S;"$02] 1. 范围 IN@ =UAc& 1.1本流程描述了水中
89Sr、
90Sr的一种分离、测量
方法。
)&[ol9+\ 2. 方法概要 Ny$N5/b!! 2.1放射性Sr经Sr树脂分离后,用气体正比计数、液体闪烁计数或契仑科夫(Cerenkov)计数测量。阳离子交换树脂来富集水中的Sr。稳定的(非放射性的)锶或
85Sr示踪剂用来计算方法回收率和修正结果,以提高方法的准确度和精确度。
f9HoQDFsM 3. 方法特点 ?V})2wwP 3.1 本方法是一种快速、可靠的测量水中锶的方法。
(Zu8WyT2 4. 干扰 '.zr:l 4.1样品中稳定锶元素的存在会
影响重量回收率的测定。因此,当怀疑样品中含有稳定锶元素时,应采用合适的方法测定锶的浓度,并修正回收率。
<a=k"'0 4.2锶必须同能被β计数仪测到的干扰同位素的元素分离。
HNV"'p; 4.3 在8moL/L的硝酸介质下,Sr树脂可有效去除
140Ba、
40K和其他基体干扰元素。但是在此介质下, Pu
4+、Np
4+、Ce
4+、Ru
4+这些干扰离子不能被有效去除。如果有必要,这些离子可以通过增加一步用大约4倍柱体积的硝酸(3moL/L)-草酸(0.05moL/L)混合溶液淋洗加以去除。
**Q
K}j[D 5. 仪器 U=ie|
3 5.1 β探测器-气体正比计数器、液体闪烁计数器或契仑科夫(Cerenkov)计数器
2_;3B4GDF 5.2
柱支架:Eichrom货号AC-103 1ogh8% 5.3 柱上贮液器:250mL-1L
#'Lt_Yf! 5.4
柱上贮液器:25mL Eichrom货号AC-120 .\b# 0w 5.5 计数盘:φ50.8mm,深6.4mm,杯状平底圆片
}&Jml%F4uR 5.6 通风橱
k{j (Gb2sp 5.7 γ脉冲高度
分析器:仅用于测定
85Sr示踪剂
i3 n0W1~ 5.8 红外灯
=o+))R4 5.9
电热板 6s|4'! 5.10 离子交换柱-直径1-1.5cm,10mL树脂容量
OA3* "d* 5.11 液闪测量瓶
|lhVk\X 5.12 塑料瓶-1L
{^VvL'n 5.13 容量瓶-1L
pC'GKk 8 6. 试剂
9@."Y>1G 6.1
阳离子交换树脂:Eichrom货号C8-B500-M-H,H型,100-200目。 }{Ncww!iN 6.2 乙醇-USP,100%
?E?dg#yk 6.3 闪烁液(LSC计数使用)
d8? }69:h 6.4 浓硝酸(15.7mol/L,ρ= 1.42g/mL)
. 787+J? 6.5 硝酸溶液(3mol/L):取191mL浓硝酸(6.4)加到800mL水中,用水稀释至1L。
8U07]=B
t< 6.6硝酸(3mol/L)-草酸(0.05moL/L)混合溶液:取191mL浓硝酸(6.4)、6.3g二水合草酸加到800mL水中,再用水稀释至1L。
<|s9@;(I 6.7硝酸溶液(0.05mol/L):取3.2mL浓硝酸(6.4)加到900mL水中,用水稀释至1L。
\Om<
FH} 6.8硝酸溶液(0.1mol/L):取6.2mL浓硝酸(6.4)加到900mL水中,用水稀释至1L。
MT,LO<. 6.9硝酸溶液(8mol/L):取510mL浓硝酸(6.4)加到400mL水中,用水稀释至1L。
`V@{#+X 6.10
锶树脂-预装柱:0.7g树脂;或用小粒度(50-100μm)的树脂(Eichrom货号:SR-B25-A)装入合适的柱中。可以使用预装系统,请参考VBS01,Eichrom’s 真空操作箱系统(VBS)的安装和操作说明书。
:o}Ju}t 6.11
85Sr示踪剂或
标准 ;K:)R_H 6.12 锶载体(5mg/mL,重量分析): 称取12.1g硝酸锶溶于水后,定容至1L。
Nkt(1?:-' 7. 程序(步骤) zA&lJD$0 7.1 水样沉淀
FLO#!G 7.1.1如果样品量大于1L,蒸发浓缩至样品体积为1L左右。
Z@=1-l 7.1.2 使用标准量筒(或等量)量取样品体积,转入合适的塑料瓶或容量瓶中。
adh=Kp e!w 7.1.3 使用浓硝酸酸化样品至pH=2。
#N%xr'H 7.1.4 向每个样品中加入1mL锶载体(用于重量法计算回收率)或
85Sr示踪剂(用于γ计数法计算回收率)
FyX\S=
7.2 阳离子交换法富集水中锶
>tnQuFKg] 注1:备选方案,蒸干生成(当难溶的硫酸钙不形成时)可用碳酸钙沉淀法富集锶。
nVV>;e[ 7.2.1 制备一系列
阳离子交换柱(Eichrom订货号C8-B500-M-N,100-200目,10mL)。 `:!mPNW# 7.2.2 将阳离子交换柱和大体积贮液器(250mL-1L)放在交换柱支架上。
NAR
W3\ 7.2.3 每一个柱子下面放一个合适的容器。
>4`("# 7.2.4 用20mL0.1mol/L的硝酸平衡柱子。
pb1/HhRR^n 7.2.5 分别把样品加入到对应的柱子上(可以流干)。
n=l>d#}$%T 7.2.6 用25mL0.1mol/L的硝酸淋洗柱子。
6lOT5C eJ" 7.2.7弃去收集的流出液。
>&3M
#s(w 7.2.8 将作好标记150mL的烧杯放在对应的柱子下面。
|oPCmsO3R{ 7.2.9 加入50mL8mol/L的硝酸解吸锶。
QN
n\wz_) 7.2.10把烧杯放在通风橱中的电热板上加热蒸干。
#4iSQ$0 7.3 锶树脂柱制备
G vMhgG=D 7.3.1 将对应锶特效树脂柱放在支架上。
H)z}6[` 7.3.2 每一个柱子下放一个烧杯。
=V~pQbZ 7.3.3 去掉柱子底部塞子,使柱子流干。(留着塞子待钇(Y)生长时使用)
ekC
1wN
l 7.3.4 将柱上贮液器接到柱子上。
<y[LdB/a 7.3.5 移取5mL8mol/L的硝酸加到每一个柱子上,流干。
4{4VC"fa 7.4 锶特效柱分离
EYWRTh 7.4.1用10mL8mol/L的硝酸溶解7.2.10步的残渣。
`&y Qtj#
' 7.4.2 将溶液直接或用塑料吸管转移到相应的锶特效树脂柱上,流干。
Ug(;\*yg 7.4.3 用5mL8mol/L硝酸清洗每一个管子、烧杯,并把溶液转移到相应的树脂柱上,流干。
MYNNeO 7.4.4 如果可能存在Pu
4+、Np
4+、Ce
4+,加5mL硝酸(3moL/L)-草酸(0.05moL/L)混合溶液淋洗柱子,流干。
ou8V7 注2:硝酸(3moL/L)-草酸(0.05moL/L)混合溶液可以去吸附在Sr树脂上的Pu
4+、Np
4+、Ce
4+,如果确信这些干扰离子不存在,可以跳过这一步。
i2.g}pM.A 7.4.5 往每一个柱子上加5mL8mol/L硝酸,让这些淋洗液通过每一个柱子,流干。
_v=S4A#tF 注3:这部分额外的8mol/L硝酸清洗液可以去除残留的草酸,并且确保完全去除可能有的K
+和Ba
2+。
ZAATV+Z 7.4.6 记录每一个柱子淋洗液最后流干的时间作为钇(Y)的开始生长时间。
RHO| g0 7.4.7 每一个柱子下面放置一个作好标记的塑料瓶。
%vF,wQC 7.4.8 每一个柱子上加入10mL 0.05mol/L的硝酸解吸锶,流干。
@6["A'h 7.4.9 确保制备好了7.5中刻度标准,执行7.6或7.7测量样品。
Q]h.{nN#PK 7.4.10 每个柱子加5mL 0.05mol/L的硝酸,立即盖上柱子顶帽,并把柱子放在
安全的地方(在Y生长过程中保持柱子的湿润状态)。在步骤7.9中还要使用柱子。
hHA!.u4& 7.5 制备纯的
90Sr和
90Y用作刻度测量源。
h
@kq>no 7.5.1 取一定体积的
90Sr标准溶液(和
90Y平衡)于烧杯中,加入1mL锶载体,蒸干。
mYUR(*[ 7.5.2 用5mL8mol/L的硝酸溶解上述残渣。
Ow"e3]}Mt 7.5.3 在柱子下面放置一个烧杯。
,|}}Ml 7.5.4 用5mL 8mol/L的硝酸平衡柱子,流干。
9-/u _$ 7.5.5 在柱子下面放置一个干净的烧杯。
-s3q(SH 7.5.6 将溶液直接或用塑料吸管转移到柱子中,流干。
PEr &|H2 7.5.7 用5mL8mol/L 的硝酸清洗烧杯和塑料吸管,转移到柱中,流干。
&xWej2a! 7.5.8 重复7.5.7。
AAXlBY6Y- 7.5.9 移取5mL8mol/L的硝酸淋洗柱柱子,流干。
#lfW0?Y' 7.5.10 用10mL0.05mol/L的硝酸解吸
90Sr。
@fQvAok 7.5.11 将7.5.10所得溶液制成合适的
90Sr刻度标准(如蒸干到盘子上等)
^7Rc\ 7.5.12 将上柱和淋洗流出液制备成合适
90Y刻度标准。
Q 2>o+G 7.6气体正比计数方法:
nYnBWDnV 注4:气体正比计数提供的探测下限比液闪测量和契仑科夫计数测量低。
uXo uN$& 7.6.1 每个样品对应一个测量盘,测量盘使用前用酒精纸巾擦拭干净,晾干。
Xaw ~Hh) 7.6.2 用分析天平称盘重并记录
质量。
Xqy9D ZIn 7.6.3 把测量盘放在通风橱中的红外灯下面的电热板上。
z*)kK 7.6.4 依次移取3mL7.4.8步骤的流出液于测量盘中浓缩。
K=Z.<f 7.6.5 每次可以蒸至近干。
G3o `\4p 7.6.6 用2mL0.05mol/L的硝酸清洗盛放流出液的容器,并将清洗液转入测量盘。
O+?vQ$z 7.6.7 在所有溶液蒸干后,将测量盘冷却。
]
T<#bNK\1 7.6.8 重新称量测量盘重,记录质量。
v,kvLjqt 7.6.9 每个样品计数足够长时间,以达到理想的计数统计和最小
检测浓度。
DB+oCE<.# 7.6.10 所有的锶测完后,在
90Y生长期间把测量盘(圆片)放在安全的地方。
P]O=K 7.7 契仑科夫计数方法
&3OV|ly] 注5:鉴于契仑科夫计数本底较高本部分给出的探测限较差。但是,这种方法速度快,并且不存在
89Sr对
90Sr的干扰。据报道当
89Sr/
90Sr比值较高时,使用气体正比计数器会有较大的偏差。在此情况下用契仑科夫计数方法给出的结果较为可信。
)b1X6w[ 7.7.1 把7.4.8步骤的流出液转入契仑科夫测量杯(瓶)
&`,Y/Cbw 7.7.2每个样品计数足够长时间,以达到理想的计数统计和最小检测浓度。
vY7
@1_" 7.7.3 在样品测量前、后测量空白杯。
=Qf{
7.8
85Sr示踪剂的γ计数测量方法
dQz#&&s-
7.8.1 在测完样品的β活度后,用γ脉冲高度分析仪测量样品盘中或流出液中的
85Sr计数强度。
<kk!ns I 7.8.2每个样品计数足够长时间,以达到理想的计数统计(典型RSD<5%)。
: H:Se 7.9 生长后的
90Y分离
gLRDd~H 注6:若确定不存在
89Sr,可以单纯测量
90Sr。然而,如果存在
89Sr时就必须通过本步骤分离出
90Y,通过测量
90Y来确定
90Sr的含量。
8 C9ny} 7.9.1 接7.4.10步,取5mL 0.05mol/L的硝酸加到每个柱子上,流干后,再用5mL 8mol/L的硝酸淋洗、平衡原来分离锶的柱子。
LIrebz 注7:0.05mol/L的硝酸可以去除可能吸附在树脂上的
210Pb生成的子体
210Bi。
^^lx Ot 7.9.2 在每个柱子下面放置一个干净的烧杯。
1=,y+Xpw 7.9.3 待
90Y生长大约1周后,加5mL浓硝酸于锶洗脱液(契仑科夫测量部分)或用8mol/L的硝酸15mL重新溶解蒸干的锶残渣(气体正比计数器部分)。将溶液上到锶特效树脂柱中,流干。
l|{[vZpT 注8:溶解可以按照下述步骤操作:把测量圆片放在干净、干燥的150mL烧杯中。用5mL8mol/L的硝酸温热、轻摇溶解残渣。用小镊子取出测量圆片,用5mL额外的8mol/L的硝酸清洗圆片上可能的残渣到烧杯中。仍有残渣时温热溶解。
|fW_9={1kQ 7.9.4 用5mL8mol/L的硝酸清洗烧杯,转入相应的锶特效树脂柱中,流干。
r6R@"1/ 7.9.5 记录最后淋洗完成的时间作为Y生长终止时间。
+KD7Di91<K 7.9.6 按照不同的测量方法(7.6或7.7部分)制备
90Y测量溶液,假定Y的回收率为100%。
^ g|VZN 8. 计算 IibYG F 8.1 根据加入的稳定的锶载体或
85Sr示踪剂计算锶的回收率:
Yufj
y=! 8.1.1 根据
85Sr示踪剂计算回收率
TVx
`&C+ 式中:
b$%Kv( C
s——测量
85Sr示踪剂的计数率,cpm
U4^c{KWS B
s——本底计数率,cpm
AS@(]T#R E
s——
85Sr探测效率
{wsJ1v8! A
s——
85Sr示踪剂活度,dpm
9Li*L&B) 8.1.2 根据Sr载体重量法计算回收率:
1:<(Q2X% 式中:
)\ceanS R
w——残渣加盘总质量,mg
Ie!&FQe2