環(huán)境樣品中131I的放化分析

1、環(huán)境樣品中131I的放化分析1. 目的分析環(huán)境樣品中131I的活度2. 適用范圍本方法適用于植物、動物甲狀腺、牛奶，以及核工業(yè)、同位素生產(chǎn)和應(yīng)用單位在正常和事故情況下環(huán)境水中131I的分析。3. 方法概要樣品經(jīng)前處理后，用CCl4萃取，水反萃，碘化銀沉淀制源，用低本底測量裝置或低本底譜儀測量131I的計數(shù)率。水樣、植物和動物甲狀腺全程化學(xué)回收率為70%80%，牛奶樣為64%±4%。對裂變核素90Sr-90Y, 106Ru-106Rh, 137Cs, 95Zr-95Nb, 141Ce-141Pr以及總裂變的去污系數(shù)均在104.4. 主要儀器、試劑和材料(1) 低本底計數(shù)裝置(2) 低本

2、底譜儀測量裝置(3) 玻璃交換柱(4) 玻璃攪拌槽(5) 高頻熱合機(6) 碘載體溶液 10.0mgI/ml，重量法標(biāo)定，稱量形式AgI。(7) CCl4(8) 次氯酸鈉溶液（安替福民），活性氯含量2.6%(9) 2mol/L氫氧化鈉-2mol/L氫氧化鉀混合液(3+2)(10) 陰離子交換樹脂，201×7或251×8，Cl型，4060目(11) 131I標(biāo)準(zhǔn)溶液。5. 實驗方法依據(jù)(1) 水樣吸附、解吸試驗 取5L水樣，加入20mg碘載體，131I示蹤水平6×104計數(shù)/s，攪勻后轉(zhuǎn)入離子交換柱，根據(jù)擬定的樹脂床高、水樣酸度、吸附速度進行吸附，然后將吸附碘的樹脂

3、轉(zhuǎn)入測量瓶中，在譜儀上測量其活度。選擇出最佳吸附條件：柱床高10cm，pH 6.57.0，流速100120ml/min。選擇最佳吸附添加進行解吸試驗，得到最佳解吸條件：60ml 2.6% NaClO，流速 15滴/min，溫度1020。(2) 牛奶吸附、解吸試驗 由于牛奶易堵樹脂柱，故選用攪拌吸附。樹脂用量為60ml，分兩次吸附，每次攪拌30min，吸附效率達97.7%±5%，解吸液為NaClO，用量30ml，分兩次解吸，第一次20ml，第二次10ml NaClO加10ml，每次攪拌20min。(3) 萃取條件試驗 100ml蒸餾水加入20mg碘載體，加CCl4，水相用HNO3調(diào)至不

4、同pH，萃取，測定化學(xué)回收率。結(jié)果表明，萃取酸度pH 1.03.0，萃取率相應(yīng)為99.2%95.5%；相比，有機相：水相為1.5：10和1.0：10，萃取2次，萃取率為96%97%。萃取時水相中硝酸和鹽酸羥胺之比為2：1，對水和牛奶是適宜的。用水反萃取，水相：有機相為1：1，選用5% NaHSO3溶液為還原劑，用量掌握在碘退色后再過量1滴，化學(xué)回收率100%±1%。(4) AgNO3用量的選擇 對20mg碘載體，用310ml 1%的AgNO3溶液沉淀，碘的化學(xué)回收率達100%(5) 放化回收率與化學(xué)回收率之比：對水樣 0.99，對植物樣 1.036. 實驗過程6.1 樣品前處理(1)

5、 水樣 10L澄清水樣，調(diào)節(jié)pH 6.57.0，加入20mg碘載體，以100120ml/min的流速通過離子交換柱，用水洗滌柱子，用60ml NaClO溶液解吸碘，流速為0.5ml/min。將解吸液轉(zhuǎn)入250ml分液漏斗。(2) 植物和動物甲狀腺 取250g植物樣(5.0g甲狀腺)，加入20mg碘載體(甲狀腺樣加10.0mg)。按1g樣品加入1ml 2mol/L NaOH-2mol/L KOH混合液，攪拌均勻。用電爐蒸干，放入450馬弗爐中灰化1h。冷卻，用H2O2潤濕灰樣，蒸干，再放入450馬弗爐灰化30min。若灰中含有炭粒，用H2O2重復(fù)處理至樣品灰呈灰白色?；覙愚D(zhuǎn)入100ml離心管，用

6、水浸取3次，每次30ml，離心，上清液轉(zhuǎn)入250ml分液漏斗。圖1.植物和動物甲狀腺樣品前處理過程(3) 牛奶 取4L牛奶加入20mg碘載體，攪拌10min，加入30ml離子交換樹脂，攪拌30min，靜置，轉(zhuǎn)入另一燒杯中，再加30ml樹脂，重復(fù)上述操作。合并兩次樹脂于150ml燒杯中，用水洗滌樹脂，向樹脂中加入40ml HNO3(1+1)，沸水加熱1h(間歇攪拌)。冷卻，棄去酸液，水洗一次，放置3h，將樹脂轉(zhuǎn)入攪拌槽中，加入20ml NaClO，攪拌20min解吸碘。解吸液轉(zhuǎn)入分液漏斗，在樹脂中加入10ml NaClO和10ml水，重復(fù)解吸。水洗2次，每次攪拌35min。合并洗滌液。圖2.牛奶

7、樣品前處理過程6.2 分析步驟(1) 向分液漏斗中加入20mlCCl4,水和牛奶樣加6ml 3mol/L鹽酸羥胺，植物和動物甲狀腺樣2ml 5mol/L NaNO2溶液，逐滴加入濃HNO3，調(diào)節(jié)pH 1.0，振蕩2min，分相，將有機相轉(zhuǎn)入100ml分液漏斗中，用15ml和5ml CCl4重復(fù)萃取兩次，合并有機相。(2) 用等體積水洗滌有機相，振蕩2min，有機相轉(zhuǎn)入另一分液漏斗，棄去水相。(3) 向有機相加入等體積水，搖動下逐滴加5% NaHSO3溶液，至溶液無色，再過量1滴，振蕩2min，靜置分相，棄去有機相，水相轉(zhuǎn)入燒杯。(4) 將燒杯置于電爐，加熱至微沸，除去CCl4并使HSO3-分解

8、，待溶液透明后，冷卻，加濃HNO3至金黃色，立即加入6ml 1%AgNO3溶液，攪拌，加熱至微沸，使沉淀凝聚。冷卻至室溫。(5) 過濾(濾紙重量已知)，分別用水和乙醇洗滌3次。110烘干15min，稱量，計算化學(xué)產(chǎn)額。(6) 用高頻熱合機密封沉淀于塑料薄膜中，用低本底測量裝置測量131I的計數(shù)率；用低本底譜儀測量樣品源的0.364MeV全能峰計數(shù)。圖3. 樣品源制作過程6.3 繪制自吸收曲線取0.1ml適當(dāng)活度的標(biāo)準(zhǔn)溶液滴在不銹鋼盤內(nèi)。加1滴1mol/L NaOH溶液，使其慢慢烘干，制成與樣品測定條件一致的薄源。在低本底測量裝置上測量，其放射性活度為I0.取6個100mL燒杯分別加入0.5，1

9、.0，1.5，2.0，2.5，3.0ml碘載體溶液，各加入0.1ml標(biāo)準(zhǔn)溶液，加入30ml水，攪拌，加入6ml 1% AgI溶液。加熱至微沸，冷卻至室溫，其后按分相步驟(5)(6)操作制作源。將薄源和制備的6個沉淀源，同時在低本底測量裝置上測定放射性活度。各源的放射性活度經(jīng)化學(xué)產(chǎn)額校正為I，以I0為標(biāo)準(zhǔn)，求出不同樣品厚度的碘化銀沉淀源I的自吸收系數(shù)E，然后，以自吸收系數(shù)為縱坐標(biāo)，以碘化銀沉淀源質(zhì)量厚度為橫坐標(biāo)，在方格坐標(biāo)繪制自吸收標(biāo)準(zhǔn)曲線。6.4 結(jié)果計算(1) 樣品中131I測量計算活度濃度式中，A樣品中131I的活度濃度/Bq·L-1或Bq·kg-1；N沉淀源的凈計數(shù)率

10、/s-1；M灰鮮比/g/kg；E探測效率/%；W灰樣質(zhì)量/g；Y化學(xué)回收率/%；e-t衰變校正因子。(2) 測量計算公式式中，V分析水樣體積/L；K0.364MeV全能峰的分支比。7. 分析注意事項(1) 131I的探測最低檢測限對水、植物、動物甲狀腺和牛奶分別為3.0×10-3Bq·L-1,1.7×10-1Bq·Kg-1, 6.0×10-3Bq·g-1和1.8×10-2Bq·L-1。測量的最低檢測限對水、植物和甲狀腺分別為4.0×10-3Bq·L-1，1.0×10-2Bq·Kg -1和8.0×10-3Bq·g-1.(2) NaClO在35將分解失效