JP2012225663A - Quantitative analysis method of plutonium - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、Pu(プルトニウム)定量分析方法に関し、特に、環境から採取した試料のPu量を、α線スペクトロメトリー等の放射線計測により定量分析するPu定量分析方法に関する。 The present invention relates to a Pu (plutonium) quantitative analysis method, and more particularly to a Pu quantitative analysis method in which the amount of Pu in a sample collected from the environment is quantitatively analyzed by radiation measurement such as α-ray spectrometry.
プルトニウム(Pu)は主に原子力発電の燃料に含まれるウラン238(238U)から生成される。 Plutonium (Pu) is mainly produced from uranium 238 ( 238 U) contained in fuel for nuclear power generation.
Puは、放射性廃棄物を埋設処分した場合における安全評価の対象核種の一種に指定されている。このため、埋設処分場近辺の土壌や水等の環境試料について、Pu濃度分析が実施されている。 Pu is designated as one of the target nuclides for safety evaluation when radioactive waste is buried. For this reason, Pu concentration analysis is performed on environmental samples such as soil and water near the buried disposal site.
従来、Pu濃度分析法の一つとして共沈法が知られている。共沈法は、たとえば、環境試料から作製したPuを含む分析対象試料溶液に、ランタン(La)、 ネオジム(Nd)等の希土類元素を加え、さらにフッ化水素(HF)を添加することにより、分析対象試料溶液中のPuを希土類フッ化物との共沈物(希土類フッ化物共沈物)に取り込んだ後、α線スペクトロメトリー等の放射線計測を行って希土類フッ化物共沈物中のPuを定量分析するものである。分析対象となるPuは、たとえば、238Pu、239Pu、240Pu等である。 Conventionally, a coprecipitation method is known as one of Pu concentration analysis methods. In the coprecipitation method, for example, a rare earth element such as lanthanum (La) or neodymium (Nd) is added to an analysis target sample solution containing Pu prepared from an environmental sample, and further hydrogen fluoride (HF) is added. Quantitative analysis of Pu in rare earth fluoride coprecipitates after taking Pu in the sample solution to be analyzed into coprecipitates with rare earth fluorides (rare earth fluoride coprecipitates) and then performing radiation measurements such as alpha-ray spectrometry To do. Pu to be analyzed is, for example, 238 Pu, 239 Pu, 240 Pu, or the like.
共沈法では、分析精度を高めるために、Puの回収率をなるべく正確に評価することが好ましい。ここで、Puの回収率とは、分析対象試料溶液中のPu量に対する希土類フッ化物共沈物中のPu量の割合である。Puの回収率をなるべく正確に評価するため、Pu濃度分析の分析対象試料溶液には、通常、トレーサとして242Puが混入される。 In the coprecipitation method, it is preferable to evaluate the recovery rate of Pu as accurately as possible in order to improve analysis accuracy. Here, the recovery rate of Pu is the ratio of the amount of Pu in the rare earth fluoride coprecipitate to the amount of Pu in the sample solution to be analyzed. In order to evaluate the recovery rate of Pu as accurately as possible, 242 Pu is usually mixed as a tracer in the sample solution to be analyzed for Pu concentration analysis.
242Puは、Pu同位体であるため測定対象である238Pu、239Pu、240Pu等の核種と化学的挙動が同等であるとともに、通常の環境試料に含まれる量が微量である。このため、環境試料から作製した分析対象試料溶液にトレーサとして242Puを加えても、242Puの測定量に悪影響を与えるおそれが小さい。 Since 242 Pu is a Pu isotope, its chemical behavior is equivalent to that of nuclides such as 238 Pu, 239 Pu, 240 Pu and the like to be measured, and the amount contained in ordinary environmental samples is very small. For this reason, even if 242 Pu is added as a tracer to the analysis target sample solution prepared from the environmental sample, there is little possibility of adversely affecting the measured amount of 242 Pu.
具体的には、通常の環境試料は242Puの含有量が微量であるため、この環境試料から作製した分析対象試料溶液に242Puトレーサを添加しても242Puの回収率を正確に算出しやすい。 Specifically, normal environmental samples for content of 242 Pu is very small, also accurately calculate the recovery of 242 Pu by adding 242 Pu tracer analysis sample solution prepared from the environmental samples Cheap.
また、この242Puトレーサ自体の回収率は、242Puと化学的挙動が同等である238Pu、239Pu、240Pu等のPu同位体の回収率とほぼ同じであるとみなすことができる。
したがって、242Puは、Puの定量分析のトレーサとして好適である。
Further, the recovery rate of the 242 Pu tracer itself can be regarded as substantially the same as the recovery rate of Pu isotopes such as 238 Pu, 239 Pu, and 240 Pu that have chemical behavior equivalent to that of 242 Pu.
Therefore, 242 Pu is suitable as a tracer for quantitative analysis of Pu.
このように、242Pu等のPuのトレーサを含む希土類フッ化物共沈物から作製した測定試料に対してα線スペクトロメトリー等の放射線計測を行うと、238Pu、239Pu、240Pu等のPu同位体の定量分析が可能になる。 Thus, when radiation measurement such as α-ray spectrometry is performed on a measurement sample prepared from a rare earth fluoride coprecipitate including a Pu tracer such as 242 Pu, Pu such as 238 Pu, 239 Pu, and 240 Pu Quantitative analysis of isotopes becomes possible.
ところで、環境試料が放射性廃棄物の埋設環境で採取されたものである場合、環境試料中に埋設環境のセメントから溶出したカルシウム(Ca)が多く含まれることがある。 By the way, when the environmental sample is collected in a radioactive waste buried environment, the environmental sample may contain a large amount of calcium (Ca) eluted from the cement in the buried environment.
このCa濃度が高い環境試料から作製した分析対象試料溶液を共沈法で分析すると、分析対象試料溶液へのHFの添加時にCaF2が多量に生成し、希土類フッ化物共沈物に取り込まれて、CaF2を多く含む希土類フッ化物共沈物が生成する。 When the analysis target sample solution prepared from the environmental sample having a high Ca concentration is analyzed by the coprecipitation method, a large amount of CaF 2 is generated when HF is added to the analysis target sample solution and is taken into the rare earth fluoride coprecipitate. , A rare earth fluoride coprecipitate containing a large amount of CaF 2 is produced.
しかし、CaF2はα線計測等の放射線計測を妨害するため、このようなCaF2を多く含む希土類フッ化物共沈物では、α線スペクトロメトリー等の放射線計測を用いてPuを定量分析することが困難であるという課題があった。 However, since CaF 2 interferes with radiation measurement such as α-ray measurement, Pu is quantitatively analyzed using radiation measurement such as α-ray spectrometry in such rare earth fluoride coprecipitates containing a large amount of CaF 2. There was a problem that it was difficult.
また、トレーサとして放射性核種である242Puを用いると、Pu定量分析の分析操作の場所が放射線管理区域内に限られることになる。このため、トレーサとして242Puを用いた場合は、Pu定量分析の効率が悪くなるという課題があった。 Further, when 242 Pu, which is a radionuclide, is used as a tracer, the place of analysis operation for Pu quantitative analysis is limited within the radiation control area. Therefore, when 242 Pu is used as a tracer, there is a problem that the efficiency of Pu quantitative analysis is deteriorated.
本発明は、上述の事情を考慮してなされたものであり、Ca等のα線計測を妨害する夾雑元素を多く含む分析対象試料溶液であっても、α線スペクトロメトリー等の放射線計測を用いてPuを定量分析することが可能なPu定量分析方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above-described circumstances, and uses radiation measurement such as α-ray spectrometry even for a sample solution to be analyzed containing a large amount of impurity elements that interfere with α-ray measurement such as Ca. An object of the present invention is to provide a Pu quantitative analysis method capable of quantitatively analyzing Pu.
また、本発明は、上述の事情を考慮してなされたものであり、242Pu等のPu同位体からなるトレーサを用いずにPuを定量分析することが可能なPu定量分析方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above-described circumstances, and provides a Pu quantitative analysis method capable of quantitatively analyzing Pu without using a tracer made of Pu isotopes such as 242 Pu. With the goal.
本発明は、分析対象試料溶液に鉄(Fe)を添加してPuを含む鉄共沈物を作製し、このPuを含む鉄共沈物と、ろ液中に含まれるCa等の放射線計測を妨害する夾雑元素とを分離すれば、Ca等の放射線計測を妨害する夾雑元素を実質的に含まない希土類フッ化物共沈物を作製ができ、α線スペクトロメトリー等の放射線計測によるPu定量分析が可能になることを見出して完成されたものである。 In the present invention, iron (Fe) is added to a sample solution to be analyzed to produce an iron coprecipitate containing Pu, and radiation measurement of the iron coprecipitate containing Pu and Ca contained in the filtrate is performed. By separating the interfering impurities, it is possible to produce rare earth fluoride coprecipitates that are substantially free of contaminating elements such as Ca, and quantitative analysis of Pu by radiation measurement such as α-ray spectrometry. It has been completed by finding what is possible.
また、本発明は、希土類フッ化物共沈物を作製するための希土類元素としてSmを用い、このSm中の天然放射性同位体147Smを、242Pu等のPu同位体からなるトレーサの代わりとして用いれば、147Smの回収率をPuの回収率として評価することが可能であることを見出して完成されたものである。 In the present invention, Sm is used as a rare earth element for producing a rare earth fluoride coprecipitate, and the natural radioisotope 147 Sm in this Sm is used in place of a tracer made of Pu isotope such as 242 Pu. For example, it was completed by finding that the recovery rate of 147 Sm can be evaluated as the recovery rate of Pu.
すなわち、本発明のPu定量分析方法は、上記課題を解決するためのものであり、分析対象試料溶液のPuを定量分析するPu定量分析方法において、前記分析対象試料溶液に希土類化合物および鉄化合物を添加して、前記希土類元素を含む水酸化鉄共沈物を生成する水酸化鉄共沈工程と、前記水酸化鉄共沈物を溶解した水酸化鉄共沈物溶解液にフッ化物を添加して希土類フッ化物共沈物を生成する希土類フッ化物共沈工程と、前記希土類フッ化物共沈物から作製した測定用試料を放射線計測してPuを定量分析する放射線計測工程と、を有することを特徴とする。 That is, the Pu quantitative analysis method of the present invention is for solving the above-described problems. In the Pu quantitative analysis method for quantitatively analyzing Pu in an analysis target sample solution, a rare earth compound and an iron compound are added to the analysis target solution. And adding a fluoride to the iron hydroxide coprecipitation step for producing the iron hydroxide coprecipitate containing the rare earth element, and the iron hydroxide coprecipitate solution in which the iron hydroxide coprecipitate is dissolved. A rare earth fluoride coprecipitation step for producing a rare earth fluoride coprecipitate, and a radiation measurement step for quantitatively analyzing Pu by performing radiation measurement on a measurement sample prepared from the rare earth fluoride coprecipitate. Features.
本発明のPu定量分析方法によれば、Ca等の放射線計測を妨害する夾雑元素を多く含む分析対象試料溶液でも、α線スペクトロメトリー等の放射線計測によるPu定量分析が可能になる。 According to the Pu quantitative analysis method of the present invention, it is possible to perform Pu quantitative analysis by radiation measurement such as α-ray spectrometry even for a sample solution to be analyzed that contains a large amount of impurity elements that interfere with radiation measurement such as Ca.
また、本発明のPu定量分析方法によれば、トレーサとして242Pu等の放射性物質を用いずに147Sm等の希土類元素を用いるため、放射線管理区域外でα線スペクトロメトリー等の放射線計測によるPu定量分析が可能になる。 Further, according to the Pu quantitative analysis method of the present invention, since a rare earth element such as 147 Sm is used as a tracer without using a radioactive substance such as 242 Pu, Pu by radiation measurement such as α-ray spectrometry outside the radiation control area. Quantitative analysis becomes possible.
[Pu定量分析方法]
本発明のPu定量分析方法は、分析対象試料溶液のPuを定量分析するPu定量分析方法であり、前記分析対象試料溶液に希土類化合物および鉄化合物を添加して、前記希土類元素を含む水酸化鉄共沈物を生成する水酸化鉄共沈工程と、前記水酸化鉄共沈物を溶解した水酸化鉄共沈物溶解液にフッ化物を添加して希土類フッ化物共沈物を生成する希土類フッ化物共沈工程と、前記希土類フッ化物共沈物から作製した測定用試料を放射線計測してPuを定量分析する放射線計測工程と、を有する。
本発明のPu定量分析方法について、図面を参照して説明する。
[Pu quantitative analysis method]
The Pu quantitative analysis method of the present invention is a Pu quantitative analysis method for quantitatively analyzing Pu in a sample solution to be analyzed. An iron hydroxide containing the rare earth element by adding a rare earth compound and an iron compound to the sample solution to be analyzed. An iron hydroxide coprecipitation step for forming a coprecipitate, and a rare earth fluoride for forming a rare earth fluoride coprecipitate by adding fluoride to the iron hydroxide coprecipitate solution in which the iron hydroxide coprecipitate is dissolved. A chemical coprecipitation step, and a radiation measurement step in which a measurement sample prepared from the rare earth fluoride coprecipitate is subjected to radiation measurement to quantitatively analyze Pu.
The Pu quantitative analysis method of the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態のPu定量分析方法の操作手順1を示す図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram showing an operation procedure 1 of the Pu quantitative analysis method according to the first embodiment of the present invention.
<分析対象試料溶液の調製>
第1の実施形態のPu定量分析方法では、はじめに分析対象試料溶液10を調製する。第1の実施形態のPu定量分析方法に用いられる分析対象試料溶液10としては、たとえば、環境試料から作製した水溶液が挙げられる。なお、環境試料が水や水溶液等の液体試料であるときは、環境試料をそのまま分析対象試料溶液10として用いてもよい。
<Preparation of sample solution for analysis>
In the Pu quantitative analysis method of the first embodiment, first, an analysis
環境試料としては、たとえば、大気中の降下物、海水、埋設処分場近辺の土壌、埋設処分場近辺の陸水等が挙げられる。 Examples of the environmental sample include fallout in the atmosphere, seawater, soil near the buried disposal site, and inland water near the buried disposal site.
なお、埋設処分場近辺の土壌や陸水は、埋設処分場のセメントから溶出したカルシウム(Ca)等のアルカリ土類金属が夾雑元素として多く含まれやすい。Ca等のアルカリ土類金属は、α線スペクトロメトリー等の放射線計測を妨害する夾雑元素となるおそれがある。 Note that the soil and inland water in the vicinity of the landfill site are likely to contain many alkaline earth metals such as calcium (Ca) eluted from the cement at the landfill site as impurities. Alkaline earth metals such as Ca may be a contaminating element that interferes with radiation measurement such as α-ray spectrometry.
たとえば、Caを多く含む分析対象試料溶液10は、従来の共沈法で分析すると、分析対象試料溶液へのHF35の添加時にα線スペクトロメトリー等の放射線計測を妨害するCaF2が多量に生成し、このCaF2は希土類フッ化物共沈物に取り込まれる。このため、従来の共沈法ではα線スペクトロメトリー等の放射線計測によるPuの定量分析が困難であった。
For example, when the
これに対し、本発明の第1の実施形態のPu定量分析方法では、分析対象試料溶液10からCaを除去する工程を有しているため、Caを多く含む分析対象試料溶液10でも共沈法でα線スペクトロメトリー等の放射線計測によるPuを定量分析することが可能になっている。
On the other hand, the Pu quantitative analysis method according to the first embodiment of the present invention includes a step of removing Ca from the analysis
分析対象試料溶液10としては、たとえば、Ca(OH)2を0.5g/L以上、好ましくは1.0g/L以上、さらに好ましくは1.5g/L以上含むものであってよく、また、より好ましくはCa(OH)2の飽和水溶液であってもよい。
The
<水酸化鉄共沈工程>
水酸化鉄共沈工程S101は、分析対象試料溶液10に希土類化合物41および鉄化合物32を添加して、希土類元素を含む水酸化鉄共沈物12を生成する工程である。
<Iron hydroxide coprecipitation process>
The iron hydroxide coprecipitation step S101 is a step of adding the
水酸化鉄共沈工程S101で分析対象試料溶液10に添加する希土類化合物41としては、たとえば、放射性同位体を含む希土類元素の化合物が挙げられ、より具体的には、天然放射性同位体147Smを含むサマリウム(Sm)の化合物が挙げられる。希土類化合物41を構成する希土類元素が放射性同位体を含むものであると、放射線計測工程S107において、希土類元素の放射性同位体42の同定および定量と、Puの同定とを同時かつ精度良く行うことができるため好ましい。
The
サマリウム(Sm)の化合物としては、硝酸サマリウム(Sm(NO3)3)41等の水溶性のサマリウム(Sm)化合物や、サマリウムが挙げられる。 Examples of the samarium (Sm) compound include water-soluble samarium (Sm) compounds such as samarium nitrate (Sm (NO 3 ) 3 ) 41 and samarium.
サマリウム(Sm)化合物は、Sm中に天然放射性同位体として含まれる147Smの希土類フッ化物共沈における挙動がPuの希土類フッ化物共沈における挙動と類似するとともに、147Smが天然放射性同位体であり放射線計測が可能であるため、SmをPuのトレーサとして用いることができるため好ましい。たとえば、サマリウム(Sm)中の147SmをPuのトレーサとして用いることにより、共沈における147Smの回収率を共沈におけるPuの回収率とみなすことができる。 The samarium (Sm) compound is similar to the behavior of 147 Sm in the rare earth fluoride coprecipitation of Pu contained in Sm as a natural radioisotope, and 147 Sm is a natural radioisotope. Because radiation measurement is possible, Sm can be used as a tracer for Pu, which is preferable. For example, by using 147 Sm in samarium (Sm) as a Pu tracer, the recovery rate of 147 Sm in coprecipitation can be regarded as the recovery rate of Pu in coprecipitation.
水酸化鉄共沈工程S101で分析対象試料溶液10に添加する鉄化合物32としては、たとえば、硝酸鉄(Fe(NO3)3)32等の水溶性の鉄(Fe)化合物が挙げられる。水溶性の鉄(Fe)化合物の溶解により分析対象試料溶液10中に鉄イオンが生じると、分析対象試料溶液10をアルカリ性にするpH調整剤33の添加により、水酸化鉄(Fe(OH)3)の沈殿が生成する。
Examples of the
なお、分析対象試料溶液10中にはサマリウム等の希土類元素またはそのイオンが存在するため、水酸化鉄(Fe(OH)3)の沈殿生成の際に、サマリウム等の希土類元素が水酸化サマリウム等の希土類水酸化物として共沈することにより、希土類元素を含む水酸化鉄共沈物12が生成される。また、分析対象試料溶液10がPuを含む場合には、希土類元素を含む水酸化鉄共沈物12は、さらにPuも含むものとなる。
In addition, since rare earth elements such as samarium or ions thereof are present in the
一方、分析対象試料溶液中のカルシウム(Ca)等のアルカリ土類金属からなる夾雑元素23は、実質的に沈殿しないため、希土類元素を含む水酸化鉄共沈物12にほとんど含まれない。
On the other hand, the
このため、希土類元素を含む水酸化鉄共沈物12が生成した液11をろ過することにより、ろ滓として得られた希土類元素を含む水酸化鉄共沈物12と、ろ液22として得られカルシウム(Ca)等の夾雑元素23を含む水溶液とを、分離することができる。また、分析対象試料溶液10がPuを含む場合には、Puは希土類元素を含む水酸化鉄共沈物12に含まれるため、Puおよび希土類元素と、カルシウム(Ca)等の夾雑元素23とを、分離することができる。
For this reason, by filtering the liquid 11 in which the
分析対象試料溶液10に添加されるpH調整剤33としては、たとえば、NaOH水溶液、NH3水溶液およびKOH水溶液の少なくとも1種からなるpH調整剤が用いられる。
As the
これらのpH調整剤は、分析対象試料溶液10を、通常pH10以上、好ましくはpH10.5以上、さらに好ましくはpH11以上にpH調整するまで、分析対象試料溶液10に添加される。これにより、分析対象試料溶液10中に水酸化鉄共沈物12が生成される。
These pH adjusting agents are added to the analysis
なお、本工程において、分析対象試料溶液10は、希土類化合物41およびpH調整剤33を添加する前に、酸31を加えて予め酸性にしておくことが好ましい。分析対象試料溶液10を予め酸性にしておくと、pH調整剤33の添加前に分析対象試料溶液10中に沈殿が生じ難くなるため、Puの定量分析の精度が高くなる。希土類化合物41およびpH調整剤33を添加する前に分析対象試料溶液10に予め加えられる酸31としては、たとえば、塩酸および硝酸の少なくとも1種からなる酸が挙げられる。
In this step, it is preferable that the
<ろ過・水酸化鉄共沈物回収工程>
ろ過・水酸化鉄共沈物回収工程S102は、希土類元素を含む水酸化鉄共沈物12が生成した液11をろ過することにより、水酸化鉄共沈物12を回収するとともに、カルシウム(Ca)等の夾雑元素23を含むろ液22を、希土類元素を含む水酸化鉄共沈物12から分離する工程である。
<Filtration and iron hydroxide coprecipitate recovery process>
The filtration / iron hydroxide coprecipitate recovery step S102 collects the
本工程のろ過方法としては、たとえば、孔径が、通常0.3μm以上、好ましくは0.4μm以上、さらに好ましくは0.45μm以上のメンブレンフィルター等のろ紙を用いたろ過方法が用いられる。
また、ろ過方法は、吸引ろ過であると、ろ過速度が高いため好ましい。
As the filtration method in this step, for example, a filtration method using a filter paper such as a membrane filter having a pore size of usually 0.3 μm or more, preferably 0.4 μm or more, more preferably 0.45 μm or more is used.
The filtration method is preferably suction filtration because the filtration rate is high.
ろ紙を用いたろ過方法では、ろ滓として希土類元素を含む水酸化鉄共沈物12が得られ、ろ液22としてカルシウム(Ca)等の夾雑元素23を含む水溶液が得られる。
In the filtration method using filter paper,
<水酸化鉄共沈物溶解工程>
水酸化鉄共沈物溶解工程S103は、回収した希土類元素を含む水酸化鉄共沈物12を酸34で溶解して水酸化鉄共沈物溶解液13を作製する工程である。
希土類元素を含む水酸化鉄共沈物12を溶解する酸34としては、たとえば、塩酸および硝酸の少なくとも1種からなる酸が挙げられる。
<Iron hydroxide coprecipitate dissolution process>
The iron hydroxide coprecipitate dissolving step S103 is a step of preparing the iron
Examples of the acid 34 that dissolves the
希土類元素を含む水酸化鉄共沈物溶解液13は、鉄イオンに加え、少なくとも希土類元素イオンを含む。また、分析対象試料溶液10がPuを含む場合には、水酸化鉄共沈物溶解液13は、さらにPuも含む。
The iron
<希土類フッ化物共沈工程>
希土類フッ化物共沈工程S104は、希土類元素を含む水酸化鉄共沈物12を溶解した水酸化鉄共沈物溶解液13にフッ化物35を添加して希土類フッ化物共沈物15を生成する工程である。
<Rare earth fluoride coprecipitation process>
In the rare earth fluoride coprecipitation step S104, the
水酸化鉄共沈物溶解液13にフッ化物35を添加すると、水酸化鉄共沈物溶解液13中の希土類元素イオンとフッ化物イオンとが反応して、液14中に希土類フッ化物の沈殿が生成する。たとえば、希土類元素がサマリウムであれば、フッ化サマリウム(SmF3)の沈殿が生成される。
When the
また、分析対象試料溶液10がPuを含む場合には、希土類フッ化物の沈殿はPuを含む希土類フッ化物共沈物15となる。
When the
Puを含む希土類フッ化物共沈物15が生成される際において、希土類フッ化物共沈物15の生成前の水酸化鉄共沈物溶解液13中の希土類元素量に対する希土類フッ化物共沈物15の生成後の希土類フッ化物共沈物15中の希土類元素量の比率と、希土類フッ化物共沈物15の生成前の水酸化鉄共沈物溶解液13中のPu量に対する希土類フッ化物共沈物15の生成後の希土類フッ化物共沈物15中のPu量の比率とは、類似する。
When the rare
特に、希土類元素がサマリウムである場合は、サマリウムフッ化物共沈物15の生成前の水酸化鉄共沈物溶解液13中の147Sm量、に対するサマリウムフッ化物共沈物15の生成後のサマリウムフッ化物共沈物15中の147Sm量の比率と、サマリウムフッ化物共沈物15の生成前の水酸化鉄共沈物溶解液13中のPu量、に対するサマリウムフッ化物共沈物15の生成後のサマリウムフッ化物共沈物15中のPu量の比率とは、ほぼ同一になる。
In particular, when the rare earth element is samarium, the samarium after the formation of the
このため、希土類元素がサマリウムであると、分析対象試料溶液10に添加された147Sm量に対するサマリウムフッ化物共沈物15中の147Sm量の回収率、すなわち147Smの回収率と、分析対象試料溶液10に含まれるPu量に対するサマリウムフッ化物共沈物15中のPu量の回収率、すなわちPuの回収率とはほぼ同一であると評価することができる。
Therefore, if the rare earth element is samarium, the recovery rate of the amount of 147 Sm in the
これにより、サマリウムに含まれる天然放射性同位体147Smを、共沈法におけるPuのトレーサとして用いることが可能になる。 As a result, the natural radioisotope 147 Sm contained in samarium can be used as a tracer for Pu in the coprecipitation method.
サマリウムフッ化物共沈物15中の147Sm量の回収率は、放射線計測工程S107で測定用試料16中の147Sm量を測定することにより算出される。
The recovery rate of the amount of 147 Sm in the
<ろ過・希土類フッ化物共沈物回収工程>
ろ過・希土類フッ化物共沈物回収工程S105は、希土類フッ化物共沈物15が生成した液14をろ過することにより、希土類フッ化物共沈物15を回収する工程である。
<Filtration and rare earth fluoride coprecipitate recovery process>
The filtration / rare earth fluoride coprecipitate recovery step S105 is a step of recovering the rare
本工程のろ過方法としては、たとえば、孔径が0.1μmのメンブレンフィルター等のろ紙を用いたろ過方法が用いられる。
また、ろ過方法は、吸引ろ過であると、ろ過速度が高いため好ましい。
As the filtration method in this step, for example, a filtration method using a filter paper such as a membrane filter having a pore diameter of 0.1 μm is used.
The filtration method is preferably suction filtration because the filtration rate is high.
<乾燥工程>
乾燥工程S106は、希土類フッ化物共沈物15を乾燥させる工程である。希土類フッ化物共沈物15を乾燥させると、放射線計測工程に用いられる測定用試料16が得られる。
<Drying process>
The drying step S106 is a step of drying the rare
希土類フッ化物共沈物15の乾燥方法としては、たとえば、高温乾燥機内に希土類フッ化物共沈物15をろ紙ごと載置する方法や、室温で希土類フッ化物共沈物15をろ紙ごと常温下で放置する方法、たとえば風乾が挙げられる。
As a drying method of the rare
<放射線計測工程>
放射線計測工程S107は、希土類フッ化物共沈物15から作製した測定用試料16を放射線計測してPuを定量分析する工程である。
ここで、放射線計測方法としては、たとえば、α線スペクトロメトリーが用いられる。
<Radiation measurement process>
The radiation measurement step S107 is a step in which the
Here, as a radiation measurement method, for example, α-ray spectrometry is used.
測定用試料16に対してα線スペクトロメトリー等の放射線計測を行うと、測定用試料16中の放射性核種の同定およびその定量が可能になるため、測定用試料16中の147Sm等の希土類元素の放射性同位体42の同定および定量と、Puの同定が可能になる。
When radiation measurement such as α-ray spectrometry is performed on the
次に、この希土類元素の放射性同位体42の定量結果と分析対象試料溶液10中の希土類元素の放射性同位体42量とから、希土類元素の放射性同位体42の回収率を算出する。たとえば希土類元素の放射性同位体42が147Smである場合は、147Smの回収率は、測定用試料16中の147Sm量を、分析対象試料溶液10に添加された147Sm量で除することにより算出される。
Next, the recovery rate of the
さらに、希土類元素の放射性同位体42の回収率を各Pu同位体の回収率と同一値であると評価した上、α線スペクトロメトリー等の放射線計測による希土類元素の放射性同位体42のカウンター値と、各Pu同位体のカウンター値とを比例計算することにより、各Pu同位体の定量分析が可能になる。
Further, the recovery rate of the
たとえば、希土類元素の放射性同位体42が147Smである場合は、147Smの回収率を各Pu同位体の回収率と同一値であると評価した上で、α線スペクトロメトリー等の放射線計測による147Smのカウンター値と、各Pu同位体のカウンター値とを比例計算することにより、各Pu同位体の定量分析が可能になる。
For example, when the
ここで、希土類元素の放射性同位体42の回収率をPu量の回収率として評価することが可能なのは、上記のように、希土類フッ化物共沈物15の生成前の水酸化鉄共沈物溶解液13中の希土類元素の放射性同位体42量、に対する希土類フッ化物共沈物15の生成後の希土類フッ化物共沈物15中の希土類元素の放射性同位体42量の比率と、希土類フッ化物共沈物15の生成前の水酸化鉄共沈物溶解液13中のPu量、に対する希土類フッ化物共沈物15の生成後の希土類フッ化物共沈物15中のPu量の比率とが、類似するからである。
Here, it is possible to evaluate the recovery rate of the
特に希土類元素の放射性同位体42が、147Smである場合は、サマリウムフッ化物共沈物15の生成前の水酸化鉄共沈物溶解液13中の147Sm42量、に対するサマリウムフッ化物共沈物15の生成後のサマリウムフッ化物共沈物15中の147Sm42量の比率と、サマリウムフッ化物共沈物15の生成前の水酸化鉄共沈物溶解液13中のPu量、に対するサマリウムフッ化物共沈物15の生成後のサマリウムフッ化物共沈物15中のPu量の比率とが、ほぼ同一になる。
In particular, when the
このように、本発明の第1の実施形態では、分析対象試料溶液10に添加した希土類元素化合物41中の希土類元素の放射性同位体42に対する希土類フッ化物共沈物15中の希土類元素の放射性同位体42の回収率、すなわち希土類元素の放射性同位体42の回収率を、分析対象試料溶液10中のPu量に対する希土類フッ化物共沈物15中のPuの回収率、すなわちPuの回収率として評価することができる。
As described above, in the first embodiment of the present invention, the radioisotope of the rare earth element in the rare
<第1の実施形態の効果>
本発明の第1の実施形態のPu定量分析方法によれば、Puのトレーサとして、242Puトレーサに加えてまたは242Puトレーサに代えて、147Sm等の希土類元素の放射性同位体42を用いることにより、Puの回収率およびPuの定量分析が可能になる。
<Effect of the first embodiment>
According to Pu quantitative analysis method of the first embodiment of the present invention, as a tracer of Pu, in place of the addition or 242 Pu tracer 242 Pu tracer, the use of
すなわち、本発明の第1の実施形態のPu定量分析方法によれば、分析対象試料溶液10に添加するSm化合物41中の147Sm等の希土類元素の放射性同位体42を、Pu量の回収率を評価するトレーサとして用いることにより、242Puトレーサを用いずに、Puの回収率を評価することができる。
That is, according to the Pu quantitative analysis method of the first embodiment of the present invention, the
(第2の実施形態)
図2は、本発明の第2の実施形態のPu定量分析方法の操作手順1Aを示す図である。
第2の実施形態のPu定量分析方法の操作手順1Aは、図1に第1の実施形態として示したPu定量分析方法の操作手順1に比較して、Pu定量分析方法の操作手順1の水酸化鉄共沈工程S101に代えて、分析対象試料溶液10に精製242Puトレーサ43をさらに加える操作である水酸化鉄共沈工程S201を行う点、およびPu定量分析方法の操作手順1の放射線計測工程S107に代えて、242Pu44の計測をさらに行う操作である放射線計測工程S207を行う点で異なり、他の点は実質的に同じである。
(Second Embodiment)
FIG. 2 is a diagram showing an
The
このため、図2に第2の実施形態として示したPu定量分析方法の操作手順1Aと、図1に第1の実施形態として示したPu定量分析方法の操作手順1とで、同じ構成には同じ符号を付し、符号および作用の説明を省略または簡略化する。
For this reason, the
図2に第2の実施形態として示したPu定量分析方法の操作手順1Aの分析対象試料溶液の調製は、図1に第1の実施形態として示したPu定量分析方法の操作手順1の分析対象試料溶液の調製と同じであるため、説明を省略する。
The preparation of the sample solution to be analyzed in the
<水酸化鉄共沈工程>
水酸化鉄共沈工程S201は、分析対象試料溶液10に希土類化合物41および鉄化合物32、ならびに精製242Puトレーサ43を添加して、希土類元素および精製242Puトレーサ43を含む水酸化鉄共沈物12Aを生成する工程である。
<Iron hydroxide coprecipitation process>
In the iron hydroxide coprecipitation step S201, the
水酸化鉄共沈工程S201は、精製242Puトレーサ43を添加して、希土類元素および精製242Puトレーサ43を含む水酸化鉄共沈物12Aを生成する点以外は、図1に第1の実施形態として示したPu定量分析方法の操作手順1の水酸化鉄共沈工程S101と同じであるため、説明および作用を省略する。
The iron hydroxide coprecipitation step S201 is the first implementation in FIG. 1 except that the refined 242 Pu tracer 43 is added to produce the
分析対象試料溶液10に添加される精製242Puトレーサ43としては、共沈法でのPu定量分析の際に通常に用いられる精製242Puトレーサが用いられる。
As the purified 242 Pu tracer 43 added to the
分析対象試料溶液10に添加された精製242Puトレーサ43は、水酸化鉄(Fe(OH)3)および希土類水酸化物とともに共沈するため、得られる水酸化鉄共沈物12Aは、水酸化鉄、希土類元素に加え精製242Puトレーサ43を含む共沈物となる。
Since the purified 242 Pu tracer 43 added to the
図1に第1の実施形態として示したPu定量分析方法の操作手順1の水酸化鉄共沈工程S101では、希土類元素を含む水酸化鉄共沈物12が生成した液11が得られるが、図2に示した水酸化鉄共沈工程S201では、希土類元素および精製242Puトレーサ43を含む水酸化鉄共沈物12Aが生成した液11Aが得られる。
In the iron hydroxide coprecipitation step S101 of the operation procedure 1 of the Pu quantitative analysis method shown as the first embodiment in FIG. 1, a liquid 11 in which an
<ろ過・水酸化鉄共沈物回収工程>
ろ過・水酸化鉄共沈物回収工程S202は、希土類元素および精製242Puトレーサ43を含む水酸化鉄共沈物12Aが生成した液11Aをろ過することにより、水酸化鉄共沈物12Aを回収するとともに、カルシウム(Ca)等の夾雑元素23を含むろ液22を、希土類元素および精製242Puトレーサ43を含む水酸化鉄共沈物12Aから分離する工程である。
<Filtration and iron hydroxide coprecipitate recovery process>
The filtration / iron hydroxide coprecipitate recovery step S202 recovers the
ろ過・水酸化鉄共沈物回収工程S202は、希土類元素を含む水酸化鉄共沈物12が生成した液11をろ過することにより水酸化鉄共沈物12を回収することに代えて、希土類元素および精製242Puトレーサ43を含む水酸化鉄共沈物12Aが生成した液11Aをろ過することにより水酸化鉄共沈物12Aを回収する点以外は、図1に第1の実施形態として示したPu定量分析方法の操作手順1のろ過・水酸化鉄共沈物回収工程S102と同じであるため、説明および作用を省略する。
In the filtration / iron hydroxide coprecipitate recovery step S202, instead of recovering the
<水酸化鉄共沈物溶解工程>
水酸化鉄共沈物溶解工程S203は、回収した希土類元素および精製242Puトレーサ43を含む水酸化鉄共沈物12Aを酸34で溶解して精製242Puトレーサ43を含む水酸化鉄共沈物溶解液13Aを作製する工程である。
<Iron hydroxide coprecipitate dissolution process>
Iron coprecipitate dissolution step hydroxide S203 is recovered rare earth elements and purification 242 Pu tracer 43 iron coprecipitate hydroxide dissolved
水酸化鉄共沈物溶解工程S203は、希土類元素を含む水酸化鉄共沈物12を酸34で溶解して水酸化鉄共沈物溶解液13を作製することに代えて、希土類元素および精製242Puトレーサ43を含む水酸化鉄共沈物12Aを酸34で溶解して精製242Puトレーサ43を含む水酸化鉄共沈物溶解液13Aを作製する点以外は、図1に第1の実施形態として示したPu定量分析方法の操作手順1の水酸化鉄共沈物溶解工程S103と同じであるため、説明および作用を省略する。
In the iron hydroxide coprecipitate dissolution step S203, instead of preparing the iron
<希土類フッ化物共沈工程>
希土類フッ化物共沈工程S204は、希土類元素および精製242Puトレーサ43を含む水酸化鉄共沈物12Aを溶解した精製242Puトレーサ43を含む水酸化鉄共沈物溶解液13Aに、フッ化物35を添加して、精製242Puトレーサ43を含む希土類フッ化物共沈物15Aを生成する工程である。
<Rare earth fluoride coprecipitation process>
In the rare earth fluoride coprecipitation step S204, the
希土類フッ化物共沈工程S204は、希土類元素を含む水酸化鉄共沈物12を溶解した水酸化鉄共沈物溶解液13に代えて、希土類元素および精製242Puトレーサ43を含む水酸化鉄共沈物12Aを溶解した精製242Puトレーサ43を含む水酸化鉄共沈物溶解液13Aを用いる点、および希土類フッ化物共沈物15に代えて、精製242Puトレーサ43を含む希土類フッ化物共沈物15Aを生成する点、以外は図1に第1の実施形態として示したPu定量分析方法の操作手順1の希土類フッ化物共沈工程S104と同じであるため、説明および作用を省略する。
The rare earth fluoride coprecipitation step S204 replaces the iron
<ろ過・希土類フッ化物共沈物回収工程>
ろ過・希土類フッ化物共沈物回収工程S205は、精製242Puトレーサ43を含む希土類フッ化物共沈物15Aが生成した液14Aをろ過することにより、精製242Puトレーサ43を含む希土類フッ化物共沈物15Aを回収する工程である。
<Filtration and rare earth fluoride coprecipitate recovery process>
In the filtration / rare earth fluoride coprecipitate recovery step S205, the liquid 14A produced by the rare
ろ過・希土類フッ化物共沈物回収工程S205は、希土類フッ化物共沈物15を含む液14をろ過することに代えて、精製242Puトレーサ43を含む希土類フッ化物共沈物15Aが生成した液14Aをろ過する点、および希土類フッ化物共沈物15を回収することに代えて、精製242Puトレーサ43を含む希土類フッ化物共沈物15Aを回収する点、以外は図1に第1の実施形態として示したPu定量分析方法の操作手順1のろ過・希土類フッ化物共沈物回収工程S105と同じであるため、説明および作用を省略する。
The filtration / rare earth fluoride coprecipitate recovery step S205 replaces the liquid 14 containing the rare
<乾燥工程>
乾燥工程S206は、精製242Puトレーサ43を含む希土類フッ化物共沈物15Aを乾燥させる工程である。
精製242Puトレーサ43を含む希土類フッ化物共沈物15Aを乾燥させると、放射線計測工程に用いられる、242Pu44を含む測定用試料16Aが得られる。
<Drying process>
The drying step S206 is a step of drying the rare
When the rare
乾燥工程S206は、希土類フッ化物共沈物15を乾燥させて測定用試料16を得ることに代えて、精製242Puトレーサ43を含む希土類フッ化物共沈物15Aを乾燥させて242Pu44を含む測定用試料16Aを得る点以外は図1に第1の実施形態として示したPu定量分析方法の操作手順1の乾燥工程S106と同じであるため、説明および作用を省略する。
In the drying step S206, instead of drying the rare
<放射線計測工程>
放射線計測工程S207は、精製242Puトレーサ43を含む希土類フッ化物共沈物15Aから作製した242Pu44を含む測定用試料16Aを放射線計測してPuを定量分析する工程である。
<Radiation measurement process>
The radiation measurement step S207 is a step in which the
放射線計測工程S207は、希土類フッ化物共沈物15から作製した測定用試料16を放射線計測することに代えて、精製242Puトレーサ43を含む希土類フッ化物共沈物15Aから作製した242Pu44を含む測定用試料16Aを放射線計測する点以外は図1に第1の実施形態として示したPu定量分析方法の操作手順1の放射線計測工程S107と同じであるため、説明および作用を省略する。
The radiation measurement step S207 includes 242 Pu44 produced from the rare
242Pu44を含む測定用試料16Aに対してα線スペクトロメトリー等の放射線計測を行うと、測定用試料16A中の放射性核種の同定およびその定量が可能になるため、測定用試料16A中の147Sm等の希土類元素の放射性同位体42および242Pu44の同定および定量が可能になる。
When radiation measurement such as α-ray spectrometry is performed on the
すなわち、測定用試料16A中の242Pu44の定量結果と、分析対象試料溶液10A中の精製242Puトレーサ43に含まれる242Pu44量とから、242Pu44の回収率を算出する。たとえば、242Pu44の回収率は、測定用試料16A中の242Pu44量を、分析対象試料溶液10に添加された精製242Puトレーサ43に含まれる242Pu44量で除することにより算出される。
That is, the recovery rate of 242 Pu44 is calculated from the quantification result of 242 Pu44 in the
また、242Pu44の回収率を各Pu同位体の回収率と同一値であると評価した上で、α線スペクトロメトリー等の放射線計測による242Pu44のカウンター値と、各Pu同位体のカウンター値とを比例計算することにより、各Pu同位体の定量分析が可能になる。 In addition, after evaluating the recovery rate of 242 Pu44 to be the same value as the recovery rate of each Pu isotope, the counter value of 242 Pu44 by the radiation measurement such as α-ray spectrometry, the counter value of each Pu isotope, Can be quantitatively analyzed for each Pu isotope.
一方、測定用試料16A中の希土類元素の放射性同位体42の定量結果と分析対象試料溶液10中の希土類元素の放射性同位体42量とから、希土類元素の放射性同位体42の回収率を算出する。たとえば希土類元素の放射性同位体42が147Smである場合は、147Smの回収率は、測定用試料16A中の147Sm量を、分析対象試料溶液10に添加された147Sm量で除することにより算出される。
On the other hand, the recovery rate of the
このようにして測定した147Sm等の希土類元素の放射性同位体42の回収率と、242Pu44の回収率とを比較し、147Sm等の希土類元素の放射性同位体42の回収率に、242Pu44の回収率とのズレがなくなるような適切な補正係数を掛けたり足したりする。
And recovery of
このように補正係数により補正された希土類元素の放射性同位体42の回収率を算出すると、補正された希土類元素の放射性同位体42の回収率をPuの回収率として評価することが可能になる。すなわち、以後は、分析対象試料溶液10に精製242Puトレーサ43を添加せずに、147Sm等の希土類元素の放射性同位体42を添加することにより、Puの回収率およびPuの定量分析が可能になる。
When the recovery rate of the rare
<第2の実施形態の効果>
本発明の第2の実施形態のPu定量分析方法によれば、本発明の第1の実施形態のPu定量分析方法と同様の効果に加え、希土類元素の放射性同位体42の回収率と、Puの回収率とのズレを補正するため、より精度の良いPuの定量分析が可能になる。
<Effects of Second Embodiment>
According to the Pu quantitative analysis method of the second embodiment of the present invention, in addition to the same effects as the Pu quantitative analysis method of the first embodiment of the present invention, the recovery rate of the
以下に実施例を示すが、本発明はこれらに限定されて解釈されるものではない。 Examples are shown below, but the present invention is not construed as being limited thereto.
(実施例1)
[α線計測用試料の作製]
図3は、実施例1のPu定量分析方法の操作手順1Bを示す図である。
図3に示されるPu定量分析方法の操作手順1Bは、図1に第1の実施形態として示したPu定量分析方法の操作手順1に比較して、分析対象試料溶液10に代えて25℃での飽和Ca(OH)2水溶液10Aを用いた点で異なり、その他の点は同じである。
Example 1
[Preparation of α-ray measurement sample]
FIG. 3 is a diagram illustrating an
The
このため、図3に示した実施例1のPu定量分析方法の操作手順1Bと、図1に第1の実施形態として示したPu定量分析方法の操作手順1とで、同じ構成には同じ符号を付し、符号および作用の説明を省略または簡略化する。
For this reason, in the
なお、25℃での飽和Ca(OH)2水溶液10Aは、147Smの挙動を観察するために、Puを含まない分析対象試料溶液10を模して作製したものである。この25℃での飽和Ca(OH)2水溶液10Aは、以下の実施例2および比較例1においても実施例1と同様の理由で用いる。
Note that the saturated Ca (OH) 2
25℃での飽和Ca(OH)2水溶液10Aを100ml用意し、この飽和Ca(OH)2水溶液10Aに35%HClを1ml添加して液性を酸性とし、さらにSm換算値で0.2mgのSm(NO3)3を添加した。
100 ml of saturated Ca (OH) 2
次に、この液に、Fe濃度が1000ppmのFe(NO3)3水溶液を10ml加えた後、1mol/LのNaOH水溶液を徐々に添加して液性をpH>10のアルカリ性にしたところ、Fe(OH)3沈殿(鉄共沈物)が生成した。 Next, 10 ml of an Fe (NO 3 ) 3 aqueous solution with an Fe concentration of 1000 ppm was added to this solution, and then a 1 mol / L NaOH aqueous solution was gradually added to make the solution alkaline with pH> 10. (OH) 3 precipitate (iron coprecipitate) was formed.
得られた沈殿を孔径0.45μmのフィルタでろ過し、ろ滓を回収した。このろ滓を6mol/LのHCl水溶液(塩酸)の15mlに溶解した後、溶解液に46%のHF(フッ化水素酸)を2.5ml滴下したところ、SmF3沈殿(希土類フッ加物共沈物)が生成した。
得られた沈殿を孔径0.1μmのフィルタでろ過し、ろ滓を回収し、乾燥させた。
The resulting precipitate was filtered with a filter having a pore size of 0.45 μm, and the filter cake was recovered. This filter cake was dissolved in 15 ml of a 6 mol / L aqueous HCl solution (hydrochloric acid), and then 2.5 ml of 46% HF (hydrofluoric acid) was added dropwise to the solution. As a result, SmF 3 precipitation (both rare earth fluorides) Sediment) was formed.
The resulting precipitate was filtered through a filter having a pore size of 0.1 μm, and the filter cake was collected and dried.
[α線計測]
乾燥させたろ滓について、α線スペクトロメトリーでα線計測(80000sec)を行った。
得られたα線スペクトルを図4に示す。図4に示されるように、147Smの明瞭なピークが確認できるため、本方法によれば、α線スペクトロメトリーにおいてCaの影響を排除できることが確認できた。
[Α-ray measurement]
The dried filter cake was subjected to α ray measurement (80000 sec) by α ray spectrometry.
The obtained α-ray spectrum is shown in FIG. As shown in FIG. 4, since a clear peak of 147 Sm can be confirmed, it was confirmed that the influence of Ca can be eliminated in the α-ray spectrometry according to this method.
(実施例2)
[α線計測用試料の作製]
図5は、実施例2のPu定量分析方法の操作手順1Cを示す図である。
図5に示されるPu定量分析方法の操作手順1Cは、図2に第2の実施形態として示したPu定量分析方法の操作手順1Aに比較して、分析対象試料溶液10に代えて飽和Ca(OH)2水溶液10Aを用いた点で異なり、その他の点は同じである。
(Example 2)
[Preparation of α-ray measurement sample]
FIG. 5 is a diagram illustrating an operation procedure 1C of the Pu quantitative analysis method according to the second embodiment.
The operation procedure 1C of the Pu quantitative analysis method shown in FIG. 5 is compared with the
このため、図5に示した実施例2のPu定量分析方法の操作手順1Cと、図2に第2の実施形態として示したPu定量分析方法の操作手順1Aとで、同じ構成には同じ符号を付し、符号および作用の説明を省略または簡略化する。
Therefore, in the operation procedure 1C of the Pu quantitative analysis method of Example 2 shown in FIG. 5 and the
25℃での飽和Ca(OH)2水溶液10Aを100ml用意し、この飽和Ca(OH)2水溶液10Aに35%HClを1ml添加して液性を酸性とし、さらに0.08Bqの242Puと、Sm換算値で0.2mgのSm(NO3)3とを添加した。
100 ml of a saturated Ca (OH) 2
次に、この液に、Fe濃度が1000ppmのFe(NO3)3水溶液を10ml加えた後、1mol/LのNaOH水溶液を徐々に添加して液性をpH>10のアルカリ性にしたところ、Fe(OH)3沈殿(鉄共沈物)が生成した。 Next, 10 ml of an Fe (NO 3 ) 3 aqueous solution with an Fe concentration of 1000 ppm was added to this solution, and then a 1 mol / L NaOH aqueous solution was gradually added to make the solution alkaline with pH> 10. (OH) 3 precipitate (iron coprecipitate) was formed.
得られた沈殿を孔径0.45μmのフィルタでろ過し、ろ滓を回収した。このろ滓を6mol/LのHCl水溶液(塩酸)の15mlに溶解した後、溶解液に46%のHF(フッ化水素酸)を2.5ml滴下したところ、SmF3沈殿(希土類フッ加物共沈物)が生成した。
得られた沈殿を孔径0.1μmのフィルタでろ過し、ろ滓を回収し、乾燥させた。
The resulting precipitate was filtered with a filter having a pore size of 0.45 μm, and the filter cake was recovered. This filter cake was dissolved in 15 ml of a 6 mol / L aqueous HCl solution (hydrochloric acid), and then 2.5 ml of 46% HF (hydrofluoric acid) was added dropwise to the solution. As a result, SmF 3 precipitation (both rare earth fluorides) Sediment) was formed.
The resulting precipitate was filtered through a filter having a pore size of 0.1 μm, and the filter cake was collected and dried.
[α線計測]
乾燥させたろ滓について、α線スペクトロメトリーでα線計測(75000sec)を行った。
得られたα線スペクトルには、242Puおよび147Smの明瞭なピークが確認できた。
[Α-ray measurement]
The dried filter cake was subjected to α ray measurement (75000 sec) by α ray spectrometry.
In the obtained α-ray spectrum, clear peaks of 242 Pu and 147 Sm were confirmed.
次に、得られたα線スペクトルのカウント数から、242Puおよび147Smを定量した。また、この242Puおよび147Smの定量結果と、飽和Ca(OH)2水溶液10Aに添加した242Pu量およびSm中の147Sm量とから、242Puおよび147Smの回収率をそれぞれ算出した。
さらに、242Puの回収率を147Smの回収率で除することにより、収率比(242Pu/147Sm)を算出した。
Next, 242 Pu and 147 Sm were quantified from the number of counts of the obtained α-ray spectrum. Further, the recovery rates of 242 Pu and 147 Sm were calculated from the quantification result of 242 Pu and 147 Sm, the amount of 242 Pu added to the saturated Ca (OH) 2
Further, the yield ratio ( 242 Pu / 147 Sm) was calculated by dividing the recovery rate of 242 Pu by the recovery rate of 147 Sm.
上記の[α線計測用試料の作製]および[α線計測]の試験を1セットとし、この試験を繰り返して合計6セット行った。
試験を6セット行ったときの242Puおよび147Smの回収率は、242Puの回収率が90.1±5.9%、147Smの回収率が86.4±4.9%であった。また、試験を6セット行ったときの収率比(242Pu/147Sm)は1.04±0.02%であった。
これらの結果より、147Smの回収率を、242Puの回収率に対して誤差±10%以下の精度で評価できることが分かった。
The above [preparation of α-ray measurement sample] and [α-ray measurement] tests were taken as one set, and this test was repeated for a total of 6 sets.
Recovery of 242 Pu and 147 Sm when performing 6 set test, the recovery rate of 242 Pu is 90.1 ± 5.9%, the recovery rate of 147 Sm was 86.4 ± 4.9% . In addition, the yield ratio ( 242 Pu / 147 Sm) when six tests were performed was 1.04 ± 0.02%.
From these results, it was found that the recovery rate of 147 Sm can be evaluated with an accuracy of an error of ± 10% or less with respect to the recovery rate of 242 Pu.
(比較例1)
[α線計測用試料の作製]
図6は、比較例1のPu定量分析方法の操作手順5を示す図である。
図6に示されるPu定量分析方法の操作手順5は、水酸化鉄共沈工程S101またはS201を行わない比較例である。
(Comparative Example 1)
[Preparation of α-ray measurement sample]
FIG. 6 is a diagram showing an operation procedure 5 of the Pu quantitative analysis method of Comparative Example 1.
Operation procedure 5 of the Pu quantitative analysis method shown in FIG. 6 is a comparative example in which the iron hydroxide coprecipitation step S101 or S201 is not performed.
25℃での飽和Ca(OH)2水溶液10Aを100ml用意し、この飽和Ca(OH)2水溶液10Aに35%HCl(符号71)を1ml添加して液性を酸性とし、さらにSm換算値で0.2mgのSm(NO3)3(符号41)を添加した。
100 ml of a saturated Ca (OH) 2
次に、この液に、46%のHF(フッ化水素酸、符号72)を2.5ml滴下したところ、液51中にSmF3沈殿(希土類フッ加物共沈物、符号52)が生成した。
得られた沈殿(符号52)を孔径0.1μmのフィルタでろ過し、ろ滓を回収し、乾燥(風乾)させた。SmF3沈殿は多量のCaF2を含むため、フィルタ上のろ滓は、厚さが1mm程度と非常に厚くなった。
Next, when 2.5 ml of 46% HF (hydrofluoric acid, code 72) was dropped into this liquid, SmF 3 precipitate (rare earth fluoride coprecipitate, code 52) was formed in the liquid 51. .
The obtained precipitate (reference numeral 52) was filtered through a filter having a pore size of 0.1 μm, and the filter cake was collected and dried (air-dried). Since the SmF 3 precipitate contains a large amount of CaF 2 , the filter cake on the filter became very thick with a thickness of about 1 mm.
[α線計測]
乾燥させたろ滓(符号53)について、α線スペクトロメトリーでα線計測(80000sec)を行った。
乾燥させたろ滓は多量のCaF2を含むため、α線の自己吸収が大きく、147Sm(符号42)の明瞭なα線スペクトルは得られなかった。
[Α-ray measurement]
The dried filter cake (symbol 53) was subjected to α ray measurement (80000 sec) by α ray spectrometry.
For braze dried slag containing large amounts of CaF 2, a large self-absorption of α-rays, clear α-ray spectrum of 147 Sm (reference numeral 42) was obtained.
なお、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施し得るものであり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 In addition, although several embodiment of this invention was described, these embodiment is shown as an example and is not intending limiting the range of invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
1、1A、1B、1C、5 Pu定量分析フロー
10 分析対象試料溶液
10A 飽和Ca(OH)2水溶液
11 Fe(OH)3共沈物が生成した液(希土類元素を含む水酸化鉄共沈物が生成した液)
11A Fe(OH)3共沈物が生成した液(希土類元素および精製242Puトレーサを含む水酸化鉄共沈物が生成した液)
12 Fe(OH)3共沈物(希土類元素を含む水酸化鉄共沈物)
12A Fe(OH)3共沈物(希土類元素および精製242Puトレーサを含む水酸化鉄共沈物)
13 Fe(OH)3共沈物の溶解液(水酸化鉄共沈物溶解液)
13A Fe(OH)3共沈物の溶解液(精製242Puトレーサを含む水酸化鉄共沈物溶解液)
14、51 SmF3共沈物が生成した液
14A 精製242Puトレーサを含むSmF3共沈物が生成した液
15、52 SmF3共沈物(希土類フッ化物共沈物)
15A SmF3共沈物(精製242Puトレーサを含む希土類フッ化物共沈物)
16、53 乾燥したSmF3共沈物(測定用試料、α線計測用試料)
16A 乾燥し、精製242Puトレーサを含むSmF3共沈物(測定用試料、α線計測用試料)
22 Ca(夾雑元素)を含むろ液
23 Ca(夾雑元素)
31、34、71 HCl(酸)
32 Fe(NO3)3(鉄化合物)
33 NaOH(pH調整剤)
35、72 HF(フッ化物)
41 Sm(NO3)3(希土類化合物)
42 Sm−147(147Sm)
43 精製Pu−242トレーサ(242Puトレーサ)
44 Pu−242(242Pu)
S101、S201 Fe(OH)3共沈工程(水酸化鉄共沈工程)
S102、S202 ろ過・沈殿回収工程(ろ過・水酸化鉄共沈物回収工程)
S103、S203 溶解工程(水酸化鉄共沈物溶解工程)
S104、S204 SmF3共沈工程(希土類フッ化物共沈工程)
S105、S205 ろ過工程(ろ過・希土類フッ化物共沈物回収工程)
S106、S206 乾燥工程
S107、S207 α線計測工程(放射線計測工程)
1, 1A, 1B, 1C, 5 Pu
Liquid in which 11A Fe (OH) 3 coprecipitate was generated (liquid in which iron hydroxide coprecipitate including rare earth elements and refined 242 Pu tracer was generated)
12 Fe (OH) 3 coprecipitate (iron hydroxide coprecipitate containing rare earth elements)
12A Fe (OH) 3 coprecipitate (iron hydroxide coprecipitate containing rare earth elements and refined 242 Pu tracer)
13 Fe (OH) 3 coprecipitate solution (iron hydroxide coprecipitate solution)
13A Fe (OH) 3 coprecipitate solution (iron hydroxide coprecipitate solution containing purified 242 Pu tracer)
14, 51 SmF 3 coprecipitate generated liquid 14A Purified 242 SmF 3 coprecipitate generated including
15A SmF 3 coprecipitate (rare earth fluoride coprecipitate including purified 242 Pu tracer)
16, 53 Dry SmF 3 coprecipitate (sample for measurement, sample for α-ray measurement)
16A SmF 3 coprecipitate containing dried and purified 242 Pu tracer (sample for measurement, sample for α-ray measurement)
Filtrate containing 22 Ca (contamination element) 23 Ca (contamination element)
31, 34, 71 HCl (acid)
32 Fe (NO 3 ) 3 (iron compound)
33 NaOH (pH adjuster)
35, 72 HF (fluoride)
41 Sm (NO 3 ) 3 (rare earth compound)
42 Sm-147 ( 147 Sm)
43 Purified Pu-242 Tracer ( 242 Pu Tracer)
44 Pu-242 ( 242 Pu)
S101, S201 Fe (OH) 3 coprecipitation step (iron hydroxide coprecipitation step)
S102, S202 Filtration / precipitation recovery process (filtration / iron hydroxide coprecipitate recovery process)
S103, S203 dissolution process (iron hydroxide coprecipitate dissolution process)
S104, S204 SmF 3 coprecipitation process (rare earth fluoride coprecipitation process)
S105, S205 Filtration process (filtration and rare earth fluoride coprecipitate recovery process)
S106, S206 Drying step S107, S207 α ray measurement step (radiation measurement step)
Claims (13)
前記分析対象試料溶液に希土類化合物および鉄化合物を添加して、前記希土類元素を含む水酸化鉄共沈物を生成する水酸化鉄共沈工程と、
前記水酸化鉄共沈物を溶解した水酸化鉄共沈物溶解液にフッ化物を添加して希土類フッ化物共沈物を生成する希土類フッ化物共沈工程と、
前記希土類フッ化物共沈物から作製した測定用試料を放射線計測してPuを定量分析する放射線計測工程と、を有することを特徴とするPu定量分析方法。 In a Pu quantitative analysis method for quantitatively analyzing Pu in a sample solution to be analyzed,
An iron hydroxide coprecipitation step of adding a rare earth compound and an iron compound to the sample solution to be analyzed to produce an iron hydroxide coprecipitate containing the rare earth element;
A rare earth fluoride coprecipitation step of generating a rare earth fluoride coprecipitate by adding fluoride to the iron hydroxide coprecipitate solution in which the iron hydroxide coprecipitate is dissolved;
And a radiation measurement step of performing radiation measurement on the measurement sample prepared from the rare earth fluoride coprecipitate to quantitatively analyze Pu.
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