JPH10231108A - Preparation of sample for analysis of impurity in phosphoric acid, and analysis of the same - Google Patents

Preparation of sample for analysis of impurity in phosphoric acid, and analysis of the same

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JPH10231108A
JPH10231108A JP3792397A JP3792397A JPH10231108A JP H10231108 A JPH10231108 A JP H10231108A JP 3792397 A JP3792397 A JP 3792397A JP 3792397 A JP3792397 A JP 3792397A JP H10231108 A JPH10231108 A JP H10231108A
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polonium
phosphoric acid
sample
analysis
impurities
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Hiroyuki Fukuda
裕幸 福田
Takashi Nakanishi
中西  孝
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make it possible to quantitatively analyze a sample, specially polonium(Po) impurities, in shorter time, by coprecipitating Po with a substance coprecipitable with Po and concentrating them after they are separated. SOLUTION: This sample for analysis of impurities in phosphoric acid is prepared by treating the phosphoric acid sample with a substance coprecipitable with polonium(Po) contained in the acid. The substances coprecipitable with Po include sulfides (e.g. hydrogen sulfide), hydroxides (e.g. nickel hydroxide), metallic deposits (e.g. tellurium deposited in phosphoric acid), metallic complexes [e.g. cobalt-(α-nitroso-β-naphthol)], and phosphate deposits (e.g. iron phosphate). The sample for impurity analysis, separated from the phosphoric acid sample by coprecipitation with the above substances and concentrated, can be swiftly analyzed for the Po impurities by analyzing α rays radiated from the sample fixed on a substrate for analysis.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、高純度なリン酸を
製造・管理するのに必要とされる微量不純物分析用試料
作製方法と、そのような微量不純物の分析方法に関す
る。より詳しく言えば、本発明は、リン酸中に含まれる
微量の放射性不純物を定量的に分析するための分析試料
の作製方法と、そのような微量不純物の分析方法に関す
る。
[0001] The present invention relates to a method for preparing a sample for analyzing trace impurities required for producing and controlling phosphoric acid of high purity, and a method for analyzing such trace impurities. More specifically, the present invention relates to a method for preparing an analytical sample for quantitatively analyzing a trace amount of radioactive impurities contained in phosphoric acid, and a method for analyzing such trace impurities.

【0002】[0002]

【従来の技術】リン酸は、様々な産業分野で幅広く使用
されている化学物質の一つである。例えば半導体産業で
は、リン酸は集積回路(IC)、大規模集積回路(LS
I)等の半導体装置の製造プロセスのなかでしばしばエ
ッチング剤として用いられている。一例を挙げると、半
導体基板上に形成された絶縁膜、例えば窒化珪素の薄膜
を選択的に除去するため、リン酸を処理液として使用し
たウェットエッチングが用いられている。
2. Description of the Related Art Phosphoric acid is one of the chemical substances widely used in various industrial fields. For example, in the semiconductor industry, phosphoric acid is used for integrated circuits (ICs), large-scale integrated circuits (LSs).
It is often used as an etching agent in the semiconductor device manufacturing process such as I). For example, wet etching using phosphoric acid as a treatment liquid is used to selectively remove an insulating film formed on a semiconductor substrate, for example, a thin film of silicon nitride.

【0003】ところで、一般の物質の例に漏れず、リン
酸は様々な不純物を含有している。リン酸における不純
物の管理は、通常、リン酸試薬メーカーにおいて次表に
記載のような不純物管理項目及び管理レベル(含有量、
ppm)で行われている。
[0003] By the way, phosphoric acid contains various impurities, as in the case of general substances. The control of impurities in phosphoric acid is usually performed by the phosphate reagent manufacturer in terms of impurity control items and control levels (content,
ppm).

【0004】[0004]

【表1】 [Table 1]

【0005】この表から明らかなように、リン酸が含有
する不純物は22.3ppm程度である。比較のため
に、ほかの酸について本発明者らが不純物を分析した結
果を示すと、塩酸(20%水溶液)では<0.28pp
b、硝酸(68%水溶液)では<0.36ppb、弗化
水素酸(38%水溶液)では<0.42ppbであり、
そしてアンモニア水(20%水溶液)についての不純物
の分析結果は<0.33ppbであった。このように、
リン酸の不純物管理レベルはppmのオーダーであるの
に対し、塩酸、硝酸、弗化水素酸、アンモニア水等の不
純物管理レベルはppbのオーダーである。従って、リ
ン酸は他の化学薬品類に比較して純度が低いと言える。
As is clear from this table, the impurities contained in phosphoric acid are about 22.3 ppm. For comparison, the results of the present inventors' analysis of impurities with respect to other acids show that <0.28 pp for hydrochloric acid (20% aqueous solution).
b, <0.36 ppb for nitric acid (68% aqueous solution), <0.42 ppb for hydrofluoric acid (38% aqueous solution),
And the analysis result of impurities about the ammonia water (20% aqueous solution) was <0.33 ppb. in this way,
The impurity control level of phosphoric acid is on the order of ppm, whereas the impurity control level of hydrochloric acid, nitric acid, hydrofluoric acid, aqueous ammonia and the like is on the order of ppb. Therefore, it can be said that phosphoric acid has lower purity than other chemicals.

【0006】一方、硫酸の不純物管理レベルも、リン酸
以外の塩酸や硝酸等と同様にppbのオーダーであるこ
とが文献から明らかである(Donald Potter et al., "
Ultra Trace Analysis of Semiconductor Grade Reagen
ts by ICP-MS ", ANALYTICALSCIENCES VOL.7, SUPPLEME
NT 1991, pp467-470 によれば、硫酸中の不純物の総量
は0.902ng/g=0.902ppbであると報告
されている)。換言すると、硫酸と比べても、リン酸中
の不純物の分析は困難を伴い、またリン酸の高純度化も
容易でないことが明らかである。このようにリン酸中の
不純物の分析及びリン酸の高純度化が困難なことは、本
発明者らの理解によれば、リン酸の工業的製造方法の特
質に加えて、リン酸が不揮発性であり且つ粘度が高いと
いう物理化学的性質によるものである(リン酸は、85
重量%の水溶液で測定して沸点が158℃であり、20
℃における動粘度は28センチストークスである)。
On the other hand, it is clear from the literature that the impurity control level of sulfuric acid is of the order of ppb, similar to hydrochloric acid and nitric acid other than phosphoric acid (Donald Potter et al., "
Ultra Trace Analysis of Semiconductor Grade Reagen
ts by ICP-MS ", ANALYTICALSCIENCES VOL.7, SUPPLEME
According to NT 1991, pp 467-470, the total amount of impurities in sulfuric acid is reported to be 0.902 ng / g = 0.902 ppb). In other words, it is clear that the analysis of impurities in phosphoric acid involves difficulties and the purification of phosphoric acid is not easy even in comparison with sulfuric acid. According to the understanding of the present inventors, it is difficult to analyze impurities in phosphoric acid and to purify phosphoric acid as described above. Due to the physicochemical properties of high viscosity and high viscosity (phosphoric acid is 85%
Boiling point of 158 ° C.
Kinematic viscosity at 28 ° C. is 28 centistokes).

【0007】その上に、リン酸は、 210Po(半減期=
138.4日)を始めとする微量の放射性核種を不純物
として含む。そのため、半導体産業におけるリン酸での
処理の際に、この 210Poがシリコン基板上に吸着され
たり、無電解メッキによって被着されたりする可能性が
ある。こうしてシリコン基板上に付着した 210Poは、
半導体装置の一連の製造工程が完了した後においてα線
を放出し、半導体メモリ等の電子デバイスのソフトエラ
ー(メモリーエラー)を引き起こす可能性がある。ソフ
トエラーを回避するのには、リン酸中の 210Poなどの
ポロニウム同位体放射性物質の濃度は、例えば10-3
q/ml以下であることが望ましいと考えられている。
In addition, phosphoric acid is 210 Po (half-life =
(138.4 days) as trace impurities. Therefore, during treatment with phosphoric acid in the semiconductor industry, 210 Po may be adsorbed on a silicon substrate or deposited by electroless plating. 210 Po thus deposited on the silicon substrate is
After a series of semiconductor device manufacturing steps are completed, α-rays are emitted, which may cause a soft error (memory error) in an electronic device such as a semiconductor memory. To avoid soft errors, the concentration of a polonium isotope radioactive substance such as 210 Po in phosphoric acid should be, for example, 10 −3 B
It is believed that it is desirable to be less than q / ml.

【0008】リン酸中に 210Poが含まれる理由は、主
として、その製造過程で出発原料として使用されるリン
鉱石の組成にある。すなわち、リン酸は、例えば久保輝
一郎著、「無機工業化学」、121〜129頁、朝倉書
店(昭和37年10月5日発行)において説明されてい
るように、湿式法(燐鉱石を硫酸分解してリン酸を得
る)あるいは乾式法(燐鉱石を還元して燐を得、この燐
を酸化して五酸化燐とし、この五酸化燐を水に溶解して
リン酸を得る)によって製造することができるけれど
も、原料のリン鉱石中に含まれている放射性不純物は、
リン酸の製造過程で除去されることなく生成リン酸中に
存在し続ける。電子デバイスにおけるソフトエラーの発
生は、上記した 210Poに限られるものではなく、リン
酸中に含まれるその他の放射性不純物も関与することが
考えられる。従って、特に半導体産業では、リン酸中に
含まれるこのような放射性不純物の悪影響を排除するこ
とが要望されている。
[0008] The reason why 210 Po is contained in phosphoric acid is mainly due to the composition of the phosphate rock used as a starting material in the production process. That is, phosphoric acid can be prepared by a wet method (phosphoric acid is converted to sulfuric acid, as described in, for example, Keiichiro Kubo, “Inorganic Industrial Chemistry,” pp. 121-129, Asakura Shoten (issued October 5, 1972). Decomposition to obtain phosphoric acid) or dry method (reducing phosphate ore to obtain phosphorus, oxidizing this phosphorus to phosphorus pentoxide, and dissolving this phosphorus pentoxide in water to obtain phosphoric acid) However, the radioactive impurities contained in the raw phosphate rock are
It remains in the produced phosphoric acid without being removed in the process of producing phosphoric acid. The occurrence of the soft error in the electronic device is not limited to 210 Po described above, and it is considered that other radioactive impurities contained in phosphoric acid also participate. Accordingly, there is a need in the semiconductor industry in particular to eliminate the adverse effects of such radioactive impurities contained in phosphoric acid.

【0009】こうした背景から、リン酸中の放射性不純
物の量を詳しく知ることが必要とされている。周知のと
おり、 210Poの定量は、それが放射線崩壊する際に放
出するα線を測定して行うのが普通であり、また、この
210Poを含むポロニウム元素の他元素よりの分離に
は、1)沈殿法、2)電着法、3)揮発法、4)イオン
交換樹脂法、5)溶媒抽出法などが用いられるが、特に
金属板上へ電着させてから真空で揮発させる方法が最も
確実とされている。
[0009] From this background, it is necessary to know the amount of radioactive impurities in phosphoric acid in detail. As is well known, the quantification of 210 Po is usually performed by measuring the α-ray emitted when it decays, and
To separate the polonium element containing 210 Po from other elements, 1) a precipitation method, 2) an electrodeposition method, 3) a volatilization method, 4) an ion exchange resin method, 5) a solvent extraction method and the like are used. The most reliable method is to electrodeposit on a metal plate and then volatilize in a vacuum.

【0010】従来の技術のなかで、液体中に存在するα
線放射核種の分析方法としては、例えば特開昭55−4
8645号公報に開示された、原子力関連施設から環境
へ放出される廃水等の液体中に存在するα線放射核種の
分析方法がある。この公報に記載の分析方法は、四弗化
エチレン樹脂等の樹脂材料から構成した電着セルに底板
兼用の陰極電着板を装着した後、その電着セル内に試料
液体及び電解質溶液を注入し、この混合液体中に陽極を
浸漬し、そして、電着セルの下部を温度制御した媒体中
に挿入することにより混合液体の温度を制御しながら、
電極間に通電するというものである。試料液体中のα線
放射核種を電着板に電着させた後、電着板をα線波高分
析装置等のα線測定器にかけてその核種の分析を行うこ
とができる。また、分析の精度を高めたり、補正を行う
ため、異なるα線核種の既知量を予め添加してから分析
を行うことも可能である。しかしながら、この公報に記
載の分析方法にあっては、リン酸中に含まれる 210Po
等の放射性同位元素についての上述のような不所望な作
用について認識されていないことはもちろんのこと、そ
のような放射性同位元素の分析についても論じられてい
ない。
[0010] In the prior art, α present in a liquid
As a method for analyzing a radiation emitting nuclide, for example, Japanese Patent Laid-Open
No. 8645 discloses a method for analyzing an α-ray emitting nuclide present in a liquid such as wastewater discharged from a nuclear facility to the environment. According to the analysis method described in this publication, after a cathode electrodeposition plate serving also as a bottom plate is attached to an electrodeposition cell made of a resin material such as tetrafluoroethylene resin, a sample liquid and an electrolyte solution are injected into the electrodeposition cell. Then, while controlling the temperature of the mixed liquid by immersing the anode in the mixed liquid and inserting the lower part of the electrodeposition cell into a temperature-controlled medium,
It energizes between the electrodes. After the α-ray emitting nuclide in the sample liquid is electrodeposited on the electrodeposited plate, the nuclide can be analyzed by passing the electrodeposited plate through an α-ray measuring device such as an α-ray wave height analyzer. In addition, in order to improve the accuracy of the analysis or to correct the analysis, it is also possible to add a known amount of a different α-ray nuclide before the analysis. However, according to the analysis method described in this publication, 210 Po contained in phosphoric acid is used.
No mention is made of the above-mentioned undesired effects on radioisotopes, etc., nor is the analysis of such radioisotopes discussed.

【0011】放射性同位元素の検出法、湿式法リン酸廃
液からのアクチニド元素(ウランほか)の回収法、リン
酸廃液の再生法など、多くの関連技術が米国特許明細書
から知られている。例えば、米国特許第4336451
号明細書には、ウラン系列、トリウム系列の放射性同位
元素を溶出させたリーチング溶液(硝酸、塩酸等の酸溶
液)からその同位元素を金属板上に析出させるか、ある
いは無電解メッキ、電解メッキで移行させ、しかる後に
放射線崩壊を検出することが開示されている。しかし、
この米国特許明細書では、リン酸中のポロニウムの分析
については全く触れられていない。また、米国特許第3
983219号明細書には、その従来技術の説明の項
で、4〜8Nの硝酸溶液から 210Poを電解法により白
金陰極上に析出させることが可能であったことが記載さ
れている。
Many related techniques are known from US patent specifications, such as a method for detecting radioisotopes, a method for recovering an actinide element (uranium and the like) from a phosphoric acid effluent by a wet method, and a method for regenerating a phosphoric acid effluent. For example, US Pat. No. 4,336,451
In the specification, uranium series and thorium series radioactive isotopes are eluted from a leaching solution (acid solution such as nitric acid, hydrochloric acid, etc.) on a metal plate, or electroless plating, electrolytic plating And then detecting radiation decay. But,
The U.S. patent does not mention the analysis of polonium in phosphoric acid at all. Also, US Patent No. 3
In the description of the prior art, it is described in Japanese Patent No. 983219 that it was possible to deposit 210 Po from a 4 to 8 N nitric acid solution on a platinum cathode by an electrolytic method.

【0012】また、リン酸の高純度化法に関しては、例
えば、米国特許第4450142号、同第416223
0号、同第4200620号、及び同第5316748
号明細書に開示されている。また、リン酸廃液の再生法
に関しては、例えば、米国特許第4749455号及び
同第4615776号明細書に開示されている。
Regarding a method for purifying phosphoric acid, for example, US Pat. No. 4,450,142 and US Pat.
No. 0, No. 4200620, and No. 5316748
In the specification. Further, a method for regenerating a phosphoric acid waste liquid is disclosed in, for example, US Pat. Nos. 4,749,455 and 4,615,776.

【0013】ここまでの説明から理解されるように、リ
ン酸中の不純物、特に放射性不純物を極微量領域まで定
量分析するためには、マトリックスであるリン酸から不
純物を定量的に分離することが必要であり、そして定量
精度を向上させるためには、α線測定器での測定に都合
のよいように、好ましくは薄膜状の測定試料を調製する
ことが必要である。
As will be understood from the above description, in order to quantitatively analyze impurities in phosphoric acid, particularly radioactive impurities, down to a trace amount region, it is necessary to quantitatively separate impurities from phosphoric acid as a matrix. In order to improve the quantitative accuracy, it is necessary to prepare a measurement sample, preferably in the form of a thin film, so as to be convenient for measurement with an α-ray measuring device.

【0014】このような要請をかなえる技術として、強
酸であるリン酸にアルカリを添加して弱酸性の水溶液と
し、この水溶液に通電し、電気分解により陰極上に不純
物を薄膜状に析出させることで不純物を分離すること、
そしてこの不純物から放出される放射線を測定すること
が、特願平8−64635号明細書に記載されている。
As a technique for meeting such a demand, an alkali is added to phosphoric acid, which is a strong acid, to form a weakly acidic aqueous solution, and this aqueous solution is energized to deposit impurities on the cathode in a thin film by electrolysis. Separating impurities,
The measurement of radiation emitted from these impurities is described in Japanese Patent Application No. 8-64635.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】この特願平8−646
35号明細書に記載の方法によって、リン酸中の放射性
不純物を高感度に定量分析するための試料を作製するこ
と及び不純物を高感度に分析することが可能になった。
とは言え、リン酸中の放射性不純物の濃度は微量である
ため、この方法により作製された分析用試料に含まれる
被分析不純物も微量であることから、この方法を使って
210Poを例えば10-5Bq/mlの濃度まで定量する
ためには約1週間以上の測定時間が必要である。
SUMMARY OF THE INVENTION This Japanese Patent Application No. 8-646 is disclosed.
The method described in the specification of JP-A No. 35 makes it possible to prepare a sample for quantitatively analyzing radioactive impurities in phosphoric acid with high sensitivity and to analyze impurities with high sensitivity.
However, since the concentration of radioactive impurities in phosphoric acid is very small, the amount of impurities to be analyzed contained in the analytical sample produced by this method is also very small.
To determine 210 Po to a concentration of, for example, 10 −5 Bq / ml, a measurement time of about one week or more is required.

【0016】本発明は、リン酸中の微量の放射性不純
物、特にポロニウムの定量に際しこのように長時間の測
定が必要とされている実情に鑑み、より短時間での定量
を可能にする分析試料の作製方法を提供することを目的
とする。本発明のもう一つの目的は、そのような分析試
料を使用して短時間で不純物を分析可能な方法を提供す
ることである。
The present invention has been made in view of the fact that such a long time measurement is required when quantifying a trace amount of radioactive impurities in phosphoric acid, especially polonium, and therefore, an analysis sample which enables quantification in a shorter time. It is an object of the present invention to provide a method for producing the same. Another object of the present invention is to provide a method capable of analyzing impurities in a short time using such an analysis sample.

【0017】[0017]

【課題を解決するため手段】本発明のリン酸中の不純物
分析用試料作製方法は、リン酸中のポロニウムを、ポロ
ニウムと共沈可能な物質を用いて共沈させ、それにより
リン酸からポロニウム不純物を分離・濃縮することを特
徴とする。
According to the method for preparing a sample for analyzing impurities in phosphoric acid of the present invention, polonium in phosphoric acid is co-precipitated using a substance capable of co-precipitation with polonium, whereby polonium is removed from phosphoric acid. It is characterized by separating and concentrating impurities.

【0018】また、本発明のリン酸中の不純物分析方法
は、リン酸中のポロニウムをポロニウムと共沈可能な物
質を用いて共沈させ、それによりリン酸からポロニウム
不純物を分離・濃縮して得た分析用試料を分析用支持体
に付着させ、この支持体に付着した試料のα線の放射を
測定することを特徴とする。
In the method for analyzing impurities in phosphoric acid according to the present invention, polonium in phosphoric acid is coprecipitated using a substance capable of coprecipitating with polonium, whereby polonium impurities are separated and concentrated from phosphoric acid. The method is characterized in that the obtained analysis sample is attached to an analysis support, and the α-ray emission of the sample attached to the support is measured.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】本発明の分析用試料作製方法で
は、ポロニウムと共沈可能な物質を使ってリン酸中のポ
ロニウムを共沈させることが重要である。本発明におい
てポロニウムと共沈可能な物質として有効なものの例を
挙げると、硫化物、水酸化物、金属析出物、金属錯体、
リン酸塩析出物等である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the method for preparing an analytical sample of the present invention, it is important to coprecipitate polonium in phosphoric acid using a substance capable of coprecipitating with polonium. Examples of those effective as a substance capable of coprecipitating with polonium in the present invention include sulfides, hydroxides, metal precipitates, metal complexes,
Phosphate deposits and the like.

【0020】ポロニウムと共沈可能な硫化物の一例は硫
化砒素である。硫化砒素を用いてリン酸中のポロニウム
を共沈させる場合には、リン酸試料に例えば亜砒酸ナト
リウムと硫化ナトリウムを加え、それにより生じる硫化
砒素の沈殿とともにポロニウムを共沈させることができ
る。これにより、分析対象物としてのポロニウムはリン
酸から分離されると同時に濃縮される。硫化砒素以外に
本発明において硫化物として使用の可能なものとして
は、硫化水銀、硫化アンチモン、硫化ビスマス、硫化ス
ズ、硫化カドミウム、硫化鉛、硫化亜鉛、硫化コバル
ト、硫化ニッケル等を挙げることができる。これらの硫
化物を利用する場合にも、上記の硫化砒素の場合と同様
にリン酸中にその硫化物を生じさせる物質を加えてやれ
ばよい。
An example of a sulfide that can be coprecipitated with polonium is arsenic sulfide. When co-precipitating polonium in phosphoric acid using arsenic sulfide, for example, sodium arsenite and sodium sulfide are added to a phosphoric acid sample, and polonium can be co-precipitated together with arsenic sulfide generated thereby. Thereby, the polonium as the analyte is separated from the phosphoric acid and concentrated at the same time. Other than arsenic sulfide that can be used as a sulfide in the present invention, mercury sulfide, antimony sulfide, bismuth sulfide, tin sulfide, cadmium sulfide, lead sulfide, zinc sulfide, cobalt sulfide, nickel sulfide, and the like can be given. . In the case where these sulfides are used, a substance that generates the sulfide may be added to phosphoric acid as in the case of arsenic sulfide described above.

【0021】ポロニウムと共沈可能な水酸化物の例とし
ては、水酸化ニッケル、水酸化銅、水酸化アルミニウ
ム、水酸化ベリリウム、水酸化マンガン、水酸化亜鉛、
水酸化コバルト、水酸化クロム等を挙げることができ
る。一例として水酸化ニッケルを使用する場合について
言えば、リン酸試料に例えば塩化ニッケルを加え、アル
カリを加えて試料をアルカリ性とすることにより水酸化
ニッケルを生じさせることができる。
Examples of hydroxides that can be coprecipitated with polonium include nickel hydroxide, copper hydroxide, aluminum hydroxide, beryllium hydroxide, manganese hydroxide, zinc hydroxide,
Cobalt hydroxide, chromium hydroxide and the like can be mentioned. In the case of using nickel hydroxide as an example, nickel hydroxide can be generated by adding, for example, nickel chloride to a phosphoric acid sample and adding an alkali to make the sample alkaline.

【0022】ポロニウムと共沈可能な金属析出物の例と
しては、テルルを挙げることができる。金属析出物の一
例としてテルルを使用する場合については、リン酸試料
に例えば塩化テルルを加え、更に還元剤として塩化スズ
(II)を加えることで、テルルを析出させることがで
きる。
As an example of a metal precipitate that can be coprecipitated with polonium, tellurium can be mentioned. In the case where tellurium is used as an example of a metal precipitate, tellurium can be deposited by adding, for example, tellurium chloride to a phosphoric acid sample and further adding tin (II) chloride as a reducing agent.

【0023】ポロニウムと共沈可能な金属錯体の例とし
ては、コバルト−(α−ニトロソ−β−ナフトール)を
挙げることができる。コバルト−(α−ニトロソ−β−
ナフトール)を例にとれば、リン酸試料に塩化コバルト
とα−ニトロソ−β−ナフトールを加えてこの錯体を生
成させることができる。
An example of a metal complex that can be coprecipitated with polonium is cobalt- (α-nitroso-β-naphthol). Cobalt- (α-nitroso-β-
Taking naphthol as an example, this complex can be formed by adding cobalt chloride and α-nitroso-β-naphthol to a phosphoric acid sample.

【0024】ポロニウムと共沈可能なリン酸塩析出物の
例としては、リン酸鉄を挙げることができる。リン酸鉄
の場合について言えば、リン酸試料に塩化鉄(III)
を加え、pHを調整してリン酸鉄の沈殿を生じさせるこ
とができる。
An example of a phosphate precipitate that can be coprecipitated with polonium is iron phosphate. In the case of iron phosphate, the phosphoric acid sample contains iron (III) chloride.
Can be added to adjust the pH to cause precipitation of iron phosphate.

【0025】このようにポロニウムと共沈可能な適当な
物質を用いてリン酸試料から共沈させて分離・濃縮する
ことにより得られた本発明による不純物分析用試料は、
分析用支持体に付着させ、この支持体に付着した試料の
α線の放射を測定することにより従来よりも格段に速く
ポロニウム不純物を分析することができる。
The sample for impurity analysis according to the present invention obtained by coprecipitating from a phosphoric acid sample using a suitable substance capable of coprecipitating with polonium and separating and concentrating the same is as follows:
By attaching the sample to the support for analysis and measuring the α-ray emission of the sample attached to the support, the polonium impurities can be analyzed much faster than in the past.

【0026】本発明のリン酸中の不純物分析用試料作製
方法により得られた分析試料をα線の放射を測定するた
め付着させるべき支持体は、分析試料を付着させてα線
の測定に供し得るものならばどのようなものでもよい。
そのような支持体のうちで好ましいものの例を挙げると
すれば、本発明の方法により得られた分析試料を溶解し
た溶液からポロニウムを自然析出させることができる銀
やニッケル材料製の支持体、電着によりポロニウムを析
出させることができるステンレス鋼等の金属材料製の支
持体である。このほかに、本発明の方法により共沈させ
たポロニウムを含む共沈物をリン酸から分離するための
ろ過操作において共沈物が付着したフィルターも、本願
発明における支持体とすることができる。
The support to which the analytical sample obtained by the method for preparing a sample for analyzing impurities in phosphoric acid of the present invention is to be attached in order to measure the emission of α-rays is used for the measurement of α-rays after attaching the analytical sample. Anything you can get.
Preferable examples of such a support include a support made of a silver or nickel material capable of spontaneously depositing polonium from a solution in which an analysis sample obtained by the method of the present invention is dissolved, and an electrode. This is a support made of a metal material such as stainless steel on which polonium can be deposited by deposition. In addition, a filter to which the coprecipitate adhered in the filtration operation for separating the coprecipitate containing polonium co-precipitated by the method of the present invention from phosphoric acid can also be used as the support in the present invention.

【0027】リン酸から分離・濃縮されたポロニウム不
純物を銀材料製の支持体に付着させる場合について説明
すると、リン酸からポロニウムを含む共沈物をろ過し、
この共沈物を塩酸に溶解させ、そしてこの溶液に塩酸ヒ
ドロシルアミンとアスコルビン酸を加えてから、溶液に
銀材料製の支持体、例えば銀板、を入れて、その表面に
ポロニウムを自然析出させることができる。塩酸溶液中
のポロニウムを銀の支持体表面に自然析出させる技術は
周知のものであり、ここでこれ以上詳しく説明するには
及ばない。
The case where the polonium impurities separated and concentrated from phosphoric acid are attached to a support made of silver material will be described. The coprecipitate containing polonium from phosphoric acid is filtered,
This coprecipitate is dissolved in hydrochloric acid, and hydrosilamine hydrochloride and ascorbic acid are added to the solution, and then a support made of a silver material, such as a silver plate, is added to the solution, and polonium is spontaneously deposited on the surface. Can be done. Techniques for spontaneously depositing polonium in a hydrochloric acid solution on a silver support surface are well known and need not be described in further detail here.

【0028】ポロニウムを電着により金属支持体に付着
させる場合には、リン酸からろ過により分離したポロニ
ウムを含む沈殿を適当な溶媒に溶解させ、次に溶媒抽出
の手法などにより共沈成分とポロニウムとを分離してか
ら、ポロニウムを溶解した電解液を入れた電着セルで電
着を行えば、陰極(例えばステンレス鋼製電極板)上に
ポロニウムが酸化ポロニウムの形態で析出する。電着は
やはり周知の技術であり、ここでこれ以上詳しく説明す
るまでもない。
When polonium is deposited on a metal support by electrodeposition, the precipitate containing polonium separated from phosphoric acid by filtration is dissolved in an appropriate solvent, and then the coprecipitated component and the polonium are separated by a solvent extraction technique. Then, if electrodeposition is performed in an electrodeposition cell containing an electrolytic solution in which polonium is dissolved, polonium is deposited in the form of polonium oxide on a cathode (for example, a stainless steel electrode plate). Electrodeposition is also a well-known technique and need not be described in further detail here.

【0029】このように、各種の支持体上に付着させた
ポロニウムは、通常のα線測定法により 210Poなどの
放射性物質濃度を測定することによりリン酸試料中にお
けるその濃度を容易に定量することができる。本発明に
おいては、リン酸試料中のポロニウムの濃縮がなされて
いることから、従来の方法では 210Poを10-5Bq/
mlまで定量するのに約1週間以上の測定時間を要して
いたのに対し、本発明によれば1日で同レベルの測定が
可能になる。
As described above, the polonium deposited on various supports can be easily quantified in a phosphoric acid sample by measuring the concentration of a radioactive substance such as 210 Po by a normal α-ray measuring method. be able to. In the present invention, since polonium is concentrated in the phosphoric acid sample, 210 Po is reduced to 10 −5 Bq / p by the conventional method.
Whereas it took about one week or more to measure the amount to the milliliter, the present invention enables the same level of measurement in one day.

【0030】[0030]

【実施例】次に、実施例により本発明を更に説明する。
もちろんながら、本発明はこれらの実施例に限定される
ものではない。
Next, the present invention will be further described with reference to examples.
Of course, the invention is not limited to these examples.

【0031】〔実施例1〕リン酸試料(50ml)に亜
砒酸ナトリウムを0.1g加え、更にアンモニアにより
溶液のpHを7に調整した。この溶液に硫化ナトリウム
を0.1g加えて、硫化砒素の沈澱を生じさせ、この沈
殿とともにリン酸試料中のポロニウムを共沈させた。沈
澱を熟成させた後、これをろ過した。この沈澱を王水で
溶解後、蒸発乾固させ、更に塩酸に溶解させた。次いで
この塩酸溶液に塩酸ヒドロキシルアミンとアスコルビン
酸を加えてから、銀板を入れ、その表面にポロニウムを
自然析出させた。こうしてポロニウムを析出させた銀板
を測定試料とし、α線スペクトロメーター(ORTEC
社製)により 210Poを10-5Bq/mlまで定量し
た。この定量に要した時間は1日であった。
Example 1 0.1 g of sodium arsenite was added to a phosphoric acid sample (50 ml), and the pH of the solution was adjusted to 7 with ammonia. 0.1 g of sodium sulfide was added to this solution to cause precipitation of arsenic sulfide, and together with the precipitation, co-precipitation of polonium in the phosphoric acid sample. After aging the precipitate, it was filtered. The precipitate was dissolved in aqua regia, evaporated to dryness, and further dissolved in hydrochloric acid. Next, hydroxylamine hydrochloride and ascorbic acid were added to this hydrochloric acid solution, and then a silver plate was put therein, and polonium was spontaneously deposited on the surface. The silver plate on which the polonium was deposited was used as a measurement sample, and an α-ray spectrometer (ORTEC) was used.
210 Po was quantified to 10 −5 Bq / ml. The time required for this quantification was one day.

【0032】〔実施例2〕リン酸試料(50ml)に塩
化ニッケルを0.1g加え、更にアンモニアによりpH
を9に調整して、水酸化ニッケルムの沈澱を生じさせ
た。沈澱を熟成させた後、ろ過した。この沈澱を王水で
溶解後、蒸発乾固させ、更に塩酸に溶解させた。この塩
酸溶液に塩酸ヒドロキシルアミンとアスコルビン酸を加
えてから、銀板を入れ、表面にポロニウムを自然析出さ
せた。こうしてポロニウムを析出させた銀板を測定試料
とし、実施例1と同様にして 210Poを10-5Bq/m
lまで定量した。定量に要した時間はやはり1日であっ
た。
Example 2 0.1 g of nickel chloride was added to a phosphoric acid sample (50 ml), and the pH was adjusted with ammonia.
Was adjusted to 9 to cause precipitation of nickel hydroxide. After aging the precipitate, it was filtered. The precipitate was dissolved in aqua regia, evaporated to dryness, and further dissolved in hydrochloric acid. After adding hydroxylamine hydrochloride and ascorbic acid to this hydrochloric acid solution, a silver plate was put therein, and polonium was spontaneously deposited on the surface. The silver plate on which the polonium was precipitated was used as a measurement sample, and 210 Po was added to 10 −5 Bq / m in the same manner as in Example 1.
l. The time required for the quantification was also one day.

【0033】〔実施例3〕リン酸試料(50ml)に塩
化テルルを0.1g加え、更に塩化スズ(II)を加えて
テルルを析出させた。この析出物をろ過後、塩酸に溶解
させ、そしてこの溶液に塩酸ヒドロキシルアミンとアス
コルビン酸を加えてから、銀板を入れ、表面にポロニウ
ムを自然析出させた。この測定試料を使って実施例1と
同様にして 210Poを10-5Bq/mlまで定量した。
定量に要した時間はやはり1日であった。
Example 3 Salt of phosphoric acid sample (50 ml)
0.1 g of tellurium chloride and tin (II) chloride
Tellurium was deposited. Dissolve the precipitate in hydrochloric acid after filtration.
And add hydroxylamine hydrochloride and as
After adding corbic acid, put a silver plate and polonium on the surface
Was spontaneously deposited. Using this measurement sample,
In the same way 210Po 10-FiveIt was quantified to Bq / ml.
The time required for the quantification was also one day.

【0034】〔実施例4〕リン酸試料(50ml)に塩
化コバルトを0.1g加え、更にアンモニアによりpH
を8に調整した。この溶液にα−ニトロソ−β−ナフト
ールを加えて沈澱を生じさせた。沈澱を熟成させた後、
これをろ過した。この沈澱を硝酸と過塩素酸の混合液に
溶解後、塩酸を加えて塩酸酸性溶液にした。そしてこの
溶液に塩酸ヒドロキシルアミンとアスコルビン酸を加え
てから、銀板を入れ、ポロニウムを自然析出させた。こ
のポロニウムを析出させた銀板を測定試料とし、実施例
1と同様にして 210Poを10-5Bq/mlまで定量し
た。定量に要した時間はやはり1日であった。
Example 4 0.1 g of cobalt chloride was added to a phosphoric acid sample (50 ml), and the pH was further adjusted with ammonia.
Was adjusted to 8. Α-Nitroso-β-naphthol was added to this solution to cause precipitation. After aging the precipitate,
This was filtered. This precipitate was dissolved in a mixture of nitric acid and perchloric acid, and hydrochloric acid was added to make a hydrochloric acid acidic solution. Then, after adding hydroxylamine hydrochloride and ascorbic acid to this solution, a silver plate was put therein, and polonium was spontaneously deposited. Using the silver plate on which the polonium was deposited as a measurement sample, 210 Po was quantified to 10 -5 Bq / ml in the same manner as in Example 1. The time required for the quantification was also one day.

【0035】〔実施例5〕リン酸試料(50ml)に塩
化鉄(III)を0.1g加え、更にアンモニアによりpH
を8に調整して、リン酸鉄の沈澱を生じさせた。この沈
澱を熟成させた後、ろ過した。次いでこの沈澱を塩酸に
溶解させた。この溶液に塩酸ヒドロキシルアミンとアス
コルビン酸を加えてから、銀板を入れ、ポロニウムを自
然析出させた。こうしてポロニウムを析出させた銀板を
測定試料とし、実施例1と同様にして 210Poを10-5
Bq/mlまで定量した。定量に要した時間はこの例に
おいてもやはり1日であった。
Example 5 0.1 g of iron (III) chloride was added to a phosphoric acid sample (50 ml), and the pH was adjusted with ammonia.
Was adjusted to 8 to cause precipitation of iron phosphate. After aging this precipitate, it was filtered. This precipitate was then dissolved in hydrochloric acid. After adding hydroxylamine hydrochloride and ascorbic acid to this solution, a silver plate was put therein, and polonium was spontaneously deposited. The silver plate on which the polonium was precipitated was used as a measurement sample, and 210 Po was added to 10 −5 in the same manner as in Example 1.
It was quantified to Bq / ml. The time required for the quantification was also one day in this example.

【0036】[0036]

【発明の効果】以上説明したように、先行の分析方法で
は、分析用試料作製後、測定に一週間以上必要としたも
のが、本発明によれば1日で同レベル以上の感度で分析
することができるようになった。
As described above, according to the prior analysis method, one week or more was required for measurement after preparation of an analysis sample, but according to the present invention, analysis is performed with the same level of sensitivity or more in one day. Now you can do it.

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 リン酸中のポロニウムを、ポロニウムと
共沈可能な物質を用いて共沈させ、それによりリン酸か
らポロニウム不純物を分離・濃縮することを特徴とす
る、リン酸中の不純物分析用試料作製方法。
1. An impurity analysis in phosphoric acid, comprising: coprecipitating polonium in phosphoric acid using a substance capable of coprecipitating with polonium, thereby separating and concentrating polonium impurities from phosphoric acid. Sample preparation method.
【請求項2】 前記ポロニウムと共沈可能な物質が硫化
物である、請求項1記載の方法。
2. The method according to claim 1, wherein the substance coprecipitable with polonium is a sulfide.
【請求項3】 前記硫化物が、砒素、水銀、アンチモ
ン、ビスマス、スズ、カドミウム、鉛、亜鉛、コバルト
又はニッケルの硫化物である、請求項2記載の方法。
3. The method of claim 2, wherein the sulfide is a sulfide of arsenic, mercury, antimony, bismuth, tin, cadmium, lead, zinc, cobalt, or nickel.
【請求項4】 前記ポロニウムと共沈可能な物質が水酸
化物である、請求項1記載の方法。
4. The method of claim 1, wherein the coprecipitable substance with polonium is a hydroxide.
【請求項5】 前記水酸化物が、ニッケル、銅、アルミ
ニウム、ベリリウム、マンガン、亜鉛、コバルト又はク
ロムの水酸化物である、請求項4記載の方法。
5. The method of claim 4, wherein said hydroxide is a hydroxide of nickel, copper, aluminum, beryllium, manganese, zinc, cobalt or chromium.
【請求項6】 前記ポロニウムと共沈可能な物質が金属
析出物である、請求項1記載の方法。
6. The method of claim 1, wherein the substance co-precipitable with polonium is a metal precipitate.
【請求項7】 前記金属析出物が、リン酸中で析出させ
たテルルである、請求項6記載の方法。
7. The method of claim 6, wherein said metal deposit is tellurium precipitated in phosphoric acid.
【請求項8】 前記ポロニウムと共沈可能な物質が金属
錯体である、請求項1記載の方法。
8. The method according to claim 1, wherein the substance coprecipitable with polonium is a metal complex.
【請求項9】 前記金属錯体が、コバルト−(α−ニト
ロソ−β−ナフトール)である、請求項8記載の方法。
9. The method of claim 8, wherein said metal complex is cobalt- (α-nitroso-β-naphthol).
【請求項10】 前記ポロニウムと共沈可能な物質がリ
ン酸塩析出物である、請求項1記載の方法。
10. The method according to claim 1, wherein the substance co-precipitable with polonium is a phosphate precipitate.
【請求項11】 前記リン酸塩析出物が、リン酸鉄であ
る、請求項10記載の方法。
11. The method of claim 10, wherein said phosphate precipitate is iron phosphate.
【請求項12】 リン酸中のポロニウムをポロニウムと
共沈可能な物質を用いて共沈させ、それによりリン酸か
らポロニウム不純物を分離・濃縮して得た分析用試料を
分析用支持体に付着させ、この支持体に付着した試料の
α線の放射を測定することを特徴とする、リン酸中の不
純物分析方法。
12. A sample for analysis obtained by coprecipitating polonium in phosphoric acid with a substance capable of coprecipitating with polonium, thereby separating and concentrating polonium impurities from phosphoric acid, and attaching the sample to an analysis support. And measuring the α-ray emission of the sample attached to the support.
【請求項13】 前記支持体がポロニウム不純物を同伴
して共沈した沈殿物をろ過するのに用いられるフィルタ
ーである、請求項12記載の方法。
13. The method according to claim 12, wherein the support is a filter used for filtering a precipitate co-precipitated with polonium impurities.
【請求項14】 前記支持体がニッケル又は銀材料製で
あり、前記分析用試料を溶解した溶液に当該支持体を入
れてその表面にポロニウムを析出させる、請求項12記
載の方法。
14. The method according to claim 12, wherein the support is made of a nickel or silver material, and polonium is deposited on a surface of the support in a solution in which the sample for analysis is dissolved.
【請求項15】 前記支持体が金属材料製であり、前記
分析用試料からポロニウムを分離しそしてこのポロニウ
ムを電着により当該支持体表面に付着させる、請求項1
2記載の方法。
15. The support according to claim 1, wherein the support is made of a metal material, and polonium is separated from the sample for analysis, and the polonium is adhered to the surface of the support by electrodeposition.
2. The method according to 2.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106442098A (en) * 2016-11-04 2017-02-22 中国原子能科学研究院 Device and method for oxidizing and collecting polonium in solid samples
JP2019091566A (en) * 2017-11-13 2019-06-13 トヨタ自動車株式会社 Production method of trilithium phosphate for nonaqueous secondary cell

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