JP6464475B2 - Method for analyzing radioactive strontium - Google Patents
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Description
本発明は、放射性ストロンチウムの迅速な分析方法に関する。 The present invention relates to a rapid analysis method for radioactive strontium.
例えば原子力発電所を廃炉する際に放射性物質のストロンチウム90が含まれる汚染水、コンクリート、土壌、木材等の処理が必要になる場合がある。適切な処置を施すためには、処理対象物に含まれるストロンチウム90の量を測定することが重要である。 For example, when decommissioning a nuclear power plant, it may be necessary to treat contaminated water, concrete, soil, wood, etc. containing radioactive material strontium 90. In order to perform an appropriate treatment, it is important to measure the amount of strontium 90 contained in the object to be treated.
文部科学省の科学技術・学術政策局 原子力安全課防災環境対策室の「放射性降下物及び原子力施設周辺の環境放射線モニタリングにおける放射能・放射線の分析・測定は、データ評価の観点から斉一化された方法により実施されることが望ましい。」との立場から、一般に公定法と呼ばれる「放射性ストロンチウム分析法」がマニュアルとして提供されている(非特許文献1)。 The Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology's Science and Technology Policy Bureau, Nuclear Safety Division, Disaster Prevention and Environmental Measures Office, “Analysis and measurement of radioactivity and radiation in environmental radiation monitoring around fallout and nuclear facilities has been unified from the viewpoint of data evaluation. From the standpoint of “It is desirable to be implemented by a method”, a “radioactive strontium analysis method” generally called an official method is provided as a manual (Non-patent Document 1).
しかし、平成15年に提供された当該マニュアルは、迅速に測定し、必要とされる処置を早急に実施するという視点が欠けており、正確性を期す余り煩雑な化学的処理が多い分析法になっている。このため、測定結果を得るために1ヶ月程度を要するが(図2参照)、このような測定方法は現在の迅速測定のニーズに応えることができない。 However, the manual provided in 2003 lacks the viewpoint of quickly measuring and promptly implementing the necessary treatments, and is an analytical method with many complicated chemical treatments for accuracy. It has become. For this reason, it takes about one month to obtain the measurement result (see FIG. 2), but such a measurement method cannot meet the current needs for rapid measurement.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、簡便な方法で迅速にストロンチウムを精製して分析することが可能な、放射性ストロンチウムの分析方法を提供する。 This invention is made | formed in view of the said situation, and provides the analysis method of radioactive strontium which can refine | purify and analyze strontium rapidly by a simple method.
上記の目的を達するために、本発明は以下の手段を提供する。
[1] ストロンチウム及び1種以上の夾雑物質を含む液体試料を第一吸着体に接触させ、前記液体試料中のストロンチウムを第一吸着体に吸着させた後、前記液体試料と第一吸着体とを分離して、前記夾雑物質のうち少なくとも1種を前記液体試料と共に除去する第一精製工程と、溶出薬液を第一吸着体に接触させ、第一吸着体から溶出されたストロンチウムを含む溶出液を得る溶出工程と、前記溶出液に残留している可能性がある前記夾雑物質を吸着可能であり、且つ、ストロンチウムを吸着し難い性質を有する第二吸着体に、前記溶出液を接触させた後、ストロンチウムを含む前記溶出液と第二吸着体とを分離して、前記夾雑物質を第二吸着体と共に除去し、ストロンチウムを含む分離液を得る第二精製工程と、前記分離液中に含まれる放射性ストロンチウムを定性的又は定量的に分析する分析工程と、を有する放射性ストロンチウムの分析方法であって、
前記液体試料に含まれるストロンチウムの安定同位体のうち少なくとも何れか一種の含有量X1を質量分析計で測定する第一準備工程と、第一準備工程で測定したストロンチウムの安定同位体種について、前記分離液中に含まれる含有量X2を質量分析計で測定する第二準備工程と、を有し、下記式(1)によって、
含有量X1÷含有量X2×100%・・・(1)
ストロンチウムの回収率を算出して、前記分離液中の放射性ストロンチウムの含有量を質量分析又は放射線測定によって定量し、前記回収率に基づいて、前記液体試料中に含まれていた放射性ストロンチウムの含有量を求めることを特徴とする放射性ストロンチウムの分析方法。
[2] ストロンチウム及びカルシウムを含む液体試料を第一吸着体に接触させ、前記液体試料中のストロンチウムを第一吸着体に吸着させた後、前記液体試料と第一吸着体とを分離して、カルシウムを前記液体試料と共に除去する第一精製工程と、溶出薬液を第一吸着体に接触させ、第一吸着体から溶出されたストロンチウムを含む溶出液を得る溶出工程と、前記溶出液に混入している可能性がある夾雑物質を吸着可能であり、且つ、ストロンチウムを吸着し難い性質を有する第二吸着体に、前記溶出液を接触させた後、ストロンチウムを含む前記溶出液と第二吸着体とを分離して、前記夾雑物質を第二吸着体と共に除去し、ストロンチウムを含む分離液を得る第二精製工程と、前記分離液中に含まれるストロンチウム90を定性的又は定量的に分析する分析工程と、を有することを特徴とする上記[1]に記載の放射性ストロンチウムの分析方法。
In order to achieve the above object, the present invention provides the following means.
[1] A liquid sample containing strontium and one or more contaminants is brought into contact with the first adsorbent, and strontium in the liquid sample is adsorbed on the first adsorbent, and then the liquid sample, the first adsorbent, A first purification step of separating at least one of the contaminants together with the liquid sample, and an eluent containing strontium eluted from the first adsorbent by bringing the eluent into contact with the first adsorbent The elution solution is brought into contact with a second adsorbent that has the property of being able to adsorb the contaminants that may remain in the eluate and difficult to adsorb strontium. Thereafter, the eluate containing strontium and the second adsorbent are separated, and the contaminants are removed together with the second adsorbent to obtain a separation liquid containing strontium, and included in the separation liquid Be An analysis step of qualitatively or quantitatively analyze radioactive strontium, a method of analyzing the radioactive strontium that have a,
The first preparation step of measuring at least one content X1 of the stable isotopes of strontium contained in the liquid sample with a mass spectrometer, and the stable isotope species of strontium measured in the first preparation step, A second preparatory step of measuring the content X2 contained in the separated liquid with a mass spectrometer, according to the following formula (1):
Content X1 ÷ Content X2 x 100% (1)
By calculating the recovery rate of strontium, the content of radioactive strontium in the separation liquid is quantified by mass spectrometry or radiation measurement, and based on the recovery rate, the content of radioactive strontium contained in the liquid sample A method for analyzing radioactive strontium, characterized in that
[2] A liquid sample containing strontium and calcium is brought into contact with the first adsorbent, and after the strontium in the liquid sample is adsorbed on the first adsorbent, the liquid sample and the first adsorbent are separated, A first purification step for removing calcium together with the liquid sample, an elution step for bringing an elution chemical solution into contact with the first adsorbent to obtain an eluate containing strontium eluted from the first adsorbent, and mixing in the eluate. The adsorbent containing the strontium and the second adsorbent after contacting the eluate with the second adsorbent capable of adsorbing the contaminants that may be adsorbed and not easily adsorbing strontium And removing the contaminants together with the second adsorbent to obtain a separation liquid containing strontium, and qualitative or quantitative determination of strontium 90 contained in the separation liquid. The analysis method of radioactive strontium according to [1], which has a, an analysis step of analyzing.
本発明の放射性ストロンチウムの分析方法によれば、迅速に液体試料から目的のストロンチウムを精製して分析することができる。 According to the method for analyzing radioactive strontium of the present invention, it is possible to rapidly purify and analyze target strontium from a liquid sample.
本発明の第一実施形態の放射性ストロンチウムの分析方法は、第一精製工程、溶出工程、第二精製工程、及び分析工程を有する。以下に各工程の詳細を説明するが、これらの工程以外の工程又は処理を含んでいてもよい。 The method for analyzing radioactive strontium according to the first embodiment of the present invention includes a first purification step, an elution step, a second purification step, and an analysis step. Details of each step will be described below, but steps or processes other than these steps may be included.
<第一精製工程>
本実施形態の第一精製工程は、ストロンチウム及び1種以上の夾雑物質を含む液体試料を第一吸着体に接触させ、液体試料中のストロンチウムを第一吸着体に吸着させた後、液体試料と第一吸着体とを分離して、前記夾雑物質のうち少なくとも1種を液体試料と共に除去する工程である。
<First purification step>
In the first purification step of this embodiment, a liquid sample containing strontium and one or more contaminants is brought into contact with the first adsorbent, and strontium in the liquid sample is adsorbed on the first adsorbent, and then the liquid sample and This is a step of separating the first adsorbent and removing at least one of the contaminants together with the liquid sample.
第一精製工程におけるストロンチウムには、放射性ストロンチウムとしてのストロンチウム90(90Sr)、ストロンチウム89(89Sr)の他、天然に存在するストロンチウムの安定同位体(84Sr, 86Sr, 87Sr, 88Sr)が含まれていても構わない。原子力発電に由来する検体中の放射性ストロンチウムの大半はストロンチウム90(半減期28.8年)であり、ストロンチウム89(半減期50.5日)は少量又は実質的に含まれないことが多い。
本明細書において、特に明記しない限り、「ストロンチウム」の用語は放射性ストロンチウム及びその安定同位体の両方を指す。
Strontium in the first purification step includes strontium 90 ( 90 Sr) and strontium 89 ( 89 Sr) as radioactive strontium, as well as naturally occurring stable isotopes of strontium ( 84 Sr, 86 Sr, 87 Sr, 88 Sr ) May be included. The majority of radioactive strontium in specimens derived from nuclear power generation is strontium 90 (half life 28.8 years), and strontium 89 (half life 50.5 days) is often small or substantially free.
In this specification, unless stated otherwise, the term “strontium” refers to both radioactive strontium and its stable isotopes.
第一吸着体は、ストロンチウムを吸着可能であり、且つ、夾雑物質を吸着し難い性質を有することが好ましい。第一吸着体に吸着されるストロンチウムは、単体であってもよいし、任意の化合物及び錯体を形成していてもよいし、イオンであってもよいが、第一吸着体に対する吸着及び分離の制御が容易であることから、2価の陽イオン(Sr(II))であることが好ましい。 The first adsorbent is preferably capable of adsorbing strontium and hardly adsorbing contaminants. The strontium adsorbed on the first adsorbent may be a simple substance, may form an arbitrary compound or complex, or may be an ion. Since it is easy to control, a divalent cation (Sr (II)) is preferable.
例えば、第一吸着体が充填された第一カラムに液体試料を導入することにより、第一吸着体と液体試料とを接触させ、液体試料中のストロンチウムを第一吸着体に吸着させることができる。その後、第一カラムから液体試料を排出することにより、ストロンチウムは第一吸着体に残り、他の夾雑物質は液体試料と共に第一カラムの外へ除去することができる。さらに、ストロンチウムを溶出し難く且つ夾雑物質を溶出させ易い洗浄液を第一カラムに通すことによって、第一吸着体に付着した余分な夾雑物質を洗い流すことができる。 For example, by introducing the liquid sample into the first column filled with the first adsorbent, the first adsorbent and the liquid sample can be brought into contact with each other, and strontium in the liquid sample can be adsorbed on the first adsorbent. . Thereafter, by discharging the liquid sample from the first column, strontium remains in the first adsorbent, and other contaminants can be removed together with the liquid sample out of the first column. Furthermore, by passing a cleaning solution that hardly elutes strontium and easily elutes contaminants through the first column, excess contaminants adhering to the first adsorbent can be washed away.
第一精製工程で除去する夾雑物質として、ストロンチウム以外の元素を含む物質が挙げられる。夾雑物質は放射性物質であってもよいし、非放射性物質であってもよい。具体的には、遷移金属、アルカリ土類金属、アルカリ金属及びこれらのイオンが挙げられる。アルカリ土類金属としては、例えばカルシウム(Ca(II))が主要な夾雑物質として挙げられる。第一精製工程において使用する液体試料を準備する前処理段階で、ストロンチウムの沈殿促進剤として、予めカルシウム(Caキャリアー)を添加することがあり得るからである。 Examples of contaminants removed in the first purification step include substances containing elements other than strontium. The contaminant may be a radioactive substance or a non-radioactive substance. Specific examples include transition metals, alkaline earth metals, alkali metals, and ions thereof. As an alkaline earth metal, for example, calcium (Ca (II)) is mentioned as a main contaminant. This is because calcium (Ca carrier) may be added in advance as a strontium precipitation accelerator in the pretreatment stage of preparing the liquid sample to be used in the first purification step.
液体試料としては、例えば除染区域から採取した、不燃性廃棄物、可燃性廃棄物、汚染水等から公知方法で放射性ストロンチウムが抽出されたものが挙げられる。
不燃性廃棄物としては、例えば、土壌、コンクリート、屋根瓦、建築材などが挙げられる。可燃性廃棄物としては、例えば、野原や農場から廃棄された枯草、山林から廃棄された木材などが挙げられる。汚染水としては、例えば、原子炉の廃炉処理で排出された水等が挙げられる。
Examples of the liquid sample include those obtained by extracting radioactive strontium by a known method from incombustible waste, combustible waste, contaminated water or the like collected from a decontamination area.
Examples of non-combustible waste include soil, concrete, roof tiles, and building materials. Examples of combustible waste include hay that has been discarded from fields and farms, and wood that has been discarded from forests. As the contaminated water, for example, water discharged in the decommissioning process of a nuclear reactor can be cited.
放射性ストロンチウムの分析精度を向上させる目的で、前処理段階において、液体試料中のストロンチウムを濃縮し、液体試料中の放射性ストロンチウム濃度を高めることが好ましい。この濃縮方法は特に限定されず、公知方法が適用可能であり、例えば前記公定法にも記載されている様に、Srキャリアー及びCaキャリアーのうち少なくとも一方を添加することが好ましい。これらのキャリアーを添加した後、キャリアーを沈殿させる試薬を加えることにより、液体試料中に含まれている低濃度の放射性ストロンチウムをキャリアーと共に容易に沈殿させることができる。放射性ストロンチウムを含む沈殿物を遠心分離、ろ過、デカンテーション法等の公知方法によって分取し、これを乾固した後、所定の溶液(例えば8M硝酸)で再溶解することによって、第一精製工程に供する液体試料とすることができる。 In order to improve the analysis accuracy of radioactive strontium, it is preferable to concentrate strontium in the liquid sample and increase the concentration of radioactive strontium in the liquid sample in the pretreatment stage. The concentration method is not particularly limited, and a known method can be applied. For example, as described in the official method, it is preferable to add at least one of Sr carrier and Ca carrier. After adding these carriers, a low concentration radioactive strontium contained in the liquid sample can be easily precipitated together with the carrier by adding a reagent for precipitating the carriers. A precipitate containing radioactive strontium is collected by a known method such as centrifugation, filtration, decantation, etc., dried, and then redissolved in a predetermined solution (for example, 8M nitric acid), thereby the first purification step. The liquid sample can be used for
上記の濃縮処理で使用した、液体試料中に含まれるCaキャリアーに由来するカルシウムは、本実施形態の分析方法においては夾雑物質である。また、ストロンチウムを抽出した元の廃棄物から、ストロンチウム以外の成分、例えば有機物、遷移金属などが夾雑物質として液体試料中に混入している可能性もある。
これらの夾雑物質のうち、少なくともカルシウムを上述した第一精製工程によって目的のストロンチウム90から分離して除去することが好ましい。
Calcium derived from the Ca carrier contained in the liquid sample used in the above concentration treatment is a contaminant in the analysis method of the present embodiment. In addition, components other than strontium, such as organic substances and transition metals, may be mixed as contaminants in the liquid sample from the original waste from which strontium has been extracted.
Among these contaminants, it is preferable to separate and remove at least calcium from the target strontium 90 by the first purification step described above.
ストロンチウムを吸着する第一吸着体としては、例えば、ストロンチウムに対する分配係数又は吸着度が高く、夾雑物質に対する分配係数又は吸着度が低い物質が支持体に結合した公知のカラム充填剤が挙げられる。具体的には、4,4'(5')-di-t-butylcyclohexano 18-crown-6(crown ether)が化学的に不活性なクロマトグラフィー支持体に結合された、市販のSrレジンが好適である。 Examples of the first adsorbent that adsorbs strontium include known column packing materials in which a substance having a high distribution coefficient or adsorption degree for strontium and a substance having a low distribution coefficient or adsorption degree for contaminant substances is bonded to the support. Specifically, a commercially available Sr resin in which 4,4 ′ (5 ′)-di-t-butylcyclohexano 18-crown-6 (crown ether) is bound to a chemically inert chromatographic support is suitable. It is.
Srレジンは、8M程度の高濃度の硝酸においてストロンチウム(Sr(II))に対する高い分配係数を示してストロンチウムを強力に吸着すると共に、夾雑物質であるカルシウム(Ca(II))、ラジウム(Ra(II))、バリウム(Ba(II))に対しては比較的低い分配係数を示す。このため、Srレジンを第一吸着体として使用することにより、第一精製工程において、液体試料中の夾雑物質からストロンチウムを高度に精製することができる。 Sr resin exhibits a high partition coefficient for strontium (Sr (II)) in nitric acid at a high concentration of about 8M and strongly adsorbs strontium, and also contains calcium (Ca (II)) and radium (Ra (Ra ( II)) and barium (Ba (II)) have relatively low partition coefficients. For this reason, by using Sr resin as the first adsorbent, strontium can be highly purified from contaminants in the liquid sample in the first purification step.
上記のSrレジンの他、第一吸着体として、周期表上でストロンチウムが属するアルカリ土類金属(第2族元素)を優先的に結合する性質を有する物質が適用できる。
第一吸着体は、アルカリ土類金属以外の、アルカリ金属、遷移金属、亜鉛を含む第12族元素、ホウ素を含む第13族元素、及び鉛を含む第14族元素、のうち少なくとも1つの元素又はそのイオンを結合し難い性質を有することが好ましい。
In addition to the above Sr resin, a substance having a property of preferentially binding an alkaline earth metal (Group 2 element) to which strontium belongs can be applied as the first adsorbent on the periodic table.
The first adsorbent is at least one element selected from the group consisting of alkali metals, transition metals, group 12 elements including zinc, group 13 elements including boron, and group 14 elements including lead, other than alkaline earth metals. Or it is preferable to have the property that it is difficult to bind the ions.
<溶出工程>
本実施形態の溶出工程は、溶出薬液を第一吸着体に接触させ、第一吸着体から溶出されたストロンチウムを含む溶出液を得る工程である。
溶出薬液の種類は、使用する第一吸着体の種類に応じて適宜選択される。一例として、第一吸着体として前述のSrレジンを使用した場合、第一精製工程における液体試料の溶媒として使用した8M硝酸に替えて、0.01M程度の低濃度の硝酸をSrレジンに接触させることによって、吸着していたストロンチウムを溶出することができる。溶出前に、8M硝酸で充分にSrレジンを洗浄することにより、溶出されるストロンチウムの精製度をより高めることができる。
<Elution process>
The elution step of the present embodiment is a step of obtaining an eluate containing strontium eluted from the first adsorbent by bringing the elution chemical into contact with the first adsorbent.
The type of the eluting chemical is appropriately selected according to the type of the first adsorbent used. As an example, when the aforementioned Sr resin is used as the first adsorbent, nitric acid having a low concentration of about 0.01M is brought into contact with the Sr resin instead of the 8M nitric acid used as the solvent of the liquid sample in the first purification step. Thus, the adsorbed strontium can be eluted. By thoroughly washing the Sr resin with 8M nitric acid before elution, the degree of purification of the eluted strontium can be further increased.
<第二精製工程>
本実施形態の第二精製工程は、溶出工程で得られたストロンチウムを含む溶出液に残留又は混入している可能性がある夾雑物質を吸着可能であり、且つ、ストロンチウムを吸着し難い性質を有する第二吸着体に当該溶出液を接触させる。その後、第二吸着に結合しないストロンチウムを含む溶出液と第二吸着体とを分離して、前記夾雑物質を第二吸着体と共に除去し、ストロンチウムを含む分離液を得る工程である。
<Second purification step>
The second purification step of the present embodiment has the property that it can adsorb contaminants that may remain or be mixed in the eluate containing strontium obtained in the elution step, and it is difficult to adsorb strontium. The eluate is brought into contact with the second adsorbent. Thereafter, the eluate containing strontium that does not bind to the second adsorption and the second adsorbent are separated, and the contaminants are removed together with the second adsorbent to obtain a separation liquid containing strontium.
ここで、「ストロンチウムを吸着し難い性質」とは、所定の溶媒において、夾雑物質よりもストロンチウムの方が低い分配係数又は吸着度を有する性質を意味する。 Here, “the property of hardly adsorbing strontium” means the property that strontium has a lower partition coefficient or degree of adsorption than a contaminant in a predetermined solvent.
例えば、第二吸着体が充填された第二カラムに溶出液を導入することにより、第二吸着体と溶出液とを接触させ、溶出液中の夾雑物質を第二吸着体に吸着させることができる。その際、ストロンチウムは第二吸着体に殆ど吸着せず、第二カラムから排出される分離液中に含まれる。この結果、溶出液に含まれる夾雑物質は第二吸着体に残るため、夾雑物質から分離されたストロンチウムを含む分離液が得られる。なお、仮に、前記溶出液に夾雑物質が残留又は混入していなかった場合においても上記と同様の操作によって、夾雑物質が含まれない分離液が得られる。 For example, by introducing the eluate into the second column filled with the second adsorbent, the second adsorbent and the eluate can be brought into contact with each other, and contaminants in the eluate can be adsorbed on the second adsorbent. it can. At that time, strontium hardly adsorbs on the second adsorbent and is contained in the separation liquid discharged from the second column. As a result, since the contaminant substance contained in the eluate remains in the second adsorbent, a separation liquid containing strontium separated from the contaminant substance is obtained. Even if no contaminants remain or are mixed in the eluate, a separation liquid containing no contaminants can be obtained by the same operation as described above.
第二精製工程で除去する交雑物質、すなわち溶出液に含まれる可能性がある夾雑物質としては、例えば、ストロンチウムと共に液体試料中に含まれ得る物質、ストロンチウムと共に第一吸着体に吸着可能な物質、化学的性質がストロンチウムに近い物質等が挙げられる。具体的には、例えば、ストロンチウム以外のアルカリ土類金属(第2族元素)、イットリウム、チタン、ジルコニウム、その他の遷移金属等が、溶出液に含まれる可能性の高い夾雑物質として挙げられる。 Examples of hybrid substances to be removed in the second purification step, that is, contaminant substances that may be contained in the eluate, include substances that can be contained in a liquid sample together with strontium, substances that can be adsorbed to the first adsorbent together with strontium, Examples include substances whose chemical properties are close to strontium. Specifically, for example, alkaline earth metals (Group 2 elements) other than strontium, yttrium, titanium, zirconium, other transition metals, and the like are included as contaminants that are highly likely to be contained in the eluate.
ストロンチウムを吸着し難い第二吸着体としては、例えば、ストロンチウムに対する分配係数が低く、夾雑物質に対する分配係数が高い物質が支持体に結合した公知のカラム充填剤が挙げられる。具体的には、octylphenyl-N,N-di-isobutylcarbamoylmethylphosphine
oxide(CMPO)が化学的に不活性なクロマトグラフィー支持体に結合された、市販のTRUレジンが好適である。
Examples of the second adsorbent that hardly adsorbs strontium include known column fillers in which a substance having a low distribution coefficient for strontium and a high distribution coefficient for contaminants is bound to the support. Specifically, octylphenyl-N, N-di-isobutylcarbamoylmethylphosphine
Commercially available TRU resins with oxide (CMPO) bound to a chemically inert chromatographic support are preferred.
TRUレジンは、2M程度の硝酸においてストロンチウムに対する低い分配係数を示して殆ど吸着せず、一方、上記の夾雑物質やプルトニウム(Pu(IV))、ネプツニウム(Np(IV))、ウラン(U(VI))、アメリシウム(Am(III))に対しては高い分配係数を示して吸着する。このため、TRUレジンを第二吸着体として使用することにより、第二精製工程において、溶出液中の夾雑物質からストロンチウムを分離することができる。 TRU resin shows a low partition coefficient for strontium in about 2M nitric acid and hardly adsorbs, while the above impurities, plutonium (Pu (IV)), neptunium (Np (IV)), uranium (U (VI )) And americium (Am (III)) are adsorbed with a high partition coefficient. For this reason, by using TRU resin as the second adsorbent, strontium can be separated from contaminants in the eluate in the second purification step.
本実施形態の方法によれば、液体試料中のストロンチウムを第一吸着体で吸着し、第一吸着体に吸着し難い夾雑物質を除去し、その後、第一吸着体から溶出したストロンチウムと残留した夾雑物質のうち、夾雑物質のみを第二吸着体に吸着させて、ストロンチウムを吸着させずに分離液として得る、という二段階の精製ステップを経ることにより、高度に精製されたストロンチウムを簡便且つ迅速に得ることができる。 According to the method of the present embodiment, strontium in the liquid sample is adsorbed by the first adsorbent, impurities that are difficult to adsorb on the first adsorbent are removed, and then the strontium eluted from the first adsorbent remains. Of the contaminants, only the contaminants are adsorbed on the second adsorbent and obtained as a separation liquid without adsorbing strontium, so that highly purified strontium can be obtained easily and quickly. Can get to.
また、従来の「放射性ストロンチウム分析法」に記載のいわゆる公定法に比べて、液体試料の体積を10〜60倍程度に減らすことができる。これは、本実施形態におけるストロンチウムの精製効率及び回収効率が高いためである。従来の公定法においては、1種類のカラム精製のみを行っているため、精製効率が低く、カラム精製以外に沈殿精製を複数回行っているため回収効率も低い。 Further, the volume of the liquid sample can be reduced to about 10 to 60 times as compared with the so-called official method described in the conventional “radioactive strontium analysis method”. This is because the strontium purification efficiency and recovery efficiency in this embodiment are high. In the conventional official method, since only one type of column purification is performed, the purification efficiency is low, and since the precipitation purification is performed a plurality of times in addition to the column purification, the recovery efficiency is also low.
従来の公定法に比べて、本実施形態において液体試料の体積を低減できることは、カラム精製に要する時間と試薬量を低減できることと同義である。具体的には、従来の公定法においては、700mLの試料溶液と3M塩酸2000mLを陽イオン交換カラム(Dowex50Wx8:カラム体積500mL)に導入する。一方、本実施形態では10ml〜50mlの液体試料及び20mlの洗浄液を使用すれば従来と同等以上の精製レベルを達成できる。 Compared to a conventional official method, the ability to reduce the volume of a liquid sample in this embodiment is synonymous with the ability to reduce the time and amount of reagent required for column purification. Specifically, in the conventional official method, 700 mL of the sample solution and 2000 mL of 3M hydrochloric acid are introduced into a cation exchange column (Dowex50Wx8: column volume 500 mL). On the other hand, in this embodiment, if a 10 ml to 50 ml liquid sample and a 20 ml washing solution are used, a purification level equal to or higher than that of the conventional one can be achieved.
従来の公定法においては、廃棄物等から抽出されたストロンチウムを含む試料溶液10リットルから約700mLに濃縮した試料溶液を準備した後、最終的にストロンチウム90に由来するβ線測定を行ってストロンチウム90の定量分析が可能な精製試料を得るまでに、約1ヶ月の時間と、種々の試薬を必要とする(図2参照)。1検体あたりに必要な液体試料及び試薬量は、概ね以下の通りである。 In the conventional official method, after preparing a sample solution concentrated from about 10 liters of sample solution containing strontium extracted from waste or the like to about 700 mL, β-ray measurement derived from strontium 90 is finally performed to obtain strontium 90 It takes about 1 month and various reagents to obtain a purified sample that can be quantitatively analyzed (see FIG. 2). The required amount of liquid sample and reagent per specimen is generally as follows.
・液体試料=700 mL(試料溶液の濃縮後にカラムへ導入する体積である。)
・濃塩酸(12M塩酸)=600 mL(このうち500mLは希釈して3M塩酸2000mLとして使用)
・Ca, Sr, Y, La, Ba, Fe=各5〜250 mg(キャリアーとして添加する分量である。)
・クロム酸カリウム=0.3 g
・炭酸ナトリウム=20 g
・炭酸アンモニウム=40 g
・アンモニア水=30 mL
・酢酸アンモニウム=1 g
・酢酸=1 mL
・ Liquid sample = 700 mL (the volume to be introduced into the column after concentration of the sample solution)
・ Concentrated hydrochloric acid (12M hydrochloric acid) = 600 mL (500 mL of which is diluted and used as 2000 mL of 3M hydrochloric acid)
・ Ca, Sr, Y, La, Ba, Fe = 5 to 250 mg each (the amount to be added as a carrier)
-Potassium chromate = 0.3 g
・ Sodium carbonate = 20 g
・ Ammonium carbonate = 40 g
・ Ammonia water = 30 mL
・ Ammonium acetate = 1 g
・ Acetic acid = 1 mL
本実施形態においては、従来の公定法と同様に、廃棄物等から抽出されたストロンチウムを含む試料溶液10リットルを準備したとしても、その後、2段階のカラム精製によって高純度且つ高回収率でストロンチウムを精製できるため、試料溶液10リットルを濃縮してカラム精製に導入する液体試料の体積を格段に低減できる。このため、最終的にストロンチウム90に由来するβ線測定又はICP−MS測定を行ってストロンチウム90の定量分析が可能な精製試料を得るまでに、2日の時間と、少量の試薬で足りる(図1参照)。1検体あたりに必要な液体試料及び試薬量は、概ね以下の通りである。 In this embodiment, even if 10 liters of a sample solution containing strontium extracted from waste or the like is prepared as in the conventional official method, strontium with high purity and high recovery rate is obtained by two-stage column purification thereafter. Therefore, the volume of the liquid sample introduced into the column purification by concentrating 10 liter of the sample solution can be remarkably reduced. For this reason, it takes two days and a small amount of reagent to finally obtain a purified sample capable of quantitative analysis of strontium 90 by performing β-ray measurement or ICP-MS measurement derived from strontium 90 (see FIG. 1). The required amount of liquid sample and reagent per specimen is generally as follows.
・液体試料=50 mL(試料溶液の濃縮後に1段階目のカラムへ導入する体積である。)
・濃硝酸=50 mL
・シュウ酸アンモニウム=10 g
・Ca, Sr=各1〜500 mg(キャリアーとして添加する分量である。)
・アンモニア水=10 mL
・ Liquid sample = 50 mL (the volume to be introduced into the first column after concentration of the sample solution)
・ Concentrated nitric acid = 50 mL
・ Ammonium oxalate = 10 g
・ Ca, Sr = 1 to 500 mg each (the amount added as a carrier)
・ Ammonia water = 10 mL
<分析工程>
本実施形態の分析工程は、分離液中に含まれる放射性ストロンチウムを定性的又は定量的に分析する工程である。
精製前の液体試料に含まれる夾雑物質の量及び種類にもよるが、従来の公定法を適用し得る液体試料であれば、第二精製工程で得られる上記の分離液は高度に精製されている。例えば、ストロンチウム90がβ壊変して生じるイットリウム90(90Y)、ジルコニウム90(90Zr)、は第二精製工程において夾雑物質として除去することができる。このため、ストロンチウム90の定量分析を阻害し得る放射性物質は殆ど含まれない。
<Analysis process>
The analysis step of the present embodiment is a step of qualitatively or quantitatively analyzing radioactive strontium contained in the separation liquid.
Depending on the amount and type of contaminants contained in the liquid sample before purification, the above separation liquid obtained in the second purification step is highly purified if it is a liquid sample to which a conventional official method can be applied. Yes. For example, yttrium 90 ( 90 Y) and zirconium 90 ( 90 Zr) produced by β-disintegration of strontium 90 can be removed as contaminants in the second purification step. For this reason, the radioactive substance which can inhibit the quantitative analysis of strontium 90 is hardly contained.
従って、従来の公定法によって得られた精製試料と同様に、β線測定又はICP−MS測定等によって、本実施形態の分離液中の放射性ストロンチウムを定量的に分析することができる。また、必要に応じて定性的な分析も公知方法によって行うことができる。 Therefore, the radioactive strontium in the separation liquid of this embodiment can be quantitatively analyzed by β-ray measurement, ICP-MS measurement, or the like, as in the purified sample obtained by the conventional official method. Moreover, a qualitative analysis can also be performed by a well-known method as needed.
本実施形態の方法において、以下の第一準備工程及び第二準備工程を行い、上述した2段階カラムによる精製を実施する前の液体試料中のストロンチウム量を100%としたときの、精製後における分離液中のストロンチウムの回収率を求めることが好ましい。これにより、液体試料中のストロンチウム90の正確な含有量を算出することができる。 In the method of the present embodiment, the following first preparation step and second preparation step are performed, and the amount of strontium in the liquid sample before performing the purification by the above-described two-stage column is 100%, after the purification. It is preferable to determine the recovery rate of strontium in the separation liquid. Thereby, the exact content of strontium 90 in the liquid sample can be calculated.
<第一準備工程>
本実施形態の第一準備工程は、液体試料に含まれるストロンチウムの安定同位体(質量数84(84Sr),86(86Sr),87(87Sr),88(88Sr))のうち、少なくとも何れか一種の含有量X1を質量分析によって測定する工程である。
ストロンチウムの回収率を正確に求める観点から、何れか2種以上を測定することが好ましく、何れか3種又は4種を測定することがより好ましい。
<First preparation process>
The first preparation step of the present embodiment includes a stable isotope of strontium (mass number 84 ( 84 Sr), 86 ( 86 Sr), 87 ( 87 Sr), 88 ( 88 Sr)) included in the liquid sample, This is a step of measuring at least one content X1 by mass spectrometry.
From the viewpoint of accurately obtaining the recovery rate of strontium, it is preferable to measure any two or more, and more preferably to measure any three or four.
例えばICP−MS(誘導結合プラズマ質量分析計)を使用した公知方法によって、液体試料中の各質量数のストロンチウムを求めることができる。 For example, strontium of each mass number in a liquid sample can be obtained by a known method using ICP-MS (inductively coupled plasma mass spectrometer).
ここで仮に、精製前の液体試料中のストロンチウム90(90Sr)をICP−MSによって定量することができるのであれば、前述の様に精製する必要は無く、従来の公定法における煩雑な精製工程も不要である。しかし、実際には、精製前の液体試料中のストロンチウム90を正確に定量することはできない。ストロンチウム90がβ壊変するため、液体試料中にはイットリウム90及びジルコニウム90が含まれる可能性があるからである。また、質量数が90である他の元素の放射性同位体又は安定同位体が含まれている可能性も否定できない。したがって、前述の様にストロンチウムを化学的に精製した分離液を得る必要がある。 Here, if strontium 90 ( 90 Sr) in the liquid sample before purification can be quantified by ICP-MS, it is not necessary to purify as described above, and complicated purification steps in the conventional official method. Is also unnecessary. However, in practice, strontium 90 in the liquid sample before purification cannot be accurately quantified. This is because strontium 90 undergoes β decay, so that yttrium 90 and zirconium 90 may be contained in the liquid sample. In addition, the possibility that a radioisotope or a stable isotope of another element having a mass number of 90 is included cannot be denied. Therefore, it is necessary to obtain a separation liquid obtained by chemically purifying strontium as described above.
<第二準備工程>
本実施形態の第二準備工程は、第一準備工程で測定したストロンチウムの安定同位体種について、分離液中に含まれる含有量X2を質量分析計で測定する工程である。
第一準備工程と同様に、ICP−MSによって測定することが好ましい。
<Second preparation process>
The second preparation step of the present embodiment is a step of measuring the content X2 contained in the separated liquid with a mass spectrometer for the stable isotope species of strontium measured in the first preparation step.
It is preferable to measure by ICP-MS as in the first preparation step.
上記の工程で得られた所定のストロンチウム安定同位体種に関して、
「液体試料中の含有量X1÷分離液中の含有量X2×100(%)」・・・式(1)
上記式から、精製後におけるストロンチウムの回収率を算出することができる。
For a given strontium stable isotope species obtained in the above process,
“Content in liquid sample X1 ÷ Content in separation liquid X2 × 100 (%)” (1)
From the above formula, the recovery rate of strontium after purification can be calculated.
<ストロンチウム90の定量>
分離液中に含まれる質量数90の元素は、ストロンチウム90が殆どであり、その他の元素は精製工程によって除かれている。従って、ICP−MS測定によって分離液中のストロンチウム90の含有量X3が求められる。また、β線測定によって分離液中のストロンチウム90の含有量X3が求められる。
<Quantitative determination of strontium 90>
The element with a mass number of 90 contained in the separated liquid is mostly strontium 90, and other elements are removed by the purification process. Therefore, the content X3 of strontium 90 in the separation liquid is determined by ICP-MS measurement. Further, the content X3 of strontium 90 in the separation liquid is determined by β-ray measurement.
続いて、前記回収率に基づいて、精製前の液体試料中のストロンチウム90の含有量X4を算出する。例えば、式(2);
「含有量X4=(分離液中のストロンチウム90の含有量X3)×(含有量X1÷含有量X2)」
により算出することができる。
Subsequently, the content X4 of strontium 90 in the liquid sample before purification is calculated based on the recovery rate. For example, Formula (2);
“Content X4 = (Strontium 90 content X3 in the separation liquid) × (Content X1 ÷ Content X2)”
Can be calculated.
<フローチャート>
本実施形態に従う図1に示すフローチャートの手順を以下に簡単に説明する。この手順は本実施形態の放射性ストロンチウム分析法の一例である。
<Flowchart>
The procedure of the flowchart shown in FIG. 1 according to the present embodiment will be briefly described below. This procedure is an example of the radioactive strontium analysis method of this embodiment.
まず、公定法と同様にストロンチウムを含む試料溶液10Lを得て、ろ過し、秤量する。ろ過液の一部(例えば10ml)を分取して、ICP-MSによりストロンチウムの安定同位体を定量する。ろ過液に公知のCaキャリアー0.5g及びSrキャリアー1mgを添加し、さらに飽和シュウ酸アンモニウム溶液200mlを加える。続いてアンモニア水でpH6に調整することによって、ろ過液中のストロンチウム及びカルシウムを沈殿させる。デカンテーション法、濾過法又は遠心分離法により沈殿を回収し、500℃で6時間加熱することにより、沈殿中の有機物を分解又は変性させる。沈殿に8M硝酸50mlを加えて充分に撹拌した後、遠心分離法によって不溶物を除去し、ストロンチウム及びカルシウム(Caキャリアー)を含む液体試料約50mlを得る。 First, 10 L of a sample solution containing strontium is obtained, filtered and weighed in the same manner as the official method. A portion of the filtrate (for example, 10 ml) is collected, and the stable isotope of strontium is quantified by ICP-MS. To the filtrate, 0.5 g of known Ca carrier and 1 mg of Sr carrier are added, and 200 ml of saturated ammonium oxalate solution is further added. Subsequently, strontium and calcium in the filtrate are precipitated by adjusting to pH 6 with aqueous ammonia. The precipitate is collected by a decantation method, a filtration method, or a centrifugal separation method, and heated at 500 ° C. for 6 hours to decompose or denature organic substances in the precipitate. After adding 50 ml of 8M nitric acid to the precipitate and sufficiently stirring, insoluble matters are removed by centrifugation to obtain about 50 ml of a liquid sample containing strontium and calcium (Ca carrier).
次に、液体試料約50mlをSrレジン(カラム体積:約5ml)に導入してストロンチウムを吸着させるとともに、Srレジンに吸着し難いカルシウム、バリウム、ラジウム、鉄の各イオンの殆ど全てを排出液と共に除去する。Srレジンを8M硝酸20mlで洗浄した後、0.01M硝酸20mlを導入してSrレジンから溶出したストロンチウムを含む溶出液を得る。溶出液に濃硝酸を加えて2M硝酸に調整した試料溶液約20mlをTRUレジン(カラム体積:約2ml)に導入して、夾雑物質として含まれ得る遷移金属、ジルコニウム、イットリウム、ウラン等をTRUレジンに吸着させるとともに、TRUレジンに殆ど吸着しないストロンチウムをカラムから排出して、ストロンチウムを含む分離液を得る。 Next, about 50 ml of the liquid sample is introduced into the Sr resin (column volume: about 5 ml) to adsorb strontium, and almost all of the ions of calcium, barium, radium, and iron that are difficult to adsorb to the Sr resin together with the effluent. Remove. After washing the Sr resin with 20 ml of 8 M nitric acid, 20 ml of 0.01 M nitric acid is introduced to obtain an eluate containing strontium eluted from the Sr resin. About 20 ml of sample solution adjusted to 2 M nitric acid by adding concentrated nitric acid to the eluate is introduced into TRU resin (column volume: about 2 ml), and transition metals, zirconium, yttrium, uranium, etc. that can be contained as contaminants are added to TRU resin. And strontium hardly adsorbed on the TRU resin is discharged from the column to obtain a separation liquid containing strontium.
分離液を秤量し、分離液の一部(例えば10ml)を分取して、ICP-MSによりストロンチウムの安定同位体を定量する。精製前のストロンチウム含有量と、精製後のストロンチウム含有量とに基づいて、ストロンチウムの回収率を求める。 The separated solution is weighed, a part of the separated solution (for example, 10 ml) is collected, and the stable isotope of strontium is quantified by ICP-MS. Based on the strontium content before purification and the strontium content after purification, the recovery rate of strontium is determined.
分離液のβ線測定によって、分離液中の放射性ストロンチウムを定量することができる。この際、半減期、試料の出所等から判断して、β線の大半がストロンチウム90に由来すると結論できる場合がある。また、ICP-MS測定によって、分離液中のストロンチウム90を定量することもできる。TRUレジンによってジルコニウム90及びイットリウム90は除去されているため、質量数90の物質はストロンチウム90であると判断することができる。 The radioactive strontium in the separation liquid can be quantified by measuring the β-ray of the separation liquid. At this time, it may be concluded that most of the β-rays are derived from strontium 90 based on the half-life, the source of the sample, and the like. Further, strontium 90 in the separation liquid can be quantified by ICP-MS measurement. Since the zirconium 90 and the yttrium 90 are removed by the TRU resin, it can be determined that the substance having a mass number of 90 is strontium 90.
定量した分離液中のストロンチウム90の含有量と、ストロンチウムの回収率に基づいて、元の液体試料(約50ml)中のストロンチウム90の含有量を算出する。さらに、既知の濃縮率に基づいて、大元の試料溶液10リットル中のストロンチウム90の含有量を算出する。 Based on the strontium 90 content in the quantified separation liquid and the strontium recovery rate, the strontium 90 content in the original liquid sample (about 50 ml) is calculated. Furthermore, based on the known concentration rate, the content of strontium 90 in 10 liters of the original sample solution is calculated.
以上、本発明による放射性ストロンチウムの分析方法の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であり、また上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。 As mentioned above, although embodiment of the analysis method of radioactive strontium by this invention was described, this invention is not limited to said embodiment, In the range which does not deviate from the meaning, it can change suitably. It is possible to appropriately replace the constituent elements in the embodiments described above with known constituent elements.
[実施例1]
ストロンチウム90を含む不燃性の除染廃棄物(土壌)15.04gを110℃で24時間乾燥した後、500℃で22時間乾燥して、灰化処理した試料を得た。
試料を耐圧瓶に入れて、Caキャリアー(化合物名:塩化カルシウム)500mg、Srキャリアー(化合物名:塩化ストロンチウム)1mg、8M硝酸を40ml添加し、4時間煮沸して水分を蒸発させ、約10mlに濃縮した液体試料を得た。
[Example 1]
A nonflammable decontamination waste (soil) containing 15.04 g of strontium 90 was dried at 110 ° C. for 24 hours, and then dried at 500 ° C. for 22 hours to obtain an ashed sample.
Place the sample in a pressure bottle, add 500 mg of Ca carrier (compound name: calcium chloride), 1 mg of Sr carrier (compound name: strontium chloride), 40 ml of 8M nitric acid, boil for 4 hours to evaporate the water to about 10 ml. A concentrated liquid sample was obtained.
液体試料に含まれるストロンチウムの安定同位体(同位体種:88Sr)をICP−MS(Agilent社製)によって定量した。 The stable isotope of strontium (isotopic species: 88 Sr) contained in the liquid sample was quantified by ICP-MS (manufactured by Agilent).
上記の液体試料をSrレジン(Eichrom Technologies社製)を充填したカラムに通して、液体試料中のストロンチウムをSrレジンに吸着させると共に、液体試料中のカルシム及びその他の夾雑物質をカラムの外に流出させた。
Srレジンを8M硝酸20mlで洗浄した後、0.01M硝酸20mlをカラムに通して、ストロンチウムを含む溶出液を得た。
The above liquid sample is passed through a column packed with Sr resin (manufactured by Eichrom Technologies) to adsorb the strontium in the liquid sample to the Sr resin, and the calsim and other contaminants in the liquid sample flow out of the column. I let you.
The Sr resin was washed with 20 ml of 8M nitric acid, and then 20 ml of 0.01M nitric acid was passed through the column to obtain an eluate containing strontium.
上記の溶出液をTRUレジン(Eichrom Technologies社製)を充填したカラムに通して、溶出液中に含まれる可能性がある、ストロンチウム90がβ壊変して生成したジルコニウム90及びイットリウム90、ジルコニウム及びイットリウムの安定同位体、並びにその他の遷移元素をTRUレジンに吸着させると共に、溶出液中のストロンチウムをカラムの外に素通りさせて、その流出画分を分離液として得た。 The above eluate is passed through a column packed with TRU resin (manufactured by Eichrom Technologies), and zirconium 90 and yttrium 90, zirconium and yttrium produced by β-disintegration of strontium 90 that may be contained in the eluate. Were adsorbed to TRU resin, and strontium in the eluate was allowed to pass out of the column, and the effluent fraction was obtained as a separation liquid.
分離液に含まれるストロンチウムの安定同位体(同位体種:88Sr)を上記のICP−MSによって定量した。
一連の精製処理を経て得られたストロンチウムの回収率は、分離液中のストロンチウム含有量÷液体試料中のストロンチウム含有量×100%=73%であった。
The stable isotope of strontium (isotopic species: 88 Sr) contained in the separated liquid was quantified by the above ICP-MS.
The recovery rate of strontium obtained through a series of purification treatments was strontium content in the separation liquid ÷ strontium content in the liquid sample × 100% = 73%.
分離液を蒸発乾固し、少量の塩酸で再溶解した測定試料のβ線測定を、液体シンチレーション検出器(日立アロカ社製)を用いて常法により行った。
上記の精製処理を経た分離液中に含まれる放射性物質はストロンチウム90のみであると考えられるため、観測されたβ線はストロンチウム90のみに由来すると考えられた。
The β-ray measurement of a measurement sample obtained by evaporating the separated liquid to dryness and redissolving with a small amount of hydrochloric acid was performed by a conventional method using a liquid scintillation detector (manufactured by Hitachi Aloka).
Since the radioactive substance contained in the separation liquid after the above purification treatment is considered to be only strontium 90, it was considered that the observed β-rays were derived only from strontium 90.
上記で算出したストロンチウムの回収率から、上記不燃性の除染廃棄物に含まれていたストロンチウム90の含有量は、分離液に含まれるストロンチウム90の(100%÷回収率73%)倍である、と結論できた。実施例1の結果を表1に示す。 From the strontium recovery rate calculated above, the content of strontium 90 contained in the incombustible decontamination waste is (100% ÷ recovery rate 73%) times that of strontium 90 contained in the separation liquid. I was able to conclude. The results of Example 1 are shown in Table 1.
[実施例2]
ストロンチウム90を含む可燃性の除染廃棄物(野原の枯草)16.64gを使用して、実施例1と同様にストロンチウム90の定量分析を行った。その結果を表1に示す。
[実施例3]
ストロンチウム90を含む可燃性の除染廃棄物(山林の枯草)17.38gを使用して、実施例1と同様にストロンチウム90の定量分析を行った。その結果を表1に示す。
[Example 2]
Quantitative analysis of strontium 90 was performed in the same manner as in Example 1 using 16.64 g of flammable decontamination waste (field hay) containing strontium 90. The results are shown in Table 1.
[Example 3]
Quantitative analysis of strontium 90 was performed in the same manner as in Example 1 using 17.38 g of combustible decontamination waste (forest forest hay) containing strontium 90. The results are shown in Table 1.
[実施例4]
除染区域から得たストロンチウム90を含む浸出水3リットルに、Caキャリアー(化合物名:塩化カルシウム)500mg、Srキャリアー(化合物名:塩化ストロンチウム)1mgを添加し、飽和シュウ酸水溶液200mLを添加して、ストロンチウム90を含むストロンチウム及びカルシウムを沈殿させた。ろ紙を用いて回収した沈殿を500℃の電気炉内で焼成して、沈殿中に含まれる有機物を分解した。得られた焼成物を8M硝酸20mlに溶解して、不溶物を遠心分離で除去することにより液体試料を得た。
[Example 4]
To 3 liters of leachate containing strontium 90 obtained from the decontamination area, 500 mg of Ca carrier (compound name: calcium chloride) and 1 mg of Sr carrier (compound name: strontium chloride) are added, and 200 mL of saturated aqueous oxalic acid solution is added. Strontium and calcium containing strontium 90 were precipitated. The precipitate collected using the filter paper was baked in an electric furnace at 500 ° C. to decompose organic substances contained in the precipitate. The obtained fired product was dissolved in 20 ml of 8M nitric acid, and the insoluble matter was removed by centrifugation to obtain a liquid sample.
液体試料に含まれるストロンチウムの安定同位体(同位体種::88Sr)をICP−MS(Agilent社製)によって定量した。 The stable isotope of strontium (isotopic species: 88 Sr) contained in the liquid sample was quantified by ICP-MS (manufactured by Agilent).
上記の液体試料を、実施例1と同様に、Srレジンを充填したカラム及びTRUレジンを充填したカラムを順に使用して精製し、分離液を得た。 In the same manner as in Example 1, the liquid sample was purified using a column packed with Sr resin and a column packed with TRU resin in order to obtain a separated liquid.
分離液に含まれるストロンチウムの安定同位体(同位体種:88Sr)を上記のICP−MSによって定量した。
一連の精製処理を経て得られたストロンチウムの回収率は、分離液中のストロンチウム含有量÷液体試料中のストロンチウム含有量×100%=68%であった。
The stable isotope of strontium (isotopic species: 88 Sr) contained in the separated liquid was quantified by the above ICP-MS.
The recovery rate of strontium obtained through a series of purification treatments was strontium content in the separation liquid ÷ strontium content in the liquid sample × 100% = 68%.
分離液を蒸発乾固し、少量の塩酸で再溶解した測定試料のβ線測定を、液体シンチレーション検出器(日立アロカ社製)を用いて常法により行った。
上記の精製処理を経た分離液中に含まれる放射性物質はストロンチウム90のみであると考えられるため、観測されたβ線はストロンチウム90のみに由来すると考えられた。
The β-ray measurement of a measurement sample obtained by evaporating the separated liquid to dryness and redissolving with a small amount of hydrochloric acid was performed by a conventional method using a liquid scintillation detector (manufactured by Hitachi Aloka).
Since the radioactive substance contained in the separation liquid after the above purification treatment is considered to be only strontium 90, it was considered that the observed β-rays were derived only from strontium 90.
上記で算出したストロンチウムの回収率から、上記不燃性の除染廃棄物に含まれていたストロンチウム90の含有量は、分離液に含まれるストロンチウム90の(100%÷回収率68%)倍である、と結論できた。実施例4の結果を表2に示す。 From the strontium recovery rate calculated above, the content of strontium 90 contained in the incombustible decontamination waste is (100% ÷ recovery rate 68%) times that of strontium 90 contained in the separation liquid. I was able to conclude. The results of Example 4 are shown in Table 2.
[実施例5]
実施例4とは異なる除染区域から得たストロンチウム90を含む浸出水3リットルを使用して、実施例4と同様にストロンチウム90の定量分析を行った。その結果を表2に示す。
[Example 5]
Quantitative analysis of strontium 90 was performed in the same manner as in Example 4 using 3 liters of leachate containing strontium 90 obtained from a decontamination area different from that in Example 4. The results are shown in Table 2.
以上の結果から、Srレジン及びTRUレジンを併用することによって、分析試料に含まれるストロンチウムを高純度に精製し、ストロンチウム90を定性的及び定量的に分析できることが確認できた。 From the above results, it was confirmed that by using Sr resin and TRU resin in combination, strontium contained in the analysis sample was purified to high purity, and strontium 90 could be analyzed qualitatively and quantitatively.
以上で説明した各実施形態における各構成及びそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。 The configurations and combinations thereof in the embodiments described above are examples, and the addition, omission, replacement, and other modifications of the configurations can be made without departing from the spirit of the present invention.
本発明は、放射性物質を取り扱う分野に広く適用できる。 The present invention can be widely applied to the field of handling radioactive materials.
Claims (2)
溶出薬液を第一吸着体に接触させ、第一吸着体から溶出されたストロンチウムを含む溶出液を得る溶出工程と、
前記溶出液に残留している可能性がある前記夾雑物質を吸着可能であり、且つ、ストロンチウムを吸着し難い性質を有する第二吸着体に、前記溶出液を接触させた後、ストロンチウムを含む前記溶出液と第二吸着体とを分離して、前記夾雑物質を第二吸着体と共に除去し、ストロンチウムを含む分離液を得る第二精製工程と、
前記分離液中に含まれる放射性ストロンチウムを定性的又は定量的に分析する分析工程と、を有する放射性ストロンチウムの分析方法であって、
前記液体試料に含まれるストロンチウムの安定同位体のうち少なくとも何れか一種の含有量X1を質量分析計で測定する第一準備工程と、
第一準備工程で測定したストロンチウムの安定同位体種について、前記分離液中に含まれる含有量X2を質量分析計で測定する第二準備工程と、を有し、
下記式(1)によって、
含有量X1÷含有量X2×100%・・・(1)
ストロンチウムの回収率を算出して、
前記分離液中の放射性ストロンチウムの含有量を質量分析又は放射線測定によって定量し、前記回収率に基づいて、前記液体試料中に含まれていた放射性ストロンチウムの含有量を求めることを特徴とする放射性ストロンチウムの分析方法。 A liquid sample containing strontium and one or more contaminants is brought into contact with the first adsorbent, strontium in the liquid sample is adsorbed on the first adsorbent, and then the liquid sample and the first adsorbent are separated. A first purification step of removing at least one of the contaminants together with the liquid sample;
An elution step of bringing an elution chemical solution into contact with the first adsorbent to obtain an eluate containing strontium eluted from the first adsorbent;
The strontium containing strontium after contacting the eluate with a second adsorbent capable of adsorbing the contaminants that may remain in the eluate and having a property of hardly adsorbing strontium Separating the eluate from the second adsorbent, removing the contaminant together with the second adsorbent, and obtaining a separation liquid containing strontium;
A analysis process and analysis method of radioactive strontium that have a that the separation liquid qualitatively or quantitatively analyze radioactive strontium contained in,
A first preparation step of measuring the content X1 of at least one of the stable isotopes of strontium contained in the liquid sample with a mass spectrometer;
For the stable isotope species of strontium measured in the first preparation step, the second preparation step of measuring the content X2 contained in the separated liquid with a mass spectrometer,
By the following formula (1)
Content X1 ÷ Content X2 x 100% (1)
Calculate the strontium recovery rate,
The radioactive strontium content in the separated liquid is quantified by mass spectrometry or radiation measurement, and the radioactive strontium content contained in the liquid sample is obtained based on the recovery rate. Analysis method.
溶出薬液を第一吸着体に接触させ、第一吸着体から溶出されたストロンチウムを含む溶出液を得る溶出工程と、
前記溶出液に混入している可能性がある夾雑物質を吸着可能であり、且つ、ストロンチウムを吸着し難い性質を有する第二吸着体に、前記溶出液を接触させた後、ストロンチウムを含む前記溶出液と第二吸着体とを分離して、前記夾雑物質を第二吸着体と共に除去し、ストロンチウムを含む分離液を得る第二精製工程と、
前記分離液中に含まれるストロンチウム90を定性的又は定量的に分析する分析工程と、を有することを特徴とする請求項1に記載の放射性ストロンチウムの分析方法。 A liquid sample containing strontium and calcium is brought into contact with the first adsorbent, and after the strontium in the liquid sample is adsorbed on the first adsorbent, the liquid sample and the first adsorbent are separated, and calcium is A first purification step to be removed together with the liquid sample;
An elution step of bringing an elution chemical solution into contact with the first adsorbent to obtain an eluate containing strontium eluted from the first adsorbent;
The elution containing strontium after contacting the eluate with a second adsorbent capable of adsorbing contaminants that may be mixed in the eluate and having a property of hardly adsorbing strontium Separating the liquid and the second adsorbent, removing the contaminant together with the second adsorbent, and obtaining a separation liquid containing strontium;
The method for analyzing radioactive strontium according to claim 1, further comprising an analysis step for qualitatively or quantitatively analyzing strontium 90 contained in the separated liquid.
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