GB T 13071-1991 地质水样中234238U,230Th232Th放射性比值的测定方法.pdf

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1、疡8中华人民共和国国家标准GB/T 13071一91地质水样中234U/238U. 230Th/232Th放射性比值的测定方法Method of deternung the radioactive ratios of234U/238U,230b/232fb in geological water san咖es1991一07一15发布1992一06一01实施国家技术监督局发布了1主题内容与适用范围z引用标准:第一篇P150吸附树脂萃取色层分离法 (1)3方法提要4试剂5仪器设备6样品7分析步骤8分析结果的计算9精密度(1)(1)(2)(3)(3)(5)(5)第二篇CL-TBP苹淋树脂萃取色层分离

2、法 (6)方法提要试剂仪器设备样品分析步骤分析结果的计算精密度(6)(6)(6)(7)(7)(8(9)nIJ，叹口J口OtO，1，11月1弓.11.J中华人民共和国国家标准地质水样中34u/238u, 230Th/232Th放射性比值的测定方法GB/T 13071一91Method of determing the radioactive ratios of-U/038U. 27oTh/232Th in geological water samples1主题内容与适用范围本标准规定了Paso吸附树脂萃取色层分离法;CL-TBP萃淋树脂萃取色层分离法测定5升地质水样中23,U/34U， 23oT

3、h/232Th放射性比值的方法。本标准适用于5升地质水祥中23U户eU， 23oTh/uTh的测定。对于5升环境水样中211U/-U, MTh/232Th的测定，亦应参照使用。测定范围铀应大于1. 23 X 10- Bq/L牡应大于1. 23 X 10-3 Bq/L23oTh/232Th应不大于15.2弓1用标准GB 6379测试方法的精密度通过实验室问试验确定标准测试方法的重复性和再现性第一篇P330吸附树脂萃取色层分离法3方法提要取水徉5升，加入硝酸酸化后，加载体三氯化铁与氯化氨，用氨水调pH，使铀社富集呈氢氧化物沉淀沉淀用浓硝酸溶解，制备成的上柱溶液，通过Paso萃取色层柱后.与其他干扰

4、元素分离.使铀社纯化。用盐酸洗脱让，再用戒化钠洗脱铀用电沉积方法制备牡和铀的a源。分别在能谱仪上测量铀，让同位索的。能谱曲线.并求得其比值。4试剂除注明外均为分析纯试剂配制溶液用水为蒸馏水或去离子水。41、卜衡铀标准溶液取标准平衡原生铀矿，用王水(4.工6)加热溶解，蒸至近干，加硝酸(4. 7)用水溶解，并稀释至刻度，摇匀4.2平衡社标准溶液国家烤犬监督局1991一07一15批准1992一06一01实施GB/T 13071一91取硝酸社(己达放射性平衡)，用硝酸(4.补加热iir解脚水稀释至刻度，摇匀。4.3三氯化铁FeCl,6HiO 15% (m/na)4. 4草酸按(NH, ),C,0,H

5、,O 5%(.,/m).4.5抓化钱2y,( m/m),4. 6氨水密度0. 91 g/mL,4.7硝酸密度1. 42 glmL,4.8氢氟酸。4.9高氯酸密度1. 73 g/mLo4. 10 P,aa(甲基磷酸二甲庚脂)，4.11 200号溶剂煤油。4. 12 x-5吸附树脂(聚二乙烯苯60-80目)。4. 13无水乙醇密度0. 78 g/mL,4. 14盐酸密度l. 19 g/mL,4. 15盐酸3 mol/L,4. 16王水三份盐酸(4.14)一份硝酸(4. 7)混合(V/V),4. 17氟化钠0.2%(m/二)4. 18硝酸铝Al (NO,) z9H,0,4.19上柱液15%的硝酸(4

6、.7),15%的硝酸铝(4.18)混合液。4. 20洗涤液15%的硝酸(4.7),200酒石酸混合液。4.21色层往的制备4.21. 1 x-5吸附树脂的处理将树脂装人一支底部垫有玻璃纤维的大交换柱内.用无水乙醉(4.13)洗涤，以除去残存的制孔剂，一直洗至在承接的几滴流出液中加入一滴水后无浑浊出现为止，抽滤，取出后，放在红外灯下或烘箱内，控制温度在g0左右，烘至无乙醇气味为止。装入磨口瓶内备用。4. 21. 2 Psa煤油溶液(600o)取60 ML P-0. 10)用煤油(4.11)稀释至100 mL,4.21.3制备色层柱称取10g干树脂(4. 21. 1)放人150 ml,烧杯中，加入

7、25 mL P-煤油溶液(4. 21. 2)充分搅拌，在水浴上蒸至无煤油味后，将拌好的色层粉用上柱液(4. 19)浸泡4h以上，换用蒸馏水，以半浆糊状装人色层柱(5. 14)中，柱底垫以玻璃纤维，色层粉上部压以玻璃纤维，色层柱自滴流量为。. 8-.1. 0 mLJmin,新装的色层柱用15 mL上柱液(4.19),15 ml,盐酸(4. 15),8 ml,氟化钠(4. 17),20 mL水淋洗，依次反复淋洗2-3次，在使用之前用15 ML上柱液“.19)平衡备用。4.22铀、钦电沉积液的制备4.22.1铀电沉积液称取2g氯化按(4.5)和5g草酸按(4.4),溶解于100 mL水中，用盐酸(4

8、.14)调pH为6.4.22.2社电沉积液称取2g氯化钱(4. 5)和5g草酸钱(4.4),溶解于100 ml,水中，用盐酸(4. 14)调pH为2,5仪器设备5- 15.25.35.4z金硅面垒半导体探测器a探测真空室。真空泵:真空度小于13 Pa.电荷灵敏放大器。ce/T 13071一915.5线性放大器。5.6偏压电源:输出电压0-300 V。可调，稳定度不劣于土0.2 0c,5.7多道能谱仪不少于256道。5.82u Am ,铀或钦。标准源。5.9直流稳定电源。5.10铂电极。5. 11不锈钢圆片。5.12电沉积槽:体积20 cm，左右。5.飞3恒温水浴箱。5. 14色层柱。d7 mm

9、 X 70 mm,6样品取水样时，要使其尽量清澈，若有浑浊，应先过滤，然后立即加入硝酸(4.7)酸化至pHl-2,7分析步骤了.1水样预处理量取5升酸化后的水样，倒入5升烧杯中加热煮沸，加三氯化铁(4. 3) 3 mL及氯化按(4. 5)15 g，充分搅拌，然后缓缓地加入氨水(4. 6)，边加边搅拌，调节两至8-9，此时有沉淀析出，放置2小时以上，用虹吸管吸去上层清液。了.2铀、牡的分离将上述沉淀用2030 mL硝酸(4. 7)溶解于400 mL的烧杯中，蒸至5 mL左右，加硝酸(4. 7) 5 mL,氢氟酸(4.8)1 mL,蒸千冒尽白烟后，用15 mL上柱液(4.19)溶解盐类，加热煮沸后

10、，使其通过已用上柱液(4.19)平衡好的色层柱待流千后，用20 mL上柱液(4. 19)洗烧杯2-3次，用20 mL洗涤液(4-20)洗色层柱2-3次，使其铀牡纯化.然后用20 mL盐酸(4.15)洗脱牡;用10 mL氟化钠(4.17)洗脱铀，铀仕溶液分别承接于50 mL烧杯中，了.3电沉积制备a源7. 3. 1制备铀a源在分离纯化后的溶液中加人硝酸(4.7)1 mL，高氯酸(4. 9)0. 5 mL放在电炉上蒸至白烟冒尽，取下烧杯，稍冷却，加入盐酸(4. 14)1 mL,低温蒸千，取下烧杯，稍冷却，用10 mL铀电沉积液(4.22.1)溶解盐类，倒入电沉积槽(5.12)内，将电沉积槽移入水温

11、约为70的恒温水浴箱(5.13)中，接通电源(5.9),将电流调至1.211，此时，电沉积液的pH为6,当通电30 min左右，pH由6升到8，再由8降到2，此时加入三滴氨水(4-6)，再延续3-5 min后，切断电源，取出阴极片，用水冲洗后凉干，编好号，待测，了.3.2制备社a源在分离纯化后的社溶液中加入硝酸(4.7)1 mL,高氯酸(4.9)0.5 mL，放在电炉上蒸至白烟冒尽，取下烧杯，稍冷却，加入盐酸(4.14)1 mL，低温蒸干，取下烧杯.稍冷却，用10 mL牡电沉积液溶解盐类，倒入电沉积槽(5.12)内，将电沉积槽移入水温约为70的恒温水浴箱(5.13)中，接通电源(5. 9)将电

12、流调至1. 4 A,此时，电沉积液的pH为2，当通电拍min左右，pH由2升到8，再由8降到2，此时，加入三滴氨水(4.6)再延续3-5 min后，切断电源，取出阴极片，用水冲洗后凉干，编好号，待测。7.4测量7.4.1工作条件的选择测量能敏分辨率:将Am或铀，牡a源(5.8)放在。探测真空室(5_ 2)内，抽真空。测量a能谱曲线。按式(1)计算能量分辨率(R),GB/T 13071一91:(%)一譬X 100，(1)式中:E为能量最大或然值;AE为最大分布值之一半相应的能量宽度。能量分辨率应小于2%.b.确定探测器的工作电压:改变偏压电源(5.6)的电压，测出相应的能量分辨率。最佳能量分辨率

13、所对应的偏压为金硅面半导体探测器(5.1)的工作电压。c.改变线性放大器(5-5)的放大倍数，使谱的位置居于显示器的中间部位。7，42刻度仪器将一个放射性强度约为1 Bq的铀，牡a源或其他已知能量的a源，放在。探测真空9(5.2)内，抽真空，测量。能谱曲线，按表1各已知标准源的能量在能谱仪屏幕上出现的位置，即可标定出未知样品的能量及相应的核素.表铀，牡同位素的a射线能谱核素a粒子能量.keV强度，%zaeU:);-U:23勺、4 0123 953:-Th:;:7.4.3侧量效率将已知放射性强度的铀a源放在a探测真空室(5. 2)内.抽真空，测量13.U， .34U的a能谱，求出实测汁数与标准源

14、理论计数的百分比，即为探测效-61，按式(2)计算。探测效率(%)= 实测计数标准源理论计数X 100 .一(2)7.礴.4测量全流1本底按(7.1,7.2,7.3)规定的方法，制备不少于5个空白铀、牡a源，放在a探测真空室(5-2)内，抽真空后，N量全流程本底。测量时间应大于15h，取各样品计数的平均值作为全流程本底值。当更换试剂或探测器时.应重新测量全流程本底。7.4.5测量样品首先，根据所要求的相对误差;和样品计数率N，按式(3)计算出测量时间，:一INe3然后，将待测样品的铀(或牡)。源，放在a探测真空室(5.2)内，抽真空，按所确定的测量时间t,测GB/T 13071一91量n能谱曲

15、线，读取mxU， 2aiU， za2Th,aoTh的峰面积。8分析结果的计算将读取的峰面积扣除本底计数后.铀、牡同位素比值按式(4)和式(5)计算=234U/ 238U=,海(1士U)(4)=2aoTh/ 2a2Th=x/Y(1士。)(5)UnRT R式中:2a4U， zaaU， 2aoTh， -Th该同位素的峰面积;a-mu或MTh的峰面积Y-13.u或232Th的峰面积。相对标准偏差。一V警+(_6y 14式中:6= /丁6Y9精密度本方法精密度的试验按GB 6379的规定进行，共组织核工业北京地质研究院等6个实验室参加。铀、仕的水平数均为3。各实验室的重复数为60试验结果见表2。表2精密

16、度试验最终结果标准方法实验室数水平凡爪尸RPssoa.,4U/z.,aU61361.0240.1660.16662361.0060.1050.11263361.0050.1020. 102Psoz3oTh/23ITh51301. 9380. 3270. 39952309. 951. 1882. 564533031.523. 6717.270注:表中。测定次数;爪一一丸次测定结果的平均值;二重复性;R再现性GB/T 13071一91第二篇CL-TBP萃淋树脂萃取色层分离法10方法提要用氢氧化铁吸附水中铀和牡，用5mol/L硝酸溶解过滤，用CL-TBP萃淋树脂分离铀和牡，把铀和让分别电沉积在不锈钢

17、片上，用多道能谱仪测量。11试剂分析中所用试剂符合国家标准，所用水均为蒸馏水。.2名:4民匕，了:8内U月se，自0月叼，.月，.d月，.1111111111111111111111CL-TBP萃淋树脂，粒度60-120目。盐酸:6 mol/L,三氯化铁溶液:20 mg Fe+/mL盐酸介质。氨水:NH4OH浓度10%一15%(二/，)。精密试纸:PH.硝酸:5 mol/L,高氯酸。草酸按:0. 5 mot/L,氯化按:固体。氢氟酸。盐酸:2 mol/L,浓硝酸:密度1. 42 g/mL.铀标准溶液、牡标准溶液。氯化按溶液:。.1%(二/二)。11:15色层柱的制备:称取一定量的CL-TBP萃

18、淋树脂，在50o碳酸钠溶液中浸泡一小时，湿法上柱，用蒸馏水洗至中性，用5 mol/L硝酸平衡后使用。仪器设备1金硅面垒半导体探测器。Za探测真空室。3真空泵:真空度小于13 Pa.4电荷灵敏放大器。5线性放大器。6偏压电源:输出电压。-300 V。可调，稳定度不劣于士0.2%7多道能谱仪:不少于256道。8标准a源. Am、铀或仕。9直流稳定电源。10铂电极。11不锈钢圆片。12电沉积槽:体积20 cm左右。13恒温水浴箱。2念2.么么么么2.么么2.么2.么6，.一1一es月.闷.月.石月.，.月.，.，.GB/T 13071一9112-14色层柱:07 mmX70 mm,13样品取水样时，

19、要使其尽量清澈，若有浑浊，应先过滤，然后立即加入硝酸(11. 12)酸化至pH1-2,14分析步骤14. 1水样预处理将酸化后的5升水样加三氯化铁溶液(11. 3) 10 mL和氯化按(11. 9)10 g，加热至沸，取下，用氨水(11.4)调声9-10，沉淀放置1h以上，用虹吸管吸去上层清液，剩余部分用滤纸过滤，用。.1 0 ONH,CI(”9)洗烧杯一次，洗沉淀两次，将上述沉淀用滤纸包好，送室内进一步处理.14.2铀、牡分离用硝酸(11. 6 )溶解沉淀，再过滤，弃去残渣.溶液分两次上柱12.14),等试液全部流完后，用30 mL硝酸(11.6)分四次淋洗杂质，然后用12 mL盐酸(11.

20、2)洗脱社，收集在50 mL小烧杯中，再用12 mL水洗脱铀于另一50 mL的烧杯中.14.3电沉积制备铀、牡a源在分离后铀或牡溶液中加人三滴高氯酸(11.7)和三滴浓硝酸(11.12)，在电炉上蒸至近干，稍冷，加2 mL盐酸(11. 11),蒸至湿盐状，取下烧杯，加入10 mL草酸按(11. 8 )溶液，用氨水(11. 4)和稀盐酸(11. 11)调节pH(铀pH为5.6,仕pH为2-3)，将该溶液转入已装有不锈钢片的电沉积槽(12.12)中.播入铂电极(12. 10),调两极的距离为6 mm,将电沉积槽移入水温约为70的恒温水浴箱(12. 13)中，接通电源(.12. 9)，制备铀。源时，

21、调节电流强度为工.2A，制备牡。源时，调节电流强度为1. 4 A，通电30 min左右，测电沉积液的pH，当pH为2时，加入三滴氨水，继续电沉积3-5 min，取出不锈钢圆片，用水冲洗，凉干后，编好号待测。14.4测量14-4.1工作条件的选择测量能量分辨率:将Am或铀、牡a源放在a探测真空(5.2)内，抽真空。测量a能谱曲线按式(6)计算能量分辨率(R):“(%)一F X 100，一(6)式中:E为能量最大或然值;AE为最大分布值之一半相应的能量宽度。能量分辨率应小于2%.b.确定探测器的工作电压:改变偏压电源(12.6)的电压，测出相应的能量分辨率。最佳能量分辨率所对应的偏压为金硅面垒半导

22、体探测器(12.1)的工作电压。14. 4.2改变线性放大器(12.5)的放大倍数，使谱的位置居然于显示器的中间部位，刻度仪器将一个放射性强度约为1 Bq的铀、牡a源或其他已知能量的a源，放在a探测真空室(12.2)内，抽真空，测量a能谱曲线，按表3各已知标准源的能量在能谱仪屏幕上出现的位置，即可标定出未知样品的能量及相应的核素。GB/T 13071一91表3铀、牡同位素的a射线能谱核素a粒子能量,keV强度，%xvu4 1954 147;，:峭U:-.b;:;:xxoTn:;762314. 4.3测量效率将已知放射性强度的铀a源放在a探测真空室(12. 2)内，抽真空.测量+_a,U,2.U

23、的a能谱，求出实测计数与标准源理论计数的百分比，即为探测效率，按式(7)计算.探测效率=实测计数标准源理论计数X 100%(7)14. 4.4测量全流程本底按(14. 1,14.2,14.3)规定的方法，制备不少于5个空白铀、钦a源，放在a探测真空室(12.2)内.抽真空后，测量全流程本底。测量时间应大于15h，取各样品计数的平均值作为全流程本底值。当更换试剂或探测器时，应重新测量全流程本底。14-4.5测量样品首先，根据所要求的相对误差，和样品计数率N，按式(8)计算出测量时间t=刃#2二二”“.二二二“二二二”咬8然后，将待测样品的铀(或牡)。源，放在。探测真空室(12.2)内，抽真空，按

24、所确定的测举时问，测量a能谱曲线，读取238U， 234U， 232Th， 230Th的峰面积。15分析结果的计算RU=2s3U/ -U=x/y(1士a)(I)RTh二20Th/ -Th=z/y(1士a)(to式中:_. Vau,V.U. 33Th， -Th该同位素的峰面积;231 U或，0Th的峰面积;-U或zz2Th的峰面积;。相对标准偏差。GB/T 13071一91。一V(警)+(dyf式中;6z-.厂丁;勿了丁 e6y 16精密度本方法精密度的试验按GB 6379GB的规定进行，共组织核工业中南270所等6个实验室参加.铀、牡的水平数均为3，各实验室的重复数为60试验结果见表4,表4精密度试验最终结果方法实验室数水平呢川rRTBP -U/zuu61361.0310. 1740.23462361.0230.1380. 17763361.0090.1320. 144TBP M/znzTh6._1361.9210. 3930.41962369.7902.2702.327533031. 6492.2187.395注:表中几测定次数;m.次测定结果的平均值;，重复性;R再现性.附加说明:本标准由中华人民共和国地质矿产部提出。本标准由核工业北京地质研究院、核工业华东地质勘探局270研究所负责起草。本标准主要起草人汪菩、范梅英、罗文亭、熊润秀。