环境水样中痕量铀、钚的ICP-MS测定技术研究

建立了环境水中铀、钚的ICP-MS测量方法。分别采集河水、水库水、自来水三种水样各100 L以分析239Pu含量。分析流程为共沉淀—阴离子交换分离纯化—ICP-MS测量,仪器检出限为0.06 ng.L-1。通过标准拟合曲线,用内标法定量,结果表明,河水和自来水中的钚含量低于检出限,水库水中钚的含量为10~14 g/L。将三种水样直接过滤后用ICP-MS测量铀含量,测量结果为0.5~1μg/L。     

激光荧光法直接测定土壤岩石矿物生物等样品中的铀

研究了利用J-22改进型抗干扰(铀)荧光试剂(以下简称J-22),激光荧光法直接测定土壤、岩石、矿物、化探、生物灰等样品中铀的方法。详细讨论了外来离子影响,稀释效应的规律及校正内滤效应的方法。配制了0.25％NaOH-10％J-22混合溶液,使被测样品溶液不用预调酸度,即可直接测量,大大简化操作手续,减少了铀的污染和损失。通过变换仪器的灵敏度(400～200),就能把装在测量皿中3000ng以下的铀检测出来,提高了痕量铀分析的准确度,扩大了测铀量程。方法简便、快速、精确,适应各种含铀样品,检出限低于0.05μgU/g。对0.95、84.8、669、7240μgU/g的岩石、矿物标准参考样品分析的相对标准偏差≤±5％。     

酸度-光谱双线性数据矩阵秩消失因子分析法定量分析混合物中的铀

为探究不经分离直接定量分析含有钍、镧等元素混合物中的铀,以偶氮胂Ⅲ为显色剂,建立了酸度-光谱双线性数据矩阵秩消失因子分析法。结果表明,当pH=0.3～4.8,λ为600～680 nm时,方法的检出限为0.085 mg/L;当混合物中铀的质量浓度为1.19～4.76 mg/L时,相对标准偏差为1.5%～4.2%。用该方法对实际样品进行了测定,加标回收率为97.5%～103.4%。     

ICP-MS法测定铀化合物中的5个杂质元素

建立了电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定铀化合物中的锰、镍、铜、铝和镁等5个杂质元素的方法。将样品和铀化合物标准物质消解后,通过配置一系列不同铀含量的工作曲线,将标准溶液和样品中铀含量控制在相同水平,采用基体匹配法测量各杂质元素的含量。该方法的检出限为0.008 ng·mL~(-1)～0.038 ng·mL~(-1)。通过实验可知溶液中铀浓度控制在100μg·mL~(-1)以下时,铀标准物质可以得到准确的结果。通过此方法测量了比对样品中锰、镍、铜、铝和镁的结果,含量范围为2.11μg·g~(-1)～84μg·g~(-1)U。     

凹凸棒石与硫酸亚铁协同吸附铀

通过静态吸附实验,研究了pH值、吸附时间、铀初始质量浓度、吸附剂用量等因素对凹凸棒石及凹凸棒石与硫酸亚铁协同吸附铀的影响,从热力学和动力学方面对吸附过程进行了分析,并通过红外光谱（IR）和扫描电镜（SEM）探讨了其吸附机理。结果表明,当温度为25 ℃、pH值为5.0、凹凸棒石投加量为15 g/L、铀初始质量浓度为100 mg/L、吸附反应30 min时,凹凸棒石对UO²⁺₂的吸附率达89.5%,饱和吸附量可达40.8 mg/g以上;加硫酸亚铁后,凹凸棒石和硫酸亚铁协同吸附铀的效果大幅提高,在25 ℃、pH值为6.5、凹凸棒石用量20 g/L、FeSO₄用量1 g/L、铀初始质量浓度为100 mg/L、吸附时间30 min时,凹凸棒石和硫酸亚铁协同对UO²⁺₂的吸附率达99.9%以上,经处理的含铀废水能达国标排放。凹凸棒石对UO²⁺₂的吸附遵循Langmuir吸附等温线;凹凸棒石及其协同体系对UO²⁺₂的吸附动力学模型符合准二级动力学方程。凹凸棒石吸附铀前后的红外光谱表明,凹凸棒石主要是通过羟基、胺基等基团与铀络合进行吸附的。     

TEVA树脂分离-ICP-MS测量钍基体中微量铀

针对233 U提取工艺1AW钍基体中微量铀(m(Th)/m(U)=105)的分析,以TEVA树脂萃取色谱为主要分离纯化手段,以ICP-MS为测量手段,建立了一个简便快速的分析方法。上柱时模拟料液的体积为1mL、酸度为2.5mol/L,铀的洗脱液为12mL硝酸(2mol/L),方法对1AW模拟样品中铀的回收率为97.1%~100.0%,sr=1.1%(n=5)。该方法能够有效地将钍基体去除,从而实现微量铀的准确测量。     

共沉淀薄样-X射线荧光法分析痕量铀

本工作研究了Fe-二乙基二硫代氨基甲酸钠（DDTC）共沉淀富集-X射线荧光光谱法测定痕量铀。在0.01 mol/L硝酸介质中,使用500μg Fe和10%（质量分数）的DDTC将铀沉淀转移到滤纸片上制成薄样,采用X射线荧光法测量,以银靶散射线作内标校正基体效应和仪器的漂移等,在0.1~2.0 mg/L铀溶液范围内线性良好,线性相关系数为0.9994。铀的检出限为0.04 mg/L,比溶液法X射线荧光分析的检出限降低约一个数量级。     

萃取色层分离ICP-AES测定医用同位素生产堆(MIPR)燃料纯化试验样品

阐述了用电感藕合等离子体发射光谱(ICP-AES)测定医用同位素生产堆(MIPR)燃料纯化试验中产生的各类样品的分析方法,研究了磷酸三丁脂(TBP)萃淋树脂分离含铀样品中大量基体铀的分离条件.结果表明,用TBP萃淋树脂分离含铀样品中大量基体铀的分离条件是:待分离样品的体系为3mol/L的HNO3,淋洗液为3mol/L HNO3和0.2mol/L H2C2O4混合溶液.添加元素Ce、Ru、Se、Sm、Sr、Zr分离回收率在93%～106%之间.     

传统铀水冶工艺对稀土元素分布模式的影响及其在核法证中的应用

从生产过程的角度研究了稀土元素分布模式在核法证溯源中的适用性。通过跟踪调查某传统铀水冶厂从铀矿石到重铀酸钠的生产过程,在低本底(<0.512 ng/mL)、低检出限(<0.007 5 ng/mL)的实验条件下,对铀矿石、澄清浸出液、萃余液和重铀酸钠样品进行了前处理后,采用TRU树脂分离稀土元素、电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)测定稀土元素的含量,并绘制了稀土元素分布模式图。结果表明,上述4种样品整体上都是轻稀土富集,Eu亏损明显,稀土元素分布总体呈右倾斜深谷状。这说明经历了传统铀水冶工艺的铀材料仍会基本保留铀矿石的稀土特征,稀土元素分布模式有助于查明铀材料的来源和历史。     

过氯乙烯滤膜采样测定空气和废气中铀的分析方法研究

利用微波消解-ICP-MS法,针对过氯乙烯滤膜采集空气和废气中铀含量的分析,建立了过氯乙烯滤膜微波消解体系。结果表明,优选硝酸作为消解酸溶液,消解程序优化后,本方法铀加标回收率在98.4%～102.0%之间,检出限为2×10^-3 ng/m³(按采样体积10 m³、定容体积50 mL计),检出限的放射性活度浓度为6×10^-8 Bq/m³(以天然铀计)。应用该方法分析实际空气样品中铀含量,相对标准偏差为3.18%。该方法前处理时间短,结果可靠,能够实现空气和废气样品中铀含量的快速、稳定、高效、准确的分析测试。     

硝酸介质中铀矿冶设备表面放射性污染的规律

为了掌握铀矿冶生产实践中常用设备材质经放射性污染后表面活度的变化规律，研究了不锈钢、有机玻璃、橡胶3种材质经不同浓度的硝酸铀酰溶液连续浸泡26 d后，样品表面活度、表面形貌及铀的存在形式等变化特征。结果表明：在26 d内，当铀溶液质量浓度为10.22 mg/L时，3种材质表面活度随浸泡时间增加变化不显著，当溶液铀质量浓度分别为563.58 mg/L、25.54 g/L时，各材质表面活度值均随浸泡时间增加逐渐增大。此外，3种材质表面活度从大到小依次是橡胶>不锈钢>有机玻璃。样品表面活度的增加主要是由于样品被腐蚀，导致铀在样品表面的附着沉积引起，并且表面的铀主要以UO₂(NO₃)₂•6H₂O及少量UO₃的形式存在。     

硝酸介质中铀矿冶设备表面放射性污染的规律

为了掌握铀矿冶生产实践中常用设备材质经放射性污染后表面活度的变化规律，研究了不锈钢、有机玻璃、橡胶3种材质经不同浓度的硝酸铀酰溶液连续浸泡26 d后，样品表面活度、表面形貌及铀的存在形式等变化特征。结果表明：在26 d内，当铀溶液质量浓度为10.22 mg/L时，3种材质表面活度随浸泡时间增加变化不显著，当溶液铀质量浓度分别为563.58 mg/L、25.54 g/L时，各材质表面活度值均随浸泡时间增加逐渐增大。此外，3种材质表面活度从大到小依次是橡胶>不锈钢>有机玻璃。样品表面活度的增加主要是由于样品被腐蚀，导致铀在样品表面的附着沉积引起，并且表面的铀主要以UO₂(NO₃)₂•6H₂O及少量UO₃的形式存在。     

TRPO—PVF2萃取色层分离,5—Br—PADAP光度法测定金属样品中微量铀

本文对 TRPO(三烷基混合氮膦)-PVF_2(聚偏氟乙烯)萃取色层分离,5-Br-P ADAP光度测定微量铀的方法进行了较系统的研究;并应用此方法分析了铀污染的钢铁、铝、铜、镍等金属物件中的微量铀。该方法操作简单,快速,能去除大量基体金属离子的干扰。该方法的最小检测限为1μgU/g 金属样品。精密度为±5％,铀的回收率大于95％,可满足金属样品中微量铀的分析要求。     

阳离子交换树脂分离石墨炉平台技术测定含铀地质样品中镓和铟

研究了003×7阳离子交换树脂分离富集镓和铟的条件;对石墨炉平台技术测定镓和铟的最佳条件作了选择;确定了以镍为测定镓的基体改进剂,钒为测定铟的基体改进剂。在pH值为0.5～7的介质中,树脂能定量吸附镓和铟,用3mol/L硝酸解吸后,加基体改进剂,用石墨炉平台技术测定,经国家一级地质标样验证,结果准确可靠,镓和铟的特征质量分别为1.92×10~(-11)g和1.45×10~(-11)g,检出限为1.52ng/ml和0.976ng/ml。     

铀尾矿渗滤液中铀在地下水中的迁移模拟

选择某铀尾矿库作为研究对象,采集尾矿坝中的铀尾矿样品、含水层砂土样品及隔水层粘土样品,研究U在关键地层土壤样品上的等温吸附规律及降雨条件下U的浸出过程,得到U在关键地层的吸附迁移参数及源项释放规律,并运用FEFLOW6.2软件建立铀尾矿评价区地下水三维模型,模拟U的迁移行为及浓度分布。实验结果表明U在砂土与粘土上的吸附符合线性等温吸附模型,分配系数K_d分别为20.41 L/kg、45.92 L/kg;实验周期内酸雨淋浸与去离子水淋浸条件下U浸出平衡浓度分别为0.83 mg/L、0.79 mg/L,浸出率分别为46.07%、20.92%。模拟结果表明经过30年的迁移,U污染晕峰值浓度为0.595 mg/L,峰值浓度迁移距离为36.44 m;经过50年的迁移,U污染晕峰值浓度为0.440 mg/L,峰值浓度迁移距离为42.93 m。     

双波长比色低浓铀自动分析器

一、前言在核工业生产中,为了控制工艺过程,经常需要监测工艺尾弃液或排放废水中的低浓铀(0.05—5mg/L)。到目前为止,采用激光萤光法的铀分析器虽然已能监测低至十亿分之几(ppb)数量级的痕量铀,但更低浓度的测量尚未见到。本仪器是一种用于过程控制的湿法化学自动分析器,能在生产线上自动监测0.03—30mg/L的低浓铀,对一些实际的样品体系进行测量,取得了较好的结果,现已由苏州光学仪器厂生产。     

功能化炭基磁性介孔材料的制备及其对铀的吸附性能

以介孔氧化硅SBA-15为模板,通过纳米浇筑法在模板孔道中引入不同质量的铁源和炭源作为前驱物,经过原位聚合反应,再使用[3-(三甲氧基硅烷)丙基]脲(UPTS)和氨丙基三乙氧基硅烷(APS)有机试剂对其表面进行后嫁接改性,得到介孔结构规整有序的功能化炭基磁性介孔材料(FCMMC)。并通过红外光谱(FT-IR)、N2吸附-脱附分别表征了FCMMC的结构。考察了溶液pH值、铀初始浓度、吸附剂用量和吸附时间等因素对FCMMC吸附铀的影响。结果表明:炭基和铁基均被负载在介孔氧化硅基体上,FCMMC具有较高的比表面积和较窄的孔径分布。FCMMC吸附铀的最佳条件为:pH=6.0、铀初始浓度25mg/L、FCMMC用量40mg、吸附时间1.0h。对吸附动力学模型和吸附等温模型进行了分析,FCMMC对铀的吸附动力学过程符合准二级动力学模型,吸附等温线符合Langmuir等温线模型,最大理论吸附量为128.69mg/g。同时,使用3种不同的解吸剂对FCMMC解吸再生8次后,其对铀的吸附率均在80%以上,说明FCMMC具有良好的再生性能。     

电感耦合等离子体质谱法测定铀铌混合氧化物中的钐、铕、钆、镝

建立了应用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)测定铀铌混合氧化物中痕量的稀土元素(Sm、Eu、Gd、Dy)的方法。这四种稀土元素在核燃料中的含量在10-7 g/g以下,但热中子截面很大,准确测定其在核燃料中的含量对于核燃料的研究至关重要。样品经HNO3-HF快速溶解后,应用CL-TBP萃淋树脂分离U基体,以115In作为测定内标校正基体干扰和仪器漂移,标准模式下应用ICP-MS定量测定淋洗液中Sm、Eu、Gd和Dy,半定量分析基体U。四种稀土元素的质量浓度为0.01~1.00μg/L,线性关系良好,线性相关系数(r)均大于0.999,检出限为0.001~0.002μg/L。对于添加0.2μg/L的稀土元素,稀土元素的回收率为84.3%~97.3%,相对标准偏差(sr)为5.3%~8.7%(n=6),能够满足实际样品测定需要。     

LⅢ吸收边法测定台架实验中的铀

采用自制的L_Ⅲ吸收边分析装置,建立了测量20～200 g/L铀浓度的分析方法。通过实验确定了测量中铀的L_Ⅲ吸收边左拟合区间为1 659～1 856道,右拟合区间为2063～2280道,铀的L_Ⅲ吸收边为1995道。9 mol/L以下的硝酸、10 g/L以下的Al以及10 g/L以下的Fe对铀测量无显著影响。在铀的工作曲线范围内,其测量精密度均优于0.5%,稳定性好。利用本装置测量铀回收处理台架实验中的部分样品,取得了满意结果。     

滴定法测定铀

当取100—250mg铀作测定时,NBL(新布鲁斯威克实验所)滴定铀的方法,得到合适的精密度和准确度。但是,经常要分析铀浓度为1—2mg/ml的样品。用NBL基本方法样品体积限制在15ml,而用它测定10mg铀的可靠性,还是不知道。虽然此种样品能用“50ml步骤”分析,或者将此种样品蒸发浓缩后(当可以采用蒸发办法时采用),再用基本方法分析。但仍值得探讨准确分析此种浓度样品溶液所必须的条件。