RU2541450C1 - Method for determining thorium-234 concentration in seawater bottom depositions - Google Patents

Method for determining thorium-234 concentration in seawater bottom depositions Download PDF

Info

Publication number
RU2541450C1
RU2541450C1 RU2014149879/93A RU2014149879A RU2541450C1 RU 2541450 C1 RU2541450 C1 RU 2541450C1 RU 2014149879/93 A RU2014149879/93 A RU 2014149879/93A RU 2014149879 A RU2014149879 A RU 2014149879A RU 2541450 C1 RU2541450 C1 RU 2541450C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
thorium
sample
concentration
radiation
determining
Prior art date
Application number
RU2014149879/93A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Борисович Гулин
Илья Геннадьевич Сидоров
Юрий Сергеевич Горелов
Original Assignee
Институт биологии южных морей им. А.О. Ковалевского
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт биологии южных морей им. А.О. Ковалевского filed Critical Институт биологии южных морей им. А.О. Ковалевского
Priority to RU2014149879/93A priority Critical patent/RU2541450C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2541450C1 publication Critical patent/RU2541450C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Measurement Of Radiation (AREA)

Abstract

FIELD: ecology.
SUBSTANCE: invention refers to marine radioecology and biogeochemistry facilities. A method for determining the thorium-234 concentration in seawater bottom deposits consists in the fact that a radiochemical yield tracer is natural long half-life α-emitting isotope 232Th, initial activity of which is determined in the sub-sample with lead γ-emission -212 if the radioactive Th and Pb balance conditions are satisfied; another sub-sample taken by separating thorium from the respective elements by oxalate deposition, is used for liquid-scintiallation (LS) spectrometric analysis of 234Th and 232Th activities as shown by β- and α-emission; that is followed by calculating thorium radiochemical yield (R) and throrium-234 initial concentration (234Thyield, Bq/kg) by presented formulas.
EFFECT: invention provides more effective and reliable determination of the 234Th content.

Description

Изобретение относится к области морской радиоэкологии и биогеохимии и может быть использовано в фундаментальных и прикладных исследованиях для количественной оценки скорости осадконакопления и процессов седиментационного самоочищения морской среды.The invention relates to the field of marine radioecology and biogeochemistry and can be used in basic and applied research to quantify sedimentation rate and sedimentary self-cleaning processes of the marine environment.

Природный радионуклид торий-234, образующийся при распаде урана-238, используется в морской экологии и биогеохимии для количественной оценки скорости осадконакопления и процессов седиментационного самоочищения морской среды в отношении загрязняющих и эвтрофирующих веществ [1-4]. При этом используется способность тория-234 активно накапливаться взвешенным веществом и оседать вместе с ним на дно, нарушая радиоактивное равновесие со своим материнским радионуклидом 238U, проявляющим в морской среде химическую консервативность и находящимся преимущественно в растворенном состоянии [5, 6]. В результате, в поверхностном слое донных отложений может наблюдаться избыток содержания тория-234 (в единицах радиоактивности) по отношению к урану-238, что и является количественной мерой скорости осадконакопления [1,5].The natural radionuclide thorium-234 formed during the decay of uranium-238 is used in marine ecology and biogeochemistry to quantify the sedimentation rate and the processes of sedimentation self-purification of the marine environment in relation to pollutants and eutrophic substances [1-4]. In this case, the ability of thorium-234 to actively accumulate suspended matter and sink with it to the bottom is used, upsetting the radioactive equilibrium with its mother radionuclide 238 U, which is chemical conservative in the marine environment and is mostly in a dissolved state [5, 6]. As a result, an excess of thorium-234 content (in units of radioactivity) relative to uranium-238 can be observed in the surface layer of bottom sediments, which is a quantitative measure of sedimentation rate [1,5].

Сложность определения активности 234Th в морских отложениях обусловлена тем, что он является β-излучающим радионуклидом с очень небольшим вкладом сопутствующего гамма-излучения (около 4 и 5% для γ-квантов с энергией 63.2 и 92.6 кэВ, соответственно). Это не позволяет идентифицировать торий-234 методами прямой бета-радиометрии из-за присутствия других природных и техногенных β-излучающих радионуклидов, прежде всего калия-40 и стронция-90 [1]. Кроме того, сравнительно небольшой период полураспада тория-234 (Т1/2=24.1 сут.) накладывает существенные ограничения на длительность обработки проб и определяет необходимость применения максимально экспрессных радиоаналитических методов.The difficulty in determining the activity of 234 Th in marine sediments is due to the fact that it is a β-emitting radionuclide with a very small contribution of accompanying gamma radiation (about 4 and 5% for γ-quanta with energies of 63.2 and 92.6 keV, respectively). This does not allow the identification of thorium-234 by direct beta radiometry due to the presence of other natural and technogenic β-emitting radionuclides, primarily potassium-40 and strontium-90 [1]. In addition, the relatively short half-life of thorium-234 (T 1/2 = 24.1 days) imposes significant restrictions on the duration of sample processing and determines the need to use the most rapid radioanalytical methods.

В настоящее время для измерения содержания тория-234 в морских осадках применяют два основных метода. В первом способе используется прямое измерение содержания тория-234 в донных осадках по его сопутствующему гамма-излучению [2]. В этом случае не требуется предварительная радиохимическая обработка за исключением сушки и механической гомогенизации измеряемых образцов, что является несомненным преимуществом данного метода. Однако из-за низкого выхода γ-квантов тория-234, для измерений используют большие навески донных отложений, что не всегда доступно, например, при анализе содержания тория-234 в тонких слоях геологических кернов. По этой же причине, для достижения приемлемой статистической погрешности определения активности тория-234, γ-спектрометрические измерения каждой пробы проводят в течение длительного времени, нередко - более одной недели [1]. Это существенно снижает производительность данного способа и ограничивает возможность измерения малоактивных образцов.Currently, two main methods are used to measure thorium-234 in marine sediments. The first method uses direct measurement of thorium-234 content in bottom sediments by its concomitant gamma radiation [2]. In this case, preliminary radiochemical treatment is not required except for drying and mechanical homogenization of the measured samples, which is an undoubted advantage of this method. However, due to the low yield of γ-quanta of thorium-234, large samples of bottom sediments are used for measurements, which is not always available, for example, when analyzing the content of thorium-234 in thin layers of geological cores. For the same reason, to achieve an acceptable statistical error in determining the activity of thorium-234, γ-spectrometric measurements of each sample are carried out for a long time, often more than one week [1]. This significantly reduces the performance of this method and limits the ability to measure inactive samples.

Наиболее близким к заявляемому способу является метод, основанный на извлечении 234Th смесью сильных кислот, его радиохимической очистке от сопутствующих элементов с помощью экстракции или ионообменной хроматографии с последующим определением активности тория-234 по его β-излучению [2]. При этом для оценки радиохимического выхода тория и его потерь при многостадийной обработке, в исходные пробы донных отложений добавляют известное количество искусственных изотопов тория, например, 228Τh, 229Τh или 230Τh, содержание которых в природной среде пренебрежимо мало. Однако высокая стоимость и малая доступность этих изотопов является основным недостатком данного метода, наряду с длительной процедурой радиохимической обработки проб и значительными потерями тория на разных ее стадиях, что приводит к существенному снижению чувствительности метода.Closest to the claimed method is a method based on the extraction of 234 Th with a mixture of strong acids, its radiochemical purification from associated elements using extraction or ion exchange chromatography, followed by determination of the activity of thorium-234 by its β-radiation [2]. Moreover, to assess the radiochemical yield of thorium and its losses during multistage processing, a known amount of artificial thorium isotopes is added to the initial samples of bottom sediments, for example, 228 Τh, 229 Τh or 230 Τh, the content of which in the natural environment is negligible. However, the high cost and low availability of these isotopes is the main disadvantage of this method, along with the lengthy procedure for radiochemical processing of samples and significant losses of thorium at its various stages, which leads to a significant decrease in the sensitivity of the method.

В основу изобретения Способ определения концентрации тория-234 в морских донных отложениях поставлена задача повышения эффективности, производительности и надежности определения содержания 234Th путем использования природного 232Th в качестве трассера радиохимического выхода и применения жидкостно-сцинтилляционной α/β-спектрометрии.The basis of the invention. A method for determining the concentration of thorium-234 in marine bottom sediments is tasked with increasing the efficiency, productivity and reliability of determining the content of 234 Th by using natural 232 Th as a tracer for radiochemical yield and using liquid scintillation α / β spectrometry.

Предлагаемый способ определения концентрации тория-234 в морских донных отложениях основан на его выделении методом оксалатного осаждения с использованием в качестве трассера радиохимического выхода природного долгоживущего (Т1/2=1.4×1010 лет) α-излучающего изотопа 232Th, который всегда присутствует в донных осадках наряду с 234Th. Это устраняет необходимость применения дорогостоящих искусственных трассеров (228Τh, 229Τh, 230Τh) и обеспечивает высокую производительность анализа, поскольку избирательное осаждение является, как правило, более экспрессным методом по сравнению с экстракцией и ионообменной хроматографией. Дополнительное повышение эффективности и производительности данного способа достигается применением жидкостно-сцинтилляционной (ЖС) спектрометрии, которая позволяет одновременно детектировать содержание 232Th и 234Th в одной и той же пробе с максимальной, по сравнению с другими радиометрическими методами, эффективностью регистрации α- и β-излучения. Исходное содержание тория-232 в донных отложениях может быть измерено по γ-излучению его дочернего радионуклида свинца-212 при соблюдении условия радиоактивного равновесия между 232Th и 212Pb. В отличие от 234Th, свинец-212 имеет значительно более высокий выход γ-квантов (43.5%), а длительный период полураспада его материнского радионуклида 232Th позволяет проводить γ-спектрометрические измерения без ограничения времени, вплоть до заданного уровня статистической погрешности. Полученные значения исходной активности 232Th в донных отложениях, измеренной по γ-излучению свинца-212 (232Thисх[γ], Бк), в сравнении с его активностью, определенной после радиохимической обработки методом ЖС-спектрометрии (232Thизм[α], Бк), используются затем для определения радиохимического выхода тория (R) и расчета исходной концентрации тория-234 (234Thисх, Бк/кг) по формулам:The proposed method for determining the concentration of thorium-234 in marine bottom sediments is based on its isolation by oxalate deposition using a long-lived natural (T 1/2 = 1.4 × 10 10 years) α-emitting isotope 232 Th, which is always present in bottom sediments along with 234 Th. This eliminates the need for expensive artificial tracers ( 228 Τh, 229 Τh, 230 Τh) and provides high analysis performance, since selective deposition is usually a more rapid method compared to extraction and ion-exchange chromatography. An additional increase in the efficiency and productivity of this method is achieved by the use of liquid scintillation (ZhS) spectrometry, which allows you to simultaneously detect the content of 232 Th and 234 Th in the same sample with a maximum, in comparison with other radiometric methods, detection efficiency α- and β- radiation. The initial thorium-232 content in bottom sediments can be measured by the γ-radiation of its daughter lead-212 radionuclide, subject to the radioactive equilibrium condition between 232 Th and 212 Pb. Unlike 234 Th, lead-212 has a significantly higher yield of γ-quanta (43.5%), and the long half-life of its parent radionuclide 232 Th allows γ-spectrometric measurements to be performed without time limitation, up to a given level of statistical error. The obtained values of the initial activity of 232 Th in bottom sediments, measured by γ-radiation of lead-212 ( 232 Th ref [γ] , Bq), in comparison with its activity determined after radiochemical processing by LC spectrometry ( 232 Th meas [α] , Bq) are then used to determine the radiochemical yield of thorium (R) and to calculate the initial concentration of thorium-234 ( 234 Th ref , Bq / kg) according to the formulas:

Figure 00000001
Figure 00000002
Figure 00000001
Figure 00000002

где

Figure 00000003
- активность тория-234 в исследуемой пробе (Бк), измеренная по его β-излучению с помощью жидкостно-сцинтилляционной спектрометрии; m - масса пробы (кг).Where
Figure 00000003
- the activity of thorium-234 in the test sample (Bq), measured by its β-radiation using liquid scintillation spectrometry; m is the mass of the sample (kg).

Изобретение поясняется иллюстрациями. На фиг. 1 представлена Схема выделения тория из морских донных отложений для определения содержания 234Th с использованием 232Th в качестве трассера радиохимического выхода; фиг. 2 - Энергетический спектр γ-излучения пробы морских донных отложений IAEA-315, измеренный с помощью германиевого детектора ORTEC GMX-10; фиг. 3 - Спектры α-излучения 232Th и β-излучения 234Th и 234Ра, измеренные с помощью ЖС-анализатора QUANTULUS-1220 после выделения тория из пробы морских донных отложений IAEA-315. Белая линия показывает спектр радиоактивного фона.The invention is illustrated by illustrations. In FIG. 1 shows a scheme for the separation of thorium from marine bottom sediments to determine the content of 234 Th using 232 Th as a tracer for radiochemical output; FIG. 2 - Energy spectrum of γ-radiation of a sample of marine bottom sediments IAEA-315, measured using an ORTEC GMX-10 germanium detector; FIG. 3 - Spectra of α-radiation of 232 Th and β-radiation of 234 Th and 234 Ra, measured using a QUANTULUS-1220 LC analyzer after the separation of thorium from a sample of marine bottom sediments IAEA-315. The white line shows the spectrum of the radioactive background.

Общая схема предлагаемого Способа определения концентрации тория-234 в морских донных отложениях представлена на фиг. 1. Она включает в себя следующие основные стадии:The general scheme of the proposed Method for determining the concentration of thorium-234 in marine bottom sediments is presented in FIG. 1. It includes the following main stages:

1. Сушка, измельчение, гомогенизация проб;1. Drying, grinding, homogenization of samples;

2. Деление полученного образца на две подпробы для γ-спектрометрического определения исходного содержания 232Th по излучению 212Pb и для радиохимической обработки с последующим ЖС-спектрометрическим анализом активности 228Τh, 229Τh или 230Τh и 232Th по их β- и α-излучению, соответственно;2. Dividing the obtained sample into two sub-samples for γ-spectrometric determination of the initial 232 Th content from 212 Pb radiation and for radiochemical processing followed by LC spectrometric analysis of 228 Τh, 229 Τh or 230 Τh and 232 Th activity from their β- and α- radiation, respectively;

3. Озоление второй подпробы при температуре около 450°С для удаления органики;3. Ashing of the second sub-sample at a temperature of about 450 ° C to remove organics;

4. Вскрытие озоленного осадка в кипящей концентрированной соляной кислоте для перевода тория в растворенное состояние;4. Dissection of the ashed sediment in boiling concentrated hydrochloric acid to transfer thorium to a dissolved state;

5. Отделение остаточной твердой фазы донных отложений фильтрованием через бумажный фильтр;5. Separation of the residual solid phase of bottom sediments by filtration through a paper filter;

6. Оксалатное осаждение тория в фильтрате добавлением насыщенного раствора щавелевой кислоты;6. Oxalate precipitation of thorium in the filtrate by adding a saturated solution of oxalic acid;

7. Фильтрование осадка оксалатов тория и сопутствующих элементов через мембранный фильтр с диаметром пор 0.2 мкм;7. Filtration of a precipitate of thorium oxalates and related elements through a membrane filter with a pore diameter of 0.2 μm;

8. Прокаливание полученного осадка при температуре около 700°С для перевода оксалата тория в малорастворимую двуокись, а сопутствующих элементов, прежде всего стронция, - в карбонаты;8. Calcination of the precipitate obtained at a temperature of about 700 ° C to convert thorium oxalate into sparingly soluble dioxide, and related elements, primarily strontium, into carbonates;

9. Растворение прокаленного осадка в 6 M соляной кислоте для растворения карбонатов сопутствующих элементов;9. Dissolution of the calcined precipitate in 6 M hydrochloric acid to dissolve the carbonates of the associated elements;

10. Отделение двуокиси тория фильтрованием полученного раствора через мембранный фильтр с диаметром пор 0.2 мкм;10. The separation of thorium dioxide by filtering the resulting solution through a membrane filter with a pore diameter of 0.2 μm;

11. Промывка фильтров дистиллированной водой от остаточной соляной кислоты;11. Flushing the filters with distilled water to remove residual hydrochloric acid;

12. Определение активности 234Th и 232Th на фильтре с помощью жидкостно-сцинтилляционной α/β-спектрометрии.12. Determination of the activity of 234 Th and 232 Th on the filter using liquid scintillation α / β spectrometry.

В ходе данной радиохимической обработки торий отделяется от сопутствующих природных и техногенных радионуклидов, не образующих осадки оксалатов (238U, 40K, 226Ra, 137Cs), на стадиях (6) и (7). Удаление других примесей, препятствующих ЖС измерениям (например, 90Sr), происходит на стадиях (8)-(10), в результате которых на мембранном фильтре удерживаются частицы ThO2, тогда как 90Sr переходит в фильтрат.In the course of this radiochemical treatment, thorium is separated from associated natural and technogenic radionuclides that do not form oxalate precipitates ( 238 U, 40 K, 226 Ra, 137 Cs), at stages (6) and (7). The removal of other impurities that interfere with the LS measurements (for example, 90 Sr) occurs at stages (8) - (10), as a result of which ThO 2 particles are retained on the membrane filter, while 90 Sr is transferred to the filtrate.

Пример.Example.

Лабораторные испытания предлагаемого Способа определения концентрации тория-234 в морских донных отложениях были проведены в Отделе радиационной и химической биологии Института биологии южных морей НАН Украины с использованием стандартной пробы донных осадков № IAEA-315, предоставленной МАГАТЭ для международной инеркалибрации измерений природных и техногенных радионуклидов [7, 8]. После сушки, гомогенизации и измельчения эту пробу делили на две части, одну из которых выдерживали 3 недели в герметично закрытом контейнере для накопления дочерних продуктов распада тория-232, в том числе свинца-212, до равновесного состояния. Затем определяли содержание 212Pb с использованием полупроводникового γ-детектора ORTEC GMX-10 (США), выполненного на основе кристалла сверхчистого германия (фиг. 2). Вторую часть пробы помещали в стеклянную колбу для радиохимической обработки по схеме, представленной на фиг. 1. По окончании обработки, мембранные фильтры с тонкослойным осадком двуокиси тория помещали в 20-мл тефлоновые флаконы для ЖС радиометрии, заливали сцинтилляционной жидкостью Optiphase-III (Великобритания) и проводили измерение содержания 234Th и 232Th с использованием жидкостно-сцинтилляционного спектрометра QUANTULUS-1220 (LKB Wallac, Финляндия), имеющего анализатор формы и длительности импульсов для раздельного детектирования α- и β-частиц. Полученные энергетические спектры β-излучения тория-234, протактиния-234 (являющегося короткоживущим дочерним продуктом распада 234Th) и α-излучения тория-232 представлены на фиг. 3.Laboratory tests of the proposed Method for determining the concentration of thorium-234 in marine bottom sediments were carried out in the Department of Radiation and Chemical Biology of the Institute of Biology of the Southern Seas of the National Academy of Sciences of Ukraine using the standard bottom sediment sample No. IAEA-315 provided by the IAEA for international inalibration of measurements of natural and technogenic radionuclides [7 , 8]. After drying, homogenization, and grinding, this sample was divided into two parts, one of which was kept for 3 weeks in a hermetically sealed container for the accumulation of daughter decay products of thorium-232, including lead-212, to an equilibrium state. Then, the 212 Pb content was determined using an ORTEC GMX-10 semiconductor gamma detector (USA) based on an ultrapure germanium crystal (Fig. 2). The second part of the sample was placed in a glass flask for radiochemical processing according to the scheme shown in FIG. 1. At the end of the treatment, membrane filters with a thin-layer precipitate of thorium dioxide were placed in 20-ml Teflon vials for LC radiometry, filled with Optiphase-III scintillation fluid (UK), and the content of 234 Th and 232 Th was measured using a QUANTULUS-liquid scintillation spectrometer 1220 (LKB Wallac, Finland) having a shape and duration analyzer for the separate detection of α and β particles. The obtained energy spectra of β-radiation of thorium-234, protactinium-234 (which is a short-lived daughter product of the decay of 234 Th) and α-radiation of thorium-232 are presented in FIG. 3.

Измерения активности тория-232, выполненные по излучению свинца-212, показали, что исходное содержание 232Th в исследованной пробе IAEA-315 составило 25.4±1.3 Бк/кг сухой массы, что соответствует ее паспортным данным (25.6±1.6 Бк/кг, [8]). После радиохимической обработки и измерения активности 232Th по его а-излучению на мембранном фильтре в ЖС-анализаторе была получена величина содержания тория-232, равная 18.9±0.4 Бк/кг сухой массы. Отношение этих двух величин, рассчитанное по формуле (1), показало, что радиохимический выход тория в предложенной схеме его выделения достаточно высок и составляет 74.4%. С использованием данной величины по формуле (2) было определено содержание тория-234, составившее 17.8±1.4 Бк/кг сухой массы, что также соответствует паспортным данным пробы IАЕА-315 (17.6±1.2 Бк/кг, [8]).Measurements of the activity of thorium-232, carried out by the emission of lead-212, showed that the initial content of 232 Th in the studied sample IAEA-315 was 25.4 ± 1.3 Bq / kg dry weight, which corresponds to its passport data (25.6 ± 1.6 Bq / kg, [ 8]). After radiochemical processing and measurement of 232 Th activity from its α-radiation on a membrane filter, a thorium-232 content of 18.9 ± 0.4 Bq / kg dry weight was obtained in a LC analyzer. The ratio of these two values calculated by the formula (1) showed that the radiochemical yield of thorium in the proposed scheme for its separation is quite high and amounts to 74.4%. Using this value, the thorium-234 content was determined using formula (2), amounting to 17.8 ± 1.4 Bq / kg dry weight, which also corresponds to the passport data of the IAEA-315 sample (17.6 ± 1.2 Bq / kg, [8]).

Таким образом, лабораторные исследования показали, что предложенная схема радиохимического выделения тория из морских донных отложений в сочетании с жидкостно-сцинтилляционной α/β-спектрометрией имеет высокую эффективность и обеспечивает надежное определение содержания 234Th с использованием природного 232Th в качестве трассера радиохимического выхода.Thus, laboratory studies have shown that the proposed scheme for the radiochemical extraction of thorium from marine bottom sediments in combination with liquid scintillation α / β spectrometry is highly efficient and provides reliable determination of 234 Th content using natural 232 Th as a radiochemical yield tracer.

Источники информации:Information sources:

1. Fuller С.С., A. van Geen, Baskaran M., Anima R. Sediment chronology in San Francisco Bay, California, defined by 210Pb, 234Th, 137Cs, and 239,240Pu // Marine Chemistry. - 1999.-Vol. 64.-P. 7-27.1. Fuller C. S., A. van Geen, Baskaran M., Anima R. sediment chronology in San Francisco Bay, California, defined by 210 Pb, 234 Th, 137 Cs, and 239,240 Pu // Marine Chemistry. - 1999.-Vol. 64.-P. 7-27.

2. Aller R.C., DeMaster D.J. Estimates of particle flux and reworking at the deep-sea floor using 234Th/238U disequilibrium // Earth and Planetary Science Letters. -1984.-Vol. 67.-P. 308-318.2. Aller RC, DeMaster DJ Estimates of particle flux and reworking at the deep-sea floor using 234 Th / 238 U disequilibrium // Earth and Planetary Science Letters. -1984.-Vol. 67.-P. 308-318.

3. Гулин СБ. Радиоизотопная геохронологическая реконструкция загрязнения и эвтрофикации Черного моря // В кн.: Радиоэкологический отклик Черного моря на чернобыльскую аварию / Под ред. Г.Г. Поликарпова и В.Н. Егорова. - Севастополь: ЭКОСИ-Гидрофизика, 2008. - С. 519-547.3. Gulin SB. Radioisotope geochronological reconstruction of pollution and eutrophication of the Black Sea // In the book: Radioecological response of the Black Sea to the Chernobyl accident / Ed. G.G. Polikarpova and V.N. Egorova. - Sevastopol: ECOSI-Hydrophysics, 2008 .-- S. 519-547.

4. Gulin S.B. Recent changes of biogenic carbonate deposition in anoxic sediments of the Black Sea: sedimentary record and climatic implication // Marine Environmental Research. - 2000. - Vol. 49, No. 4. - P. 319-328.4. Gulin S.B. Recent changes of biogenic carbonate deposition in anoxic sediments of the Black Sea: sedimentary record and climatic implication // Marine Environmental Research. - 2000. - Vol. 49, No. 4. - P. 319-328.

5. Waples J.T., Benitez-Nelson C, Savoye N., Rutgers van der Loeff M., Baskaran M., Gustafsson Ö. An introduction to the application and future use of 234Th in aquatic systems // Marine Chemistry. - 2006. - Vol. 100. - P. 166-189.5. Waples JT, Benitez-Nelson C, Savoye N., Rutgers van der Loeff M., Baskaran M., Gustafsson Ö. An introduction to the application and future use of 234 Th in aquatic systems // Marine Chemistry. - 2006. - Vol. 100. - P. 166-189.

6. Rutgers van der Loeff M., Sarin M.M., Baskaran M., Benitez-Nelson C, Buesseler K.O., Charette M., Dai M., Gustafsson Ö., Masque P., Morris P.J., Orlandini K., Rodriguez у Baena Α., Savoye N., Schmidt S., Turnewitsch R., Vöge I., Waples J.T. A review of present techniques and methodological advances in analyzing 234Th in aquatic systems // Marine Chemistry. - 2006. - Vol. 100. - P. 190-212.6. Rutgers van der Loeff M., Sarin MM, Baskaran M., Benitez-Nelson C, Buesseler KO, Charette M., Dai M., Gustafsson Ö., Masque P., Morris PJ, Orlandini K., Rodriguez y Baena Α., Savoye N., Schmidt S., Turnewitsch R., Vöge I., Waples JT A review of present techniques and methodological advances in analyzing 234 Th in aquatic systems // Marine Chemistry. - 2006. - Vol. 100. - P. 190-212.

7. IAEA. Catalogue for reference materials and intercomparison exercises 1998/1999. Analytical Quality Control Services. - Vienna (Austria): IAEA. - 1998. - 64 p.7. IAEA. Catalog for reference materials and intercomparison exercises 1998/1999. Analytical Quality Control Services. - Vienna (Austria): IAEA. - 1998. - 64 p.

8. IAEA/MEL/61 Report on the Intercomparison RUN IAEA-315 Radionuclides in marine sediment 1992-1996 / Ed.: S. Ballestra, H. Pettersson, J. Gastaud, P. Parsi and D. Vas (December 1997). Analytical Quality Control Services. - Vienna (Austria): IAEA. -1998.-93 p.8. IAEA / MEL / 61 Report on the Intercomparison RUN IAEA-315 Radionuclides in marine sediment 1992-1996 / Ed .: S. Ballestra, H. Pettersson, J. Gastaud, P. Parsi and D. Vas (December 1997). Analytical Quality Control Services. - Vienna (Austria): IAEA. -1998.-93 p.

Claims (1)

Способ определения концентрации тория-234 в морских донных отложениях, включающий сушку, измельчение, гомогенизацию исследуемой пробы, отделение от сопутствующих элементов радиохимической обработкой, отличающийся тем, что в качестве трассера радиохимического выхода используют природный долгоживущий α-излучающий изотоп 232Th, исходную активность которого определяют в части пробы по γ-излучению свинца-212 при соблюдении условия радиоактивного равновесия между 232Th и 212Pb, а вторую часть пробы, отделив торий от сопутствующих элементов методом оксалатного осаждения, используют для жидкостно-сцинтилляционного (ЖС) спектрометрического анализа активности 234Th и 232Th по их β- и α-излучению, после чего рассчитывают радиохимический выход тория (R) и исходную концентрацию тория-234 (234Thисх, Бк/кг) по формулам:
Figure 00000004

Figure 00000005

где
Figure 00000006
- активность тория-234 в исследуемой пробе (Бк), измеренная по его β-излучению с помощью жидкостно-сцинтилляционной спектрометрии;
m - масса пробы (кг).
A method for determining the concentration of thorium-234 in marine bottom sediments, including drying, grinding, homogenization of the test sample, separation from related elements by radiochemical treatment, characterized in that a 232 Th natural long-lived α-emitting isotope is used as a radiochemical yield tracer, the initial activity of which is determined a portion of the sample of γ-radiation lead 212 when the condition of equilibrium between the radioactive 232 Th and 212 Pb, and the second portion of the sample, separated from the thorium associated elements by oxalate precipitation are used for liquid scintillation (LGL) spectrometric analysis activity 234 Th and 232 Th their β- and α-radiation, whereupon calculated thorium radiochemical yield (R) and the initial concentration of thorium-234 (234 Th ref Bq / kg) according to the formulas:
Figure 00000004

Figure 00000005

Where
Figure 00000006
- the activity of thorium-234 in the test sample (Bq), measured by its β-radiation using liquid scintillation spectrometry;
m is the mass of the sample (kg).
RU2014149879/93A 2014-09-26 2014-09-26 Method for determining thorium-234 concentration in seawater bottom depositions RU2541450C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014149879/93A RU2541450C1 (en) 2014-09-26 2014-09-26 Method for determining thorium-234 concentration in seawater bottom depositions

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014149879/93A RU2541450C1 (en) 2014-09-26 2014-09-26 Method for determining thorium-234 concentration in seawater bottom depositions

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2541450C1 true RU2541450C1 (en) 2015-02-10

Family

ID=53287190

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014149879/93A RU2541450C1 (en) 2014-09-26 2014-09-26 Method for determining thorium-234 concentration in seawater bottom depositions

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2541450C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2706642C1 (en) * 2018-09-13 2019-11-19 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет" (СПбГУ) METHOD OF DETERMINING 230Th (THORIUM) ISOTOPE ACTIVITY IN URANIUM-CONTAINING MINERALS

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2706642C1 (en) * 2018-09-13 2019-11-19 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет" (СПбГУ) METHOD OF DETERMINING 230Th (THORIUM) ISOTOPE ACTIVITY IN URANIUM-CONTAINING MINERALS

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Hou Liquid scintillation counting for determination of radionuclides in environmental and nuclear application
Zhang et al. Analysis of radium-226 in high salinity wastewater from unconventional gas extraction by inductively coupled plasma-mass spectrometry
Lindahl et al. Ultra-trace determination of plutonium in marine samples using multi-collector inductively coupled plasma mass spectrometry
Pike et al. Extraction of cesium in seawater off Japan using AMP-PAN resin and quantification via gamma spectroscopy and inductively coupled mass spectrometry
Tayeb et al. Rapid and simultaneous determination of Strontium-89 and Strontium-90 in seawater
Zheng et al. Global fallout Pu recorded in lacustrine sediments in Lake Hongfeng, SW China
van Beek et al. 226Ra in barite: Absolute dating of Holocene Southern Ocean sediments and reconstruction of sea-surface reservoir ages
Povinec et al. Marine radioactivity analysis
RU2541450C1 (en) Method for determining thorium-234 concentration in seawater bottom depositions
Ni et al. Automated method for concurrent determination of thorium (230 Th, 232 Th) and uranium (234 U, 235 U, 238 U) isotopes in water matrices with ICP-MS/MS
Bourquin et al. Determination of 226Ra concentrations in seawater and suspended particles (NW Pacific) using MC-ICP-MS
Begy et al. An improved procedure for the determination of 210 Po by alpha spectrometry in sediments samples from Danube Delta
Baskaran et al. Radionuclide analysis in seawater
Bandong et al. Pre-concentration and measurement of low levels of gamma-ray emitting radioisotopes in coastal waters
Povinec et al. Distribution of 90Sr, 137Cs and 239,240 Pu in Caspian Sea water and biota
Voronina et al. Analysis of radionuclides in environmental samples
Kwong et al. Liquid scintillation spectrometry of beta-emitters in marine samples
RU2541449C1 (en) Method for determining thorium-234 concentration in seawater
Rebagay et al. Simultaneous determination of zirconium and hafnium in standard rocks by neutron activation analysis
Gjeci Analysis of 90 Sr in environmental and biological samples by extraction chromatography using a crown ether
Barabanov et al. A procedure for removing uranium, thorium, and potassium-40 microimpurities from a liquid organic scintillator based on linear alkylbenzene
KR101421986B1 (en) Measurement method of uranium isotope in aqueous solution
US20100317117A1 (en) Selective membrane extraction of radioactive analytes
Epimakhov et al. Complex radiochemical analysis of natural waters and nuclear power plant wastewaters. Specific features of the method for radiochemical determination of 90Sr
Amoli et al. Rapid analysis of americium and plutonium in environmental samples by alpha-spectrometry

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20160608