤(4)所述制成镍上柱液通过镍色层柱具体包括:依次将0.1-0.3mol/L螯合剂溶液、镍上柱液和0.1-0.3mol/L螯合剂溶液通过镍色层柱。
所述0.1-0.3mol/L螯合剂溶液,例如可以是0.1mol/L螯合剂溶液、0.14mol/L螯合剂溶液、0.18mol/L螯合剂溶液、0.22mol/L螯合剂溶液、0.26mol/L螯合剂溶液或0.3mol/L螯合剂溶液等,但不限于所列举的数值,数值范围内其它未列举的数值同样适用。
优选地,步骤(4)所述洗脱的洗脱液为2.5-3.5mol/L硝酸,例如可以是2.5mol/L、2.7mol/L、2.9mol/L、3.1mol/L、3.3mol/L或3.5mol/L等,但不限于所列举的数值,数值范围内其它未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案,所述测量方法包括以下步骤:
(1)将核流出物的pH调节至1.5-2.5,加入1-3mg铁载体和1-3mg镍载体混合后得到混合溶液;
(2)依次将0.05-0.15mol/L硝酸、步骤(1)得到的混合溶液和0.05-0.15mol/L硝酸通过阳离子交换树脂柱,用7-9mol/L硝酸解吸后收集得到阳离子解吸液;
(3)将步骤(2)得到的阳离子解吸液通过TRU色层柱,再用7-9mol/L硝酸淋洗,收集流出液,然后用0.01-0.1mol/L硝酸洗脱所述TRU色层柱,得到铁洗脱液;
(4)将步骤(3)收集的流出液与0.5-1.5mol/L螯合剂溶液混合,将所述混合后的溶液的pH调节至8-9并制成镍上柱液,依次将0.1-0.3mol/L螯合剂溶液、镍上柱液和0.1-0.3mol/L螯合剂溶液通过镍色层柱,然后用2.5-3.5mol/L硝酸洗脱所述镍色层柱,得到镍洗脱液;
(5)将步骤(3)得到的所述铁洗脱液和步骤(4)得到的所述镍洗脱液分别独立地蒸干并配置成测试液,利用液闪谱仪和ICP进行测量。
本发明中,步骤(3)得到的所述铁洗脱液和步骤(4)得到的所述镍洗脱液分别独立地蒸干后,用0.01-0.1mol/L硝酸溶解并定容。
本发明中,使用液闪谱仪测量解吸液中55Fe和63Ni的β射线计数率;使用ICP测量解吸液中铁离子和镍离子的浓度。
本发明中,55Fe和63Ni的活度计算公式和测量结果如下:
式(1)中:
A—样品中55Fe或63Ni的比活度(Bq/L);
ns—样品计数率(cpm);
nb—本底计数率(cpm);
V—样品用量(L);
E—探测效率(%);
60—为单位转换系数;
V1—铁或镍解吸液定容后的体积;
V2—为测量用的铁或镍解吸液的量;
Y—铁或镍的化学回收率。
探测效率的测量方法为:称取0.1g的已知活度的标准55Fe或63Ni于20mL液闪瓶,再加入7.9mL 0.05mol/L硝酸和12.0mL闪烁液,加盖密封摇匀,置于液闪谱仪中暗化30min,测量30min。探测效率的计算公式如下。
式(2)中:
E—探测效率(%);
ny—标准源计数率(cpm);
nb—本底计数率(cpm);
m—加入标准源的质量(g);
C—标准源的活度(Bq/g)。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
本发明建立了一种通过阳离子交换树脂柱富集55Fe和63Ni、TRU树脂和镍树脂分离,使用液闪谱仪测量55Fe和63Ni活度的快速分析方法。本发明所述测量方法利用阳离子交换树脂柱富集样品中的55Fe和63Ni,阳离子交换树脂柱的解吸液直接用于过TRU树脂柱,减少了核素样品前处理的工作量并缩短核素分析时间;利用本发明的核流出物中55Fe、63Ni活度的测量方法,能够实现55Fe和63Ni同时测量分析,成本低、抗干扰能力强,且稳定性和再现性好。
具体实施方式
为便于理解本发明,本发明列举实施例如下。本领域技术人员应该明了,所述实施例仅仅是帮助理解本发明,不应视为对本发明的具体限制。
实施例1
本实施例提供了一种核流出物中Fe、Ni活度的测量方法,所述测量方法包括以下步骤:
(1)将1L核流出物用硝酸调节pH至2.0,加入2mg铁载体和2mg镍载体混合均匀后,得到混合溶液;
(2)依次将30mL 0.1mol/L硝酸、步骤(1)得到的混合溶液和30mL 0.1mol/L硝酸通过阳离子交换树脂柱,然后用25ml 8mol/L硝酸解吸后,收集得到阳离子解吸液;
(3)将步骤(2)得到的阳离子解吸液通过TRU色层柱,再用10mL 8mol/L硝酸淋洗,收集流出液,然后用12mL 0.05mol/L硝酸洗脱所述TRU色层柱,得到铁洗脱液;
(4)将步骤(3)收集的流出液加热蒸发至10mL,与1ml 1mol/L的柠檬酸铵溶液混合,用氨水将所述混合后的溶液的pH调节至8.5,制成镍上柱液,依次将10mL 0.2mol/L柠檬酸铵溶液、镍上柱液和10mL 0.2mol/L柠檬酸铵溶液通过镍色层柱,弃去流出液,然后用12mL 3mol/L硝酸洗脱所述镍色层柱,得到镍洗脱液;
(5)将步骤(3)得到的所述铁洗脱液和步骤(4)得到的所述镍洗脱液分别地蒸干,用0.05mol/L硝酸溶解,定容至10.00ml;
(6)移取8.00mL定容后的溶液于20.00mL闪烁瓶中,加入12.00mL闪烁液,加盖密封摇匀。置于液闪谱仪中暗化30min,测量30min;
(7)移取1.00mL定容后的溶液并用0.05mol/L硝酸稀释到1.00L,用ICP-AES测量铁离子和镍离子的浓度。
实施例2
本实施例提供了一种核流出物中Fe、Ni活度的测量方法,所述测量方法包括以下步骤:
(1)将1L核流出物用硝酸调节pH至2.5,加入3mg铁载体和3mg镍载体混合均匀后,得到混合溶液;
(2)依次将30mL 0.15mol/L硝酸、步骤(1)得到的混合溶液和30mL0.15mol/L硝酸通过阳离子交换树脂柱,然后用25ml 9mol/L硝酸解吸后,收集得到阳离子解吸液;
(3)将步骤(2)得到的阳离子解吸液通过TRU色层柱,再用10mL 9mol/L硝酸淋洗,收集流出液,然后用12mL 0.1mol/L硝酸洗脱所述TRU色层柱,得到铁洗脱液;
(4)将步骤(3)收集的流出液加热蒸发至10mL,与1ml 1.5mol/L的柠檬酸铵溶液混合,用氨水将所述混合后的溶液的pH调节至9,制成镍上柱液,依次将10mL 0.3mol/L柠檬酸铵溶液、镍上柱液和10mL 0.3mol/L柠檬酸铵溶液通过镍色层柱,弃去流出液,然后用12mL3.5mol/L硝酸洗脱所述镍色层柱,得到镍洗脱液;
(5)将步骤(3)得到的所述铁洗脱液和步骤(4)得到的所述镍洗脱液分别地蒸干,用0.05mol/L硝酸溶解,定容至10.00ml;
(6)移取8.00mL定容后的溶液于20.00mL闪烁瓶中,加入12.00mL闪烁液,加盖密封摇匀。置于液闪谱仪中暗化30min,测量30min;
(7)移取1.00mL定容后的溶液并用0.05mol/L硝酸稀释到1.00L,用ICP-AES测量铁离子和镍离子的浓度。
实施例3
本实施例提供了一种核流出物中Fe、Ni活度的测量方法,所述测量方法包括以下步骤:
(1)将1L核流出物用硝酸调节pH至1.5,加入1mg铁载体和1mg镍载体混合均匀后,得到混合溶液;
(2)依次将30mL 0.05mol/L硝酸、步骤(1)得到的混合溶液和30mL0.05mol/L硝酸通过阳离子交换树脂柱,然后用25ml 7mol/L硝酸解吸后,收集得到阳离子解吸液;
(3)将步骤(2)得到的阳离子解吸液通过TRU色层柱,再用10mL 7mol/L硝酸淋洗,收集流出液,然后用12mL 0.01mol/L硝酸洗脱所述TRU色层柱,得到铁洗脱液;
(4)将步骤(3)收集的流出液加热蒸发至10mL,与1ml 0.5mol/L的柠檬酸铵溶液混合,用氨水将所述混合后的溶液的pH调节至8,制成镍上柱液,依次将10mL 0.1mol/L柠檬酸铵溶液、镍上柱液和10mL 0.1mol/L柠檬酸铵溶液通过镍色层柱,弃去流出液,然后用12mL2.5mol/L硝酸洗脱所述镍色层柱,得到镍洗脱液;
(5)将步骤(3)得到的所述铁洗脱液和步骤(4)得到的所述镍洗脱液分别地蒸干,用0.05mol/L硝酸溶解,定容至10.00ml;
(6)移取8.00mL定容后的溶液于20.00mL闪烁瓶中,加入12.00mL闪烁液,加盖密封摇匀。置于液闪谱仪中暗化30min,测量30min;
(7)移取1.00mL定容后的溶液并用0.05mol/L硝酸稀释到1.00L,用ICP-AES测量铁离子和镍离子的浓度。
实施例4
本实施例与实施例1区别仅在于,将步骤(4)中柠檬酸铵替换成柠檬酸,其他条件均与实施例1相同。
对比例1
本对比例提供了一种核流出物中Fe、Ni活度的测量方法,所述测量方法包括以下步骤:
(1)将1L核流出物用硝酸调节pH至2.0,加入2mg铁载体和2mg镍载体混合均匀后,得到混合溶液;
(2)用2mol/L氢氧化钠溶液将步骤(1)所述混合溶液的pH调节至9,边搅拌边加热至溶液微沸,冷却后过滤,用去离子水和无水乙醇洗涤沉淀,并用8mol/L硝酸溶解所述沉淀;其他条件均与实施例1相同。
实施例1-4和对比例1中的55Fe和63Ni的活度计算公式如式(1)和测量数据如表2所示。
式(1)中:
A—样品中55Fe或63Ni的比活度(Bq/L);
ns—样品计数率(cpm);
nb—本底计数率(cpm);
V—样品用量(L);
E—探测效率(%);
60—为单位转换系数;
V1—铁或镍解吸液定容后的体积;
V2—为测量用的铁或镍解吸液的量;
Y—铁或镍的化学回收率。
探测效率的测量方法为:称取0.1g的已知活度的标准55Fe或63Ni于20mL液闪瓶,再加入7.9mL 0.05mol/L硝酸和12.0mL闪烁液,加盖密封摇匀,置于液闪谱仪中暗化30min,测量30min。探测效率的计算公式如式(2)和测试数据如表1所示。
式(2)中:
E—探测效率(%);
ny—标准源计数率(cpm);
nb—本底计数率(cpm);
m—加入标准源的质量(g);
C—标准源的活度(Bq/g)。
表1
表2
由表2可知,本发明所述测量方法不仅减少了核素样品前处理的工作量、缩短核素分析时间,还能同时实现55Fe和63Ni测量分析。
通过干扰离子实验和加标回收率实验对所述测量方法进行了验证,具体测试方法如下。
干扰离子实验,所述实验包括以下步骤:(1)将1L去离子水用硝酸调节pH至2.0,加入2mg铁载体、2mg镍载体、1mg铬载体、1mg锌载体、1mg钴载体、1mg锶载体和1mg钇载体混合均匀后,得到混合溶液;其他步骤与实施例1中(2)-(5)、(7)相同。
用ICP-AES测量溶液中铬离子、锌离子、钴离子、锶离子和钇离子的浓度,去污因子的计算方法和测试结果如下。
去污因子为去污前干扰离子浓度与去污后干扰离子浓度之比。
表3
由表3可知,干扰元素的去污因子均大于100,在55Fe和63Ni活度的测量过程中,这些干扰元素的放射性同位素不会对放射性55Fe和63Ni活度的测量产生影响。
加标回收率实验,所述实验包括以下步骤:分别取1.0L去离子水,命名为样品1、样品2和样品3,分别加入不同量级的55Fe和63Ni标准溶液,其他步骤与实施例1中(1)-(6)相同。测量结果如表4所示。
表4
加标回收率代表测试结果的准确性,加标回收率越接近100%,表明所述测量方法的测量结果越准确。由表4可知,本发明提供的55Fe、63Ni活度的测量方法,在多次加标实验中测得的不同量级下55Fe和63Ni的加标回收率均在97%-104%之间。
综上所述,本发明所述测量方法缩短了核素分析时间,且能实现55Fe和63Ni同时测量分析,抗干扰能力强、稳定性好,本发明提供的55Fe和63Ni活度的测量方法适用于核流出物中55Fe和63Ni的快速分析。
申请人声明,以上所述仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,所属技术领域的技术人员应该明了,任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (10)
1.一种核流出物中55Fe、63Ni活度的测量方法,其特征在于,所述测量方法包括以下步骤:
(1)将核流出物调节为酸性条件,加入铁载体和镍载体混合后得到混合溶液;
(2)将步骤(1)得到的混合溶液通过阳离子交换树脂柱,解吸后收集得到阳离子解吸液;
(3)将步骤(2)收集的阳离子解吸液通过TRU色层柱,收集流出液,洗脱所述TRU色层柱后得到铁洗脱液;
(4)将步骤(3)收集的流出液与螯合剂混合,将所述混合后的溶液调节为碱性条件制成镍上柱液并通过镍色层柱,洗脱所述镍色层柱后得到镍洗脱液;
(5)将步骤(3)得到的所述铁洗脱液和步骤(4)得到的所述镍洗脱液分别独立地蒸干并配置成测试液,利用液闪谱仪和ICP进行测量。
2.根据权利要求1所述的测量方法,其特征在于,步骤(1)所述酸性条件为调节pH至1.5-2.5;
优选地,所述调节pH使用的调节剂包括硝酸。
3.根据权利要求1或2所述的测量方法,其特征在于,步骤(1)所述混合溶液中铁载体的质量为1-3mg;
优选地,步骤(1)所述混合溶液中镍载体的质量为1-3mg。
4.根据权利要求1-3任一项所述的测量方法,其特征在于,步骤(2)所述将步骤(1)得到的混合溶液通过阳离子交换树脂柱具体包括:依次将0.05-0.15mol/L硝酸、步骤(1)得到的混合溶液和0.05-0.15mol/L硝酸通过阳离子交换树脂柱。
5.根据权利要求1-4任一项所述的测量方法,其特征在于,步骤(2)所述解吸包括:将7-9mol/L硝酸通过阳离子交换树脂柱,解吸铁离子和镍离子。
6.根据权利要求1-5任一项所述的测量方法,其特征在于,步骤(3)所述阳离子解吸液通过TRU色层柱后用7-9mol/L硝酸淋洗;
优选地,步骤(3)所述洗脱的洗脱液为0.01-0.1mol/L硝酸。
7.根据权利要求1-6任一项所述的测量方法,其特征在于,步骤(4)所述螯合剂为浓度为0.5-1.5mol/L的螯合剂溶液;
优选地,所述螯合剂包括柠檬酸和/或柠檬酸盐;
优选地,所述柠檬酸盐包括柠檬酸铵、柠檬酸钠或柠檬酸钾中的任意一种或至少两种的组合。
8.根据权利要求1-7任一项所述的测量方法,其特征在于,步骤(4)所述碱性条件为调节pH至8-9;
优选地,所述调节pH使用的调节剂包括氨水。
9.根据权利要求1-8任一项所述的测量方法,其特征在于,步骤(4)所述制成镍上柱液通过镍色层柱具体包括:依次将0.1-0.3mol/L螯合剂溶液、镍上柱液和0.1-0.3mol/L螯合剂溶液通过镍色层柱;
优选地,步骤(4)所述洗脱的洗脱液为2.5-3.5mol/L硝酸。
10.根据权利要求1-9任一项所述的测量方法,其特征在于,所述测量方法包括以下步骤:
(1)将核流出物的pH调节至1.5-2.5,加入1-3mg铁载体和1-3mg镍载体混合后得到混合溶液;
(2)依次将0.05-0.15mol/L硝酸、步骤(1)得到的混合溶液和0.05-0.15mol/L硝酸通过阳离子交换树脂柱,用7-9mol/L硝酸解吸后收集得到阳离子解吸液;
(3)将步骤(2)得到的阳离子解吸液通过TRU色层柱,再用7-9mol/L硝酸淋洗,收集流出液,然后用0.01-0.1mol/L硝酸洗脱所述TRU色层柱,得到铁洗脱液;
(4)将步骤(3)收集的流出液与0.5-1.5mol/L螯合剂溶液混合,将所述混合后的溶液的pH调节至8-9并制成镍上柱液,依次将0.1-0.3mol/L螯合剂溶液、镍上柱液和0.1-0.3mol/L螯合剂溶液通过镍色层柱,然后用2.5-3.5mol/L硝酸洗脱所述镍色层柱,得到镍洗脱液;
(5)将步骤(3)得到的所述铁洗脱液和步骤(4)得到的所述镍洗脱液分别独立地蒸干并配置成测试液,利用液闪谱仪和ICP进行测量。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202111301040.6A CN114047539A (zh) | 2021-11-04 | 2021-11-04 | 一种核流出物中Fe、Ni活度的测量方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202111301040.6A CN114047539A (zh) | 2021-11-04 | 2021-11-04 | 一种核流出物中Fe、Ni活度的测量方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN114047539A true CN114047539A (zh) | 2022-02-15 |
Family
ID=80207122
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202111301040.6A Pending CN114047539A (zh) | 2021-11-04 | 2021-11-04 | 一种核流出物中Fe、Ni活度的测量方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN114047539A (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114740519A (zh) * | 2022-04-19 | 2022-07-12 | 山东核电有限公司 | 一种水中锶-89、锶-90、铁-55、铁-59和镍-63的联合分析方法 |
Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60194384A (ja) * | 1984-03-16 | 1985-10-02 | Hitachi Ltd | ストロンチウム自動測定装置 |
WO2009067975A1 (de) * | 2007-11-28 | 2009-06-04 | Forschungszentrum Jülich GmbH | Verfahren zur bestimmung von fe-55 und ni-63 in festen und flüssigen proben |
CN102507541A (zh) * | 2011-11-28 | 2012-06-20 | 株洲硬质合金集团有限公司 | 高纯铌或氧化铌中痕量铋的快速分析检测方法 |
CN103337265A (zh) * | 2013-06-21 | 2013-10-02 | 中国原子能科学研究院 | 用于乏燃料元件燃耗分析的化学分离流程 |
CN103901461A (zh) * | 2014-04-22 | 2014-07-02 | 苏州热工研究院有限公司 | 核电厂液态流出物中锶-90的快速分析方法 |
JP2015184091A (ja) * | 2014-03-24 | 2015-10-22 | 日立Geニュークリア・エナジー株式会社 | Sr−90濃度分析装置およびSr−90の濃度分析方法 |
US20160211040A1 (en) * | 2013-08-23 | 2016-07-21 | Hitachi-Ge Nuclear Energy, Ltd. | Method of Treating Radioactive Liquid Waste and Radioactive Liquid Waste Treatment Apparatus |
CN108152112A (zh) * | 2017-12-18 | 2018-06-12 | 中核四0四有限公司 | 一种低放射性样品中Pu、241Am和90Sr分离测定的方法 |
CN112596092A (zh) * | 2020-11-09 | 2021-04-02 | 中核四0四有限公司 | 一种金属样品中63Ni测定方法 |
CN113093262A (zh) * | 2021-03-17 | 2021-07-09 | 山东核电有限公司 | 一种环境样品中锶-90的快速分析方法 |
CN113406114A (zh) * | 2021-04-28 | 2021-09-17 | 中国辐射防护研究院 | 一种气溶胶中Pu、Am、U含量的联合分析方法 |
-
2021
- 2021-11-04 CN CN202111301040.6A patent/CN114047539A/zh active Pending
Patent Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60194384A (ja) * | 1984-03-16 | 1985-10-02 | Hitachi Ltd | ストロンチウム自動測定装置 |
WO2009067975A1 (de) * | 2007-11-28 | 2009-06-04 | Forschungszentrum Jülich GmbH | Verfahren zur bestimmung von fe-55 und ni-63 in festen und flüssigen proben |
CN102507541A (zh) * | 2011-11-28 | 2012-06-20 | 株洲硬质合金集团有限公司 | 高纯铌或氧化铌中痕量铋的快速分析检测方法 |
CN103337265A (zh) * | 2013-06-21 | 2013-10-02 | 中国原子能科学研究院 | 用于乏燃料元件燃耗分析的化学分离流程 |
US20160211040A1 (en) * | 2013-08-23 | 2016-07-21 | Hitachi-Ge Nuclear Energy, Ltd. | Method of Treating Radioactive Liquid Waste and Radioactive Liquid Waste Treatment Apparatus |
JP2015184091A (ja) * | 2014-03-24 | 2015-10-22 | 日立Geニュークリア・エナジー株式会社 | Sr−90濃度分析装置およびSr−90の濃度分析方法 |
CN103901461A (zh) * | 2014-04-22 | 2014-07-02 | 苏州热工研究院有限公司 | 核电厂液态流出物中锶-90的快速分析方法 |
CN108152112A (zh) * | 2017-12-18 | 2018-06-12 | 中核四0四有限公司 | 一种低放射性样品中Pu、241Am和90Sr分离测定的方法 |
CN112596092A (zh) * | 2020-11-09 | 2021-04-02 | 中核四0四有限公司 | 一种金属样品中63Ni测定方法 |
CN113093262A (zh) * | 2021-03-17 | 2021-07-09 | 山东核电有限公司 | 一种环境样品中锶-90的快速分析方法 |
CN113406114A (zh) * | 2021-04-28 | 2021-09-17 | 中国辐射防护研究院 | 一种气溶胶中Pu、Am、U含量的联合分析方法 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
奚旦立 等: "环境监测", 31 July 2010, 高等教育出版社, pages: 58 - 64 * |
徐琛 等: "核电厂废树脂中90Sr、55Fe含量的快速分析", 原子能科学技术, vol. 55, no. 5, pages 803 - 810 * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114740519A (zh) * | 2022-04-19 | 2022-07-12 | 山东核电有限公司 | 一种水中锶-89、锶-90、铁-55、铁-59和镍-63的联合分析方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Qiao et al. | Determination of plutonium isotopes in waters and environmental solids: a review | |
Lan et al. | Two-step coprecipitation method for differentiating chromium species in water followed by determination of chromium by neutron activation analysis | |
CN113406114B (zh) | 一种气溶胶中Pu、Am、U含量的联合分析方法 | |
CN114740519B (zh) | 一种水中锶-89、锶-90、铁-55、铁-59和镍-63的联合分析方法 | |
CN114047539A (zh) | 一种核流出物中Fe、Ni活度的测量方法 | |
Dulanská et al. | Determination of 93 Zr in radioactive waste using ion exchange techniques | |
Greenberg et al. | Simultaneous determination of twelve trace elements in estuarine and sea water using pre-irradiation chromatography | |
Boni | Quantitative analysis of radionuclides in process and environmental samples | |
Remenec et al. | Development of a method for the determination of 93 Zr and 94 Nb in radioactive waste using TEVA® resin | |
Remenec | The selective separation of 90Sr and 99Tc in nuclear waste using molecular recognition technology products | |
CN115728806A (zh) | 一种水中锶-89的分析方法 | |
Liu et al. | Method development for plutonium analysis in environmental water samples using TEVA microextraction chromatography separation and low background liquid scintillation counter measurement | |
Petrow et al. | Radiochemical determination of radium in uranium milling process samples | |
CN114354301A (zh) | 一种液体中铁-55分析方法 | |
Cripps et al. | Quick analytical method for the determination of iodide and iodate ions in aqueous solutions | |
CN113406115A (zh) | 一种氟化钙渣中铀同位素含量的分析方法 | |
Cunha et al. | Determination of cesium-137 in water by ion exchange | |
Wildhagen et al. | Multi-element characterization of high-purity titanium dioxide by neutron activation analysis | |
CN113970778B (zh) | 一种水样中锝-99含量的快速分析方法 | |
Rechnitz et al. | Spectrophotometric Determination of Nickel with 4-tert-Butyl-1, 2-cyclohexanedionedioxime. | |
JP6464475B2 (ja) | 放射性ストロンチウムの分析方法 | |
Weiss et al. | Radiochemical determination of radium in urine | |
CN216669449U (zh) | 一种放射性排出废液中的镍-63分析装置 | |
Grahek et al. | Extraction chromatographic separation of iron from complex liquid samples and the determination of 55 Fe | |
Hirose et al. | Determination of uranium in sea water by preconcentration on Chelex 100 and neutron activation |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |