环境土壤样品微波消解及钚的ICP-MS测量

钚是环境放射性污染调查和核事故应急监测重点关注的污染核素,土壤样品中钚的定量分析包括样品消解、化学分离和仪器测量等3个步骤。为缩短样品消解时间、提高化学分离效率,对土壤样品微波消解和钚的阴离子交换分离进行了研究,建立了微波消解-阴离子交换分离-电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）测量 同位素稀释法定量分析污染土壤样品中²³⁹Pu的流程。以6 mol/L盐酸为浸取试剂,在浸取液体积与土壤质量之比为4∶1~5∶1 mL/g时,5 g土壤样品中²³⁹Pu的加标回收率大于99%。以氢氟酸、硝酸和盐酸的混酸为消解试剂,在氢氟酸浓度为13.2 mol/L时,1 g土壤样品中²³⁹Pu的加标回收率大于94%。用所建流程测得的IAEA-375土壤标准样品中²³⁹Pu的含量与参考值无显著差异,该流程对1 g土壤样品中²³⁹Pu的检出限为84 mBq/kg。     

二氧化铀芯块中微量Mn、Cr、Ni、Mo、Th的测定方法改进

硝酸溶解二氧化铀芯块,采用TBP树脂连续分离Mn、Cr、Ni、Mo、Th五种元素,等离子体发射光谱(ICP-OES)法测定Mn、Cr、Th,石墨炉原子吸收(GAAS)法测定Ni、Mo。结果表明:3mol/L硝酸介质中,U、Th被TBP树脂吸附,Mn、Cr、Ni、Mo 4种元素直接进入接收液(A),继续用6 mol/L盐酸平衡柱子,弃去8mL死体积后,此时Th淋洗进入接收液(B)。接收液为高酸基体,元素浓度低,故将接收液蒸至近干,稀酸溶解测定。采用标准物质(GBW04242)对该方法进行验证,测定值均在标准值的置信区间内。     

90Sr在SuperLig®620固相萃取颗粒上的吸附性能研究

为了建立SuperLig^®620分离水中⁹⁰Sr的方法,研究了接触时间、硝酸酸度、柠檬酸铵浓度、干扰核素等对⁹⁰Sr在SuperLig^®620固相萃取颗粒上分配系数K_d的影响。在0.1 mol/L HNO₃介质中,接触时间大于30 min时,K_d大于1 000 mL/g。在c(H⁺)＞1 mmol/L时,SuperLig^®620不吸附¹³⁷Cs、²³⁹Pu、⁹⁰Y,但可吸附¹³³Ba。通过调节解吸时柠檬酸铵的浓度,可排除¹³³Ba对⁹⁰Sr分离的干扰。研究了SuperLig^®620色层柱分离水中⁹⁰Sr的方法,将样品调节至0.1 mol/L HNO₃上柱,首先用10V_c（柱体积V_c＝0.1 mL）0.1 mol/L HNO₃洗涤杂质,然后依次用9V_c 0.1 mol/L柠檬酸铵、13V_c 1.8 mol/L柠檬酸铵解吸⁹⁰Sr、¹³³Ba。该流程对⁹⁰Sr的回收率大于99%,对主要干扰核素的去污因子大于3×10³,适用于环境水中⁹⁰Sr的分析。     

用聚酰胺树脂从~(99)Mo中提取~(99)Tc~m

固相分离材料是色层法从低比活度~(99)Mo料液中分离医用同位素~(99)Tc~m的关键。采用静态吸附和动态吸附淋洗实验,研究了聚酰胺树脂从~(99)Mo中吸附分离其衰变子体~(99)Tc~m的工艺,评价了其性能。结果表明:在NaOH浓度为3mol/L的钼酸钠溶液中,聚酰胺树脂能够在10s内选择性地吸附高锝酸根离子,并具有3.85mg/g的饱和吸附容量。2.0g装柱量的聚酰胺色层柱的漏穿体积约为70 mL,可用25 mL 3 mol/L NaOH溶液洗涤柱上残留的钼酸根离子,最后20mL水即可将吸附在聚酰胺色层柱上的锝淋洗下来。本研究为开发基于色层法的全自动~(99)Mo/~(99)Tc~m发生器装置提供了一种新型钼锝固相分离材料,其提取锝的淋洗效率为98%,洗脱液中钼的残留为0.6mg/L。     

热电离质谱直接测定铀氧化物中氧同位素

本文研究了热电离质谱（TIMS)直接测量粉末状铀氧化物中氧同位素的方法,涉及主要测量条件包括环境中氧、样品带材料、样品颗粒大小和测量方式等对测量结果的影响。对仪器的相关测量参数进行了优化,并建立了TIMS直接测量粉末状铀氧化物中¹⁸O、¹⁶O原子个数比的方法。对TIMS法与经典测量氧同位素的氧化法的测量结果进行了比较,两者的相对偏差为0.2%。TIMS法的¹⁸O、¹⁶O原子个数比测量精度优于0.28%。     

食品中微量~(99)Tc的分析方法研究

正针对食品样品中微量~(99) Tc的分析,建立了一种高效、定量分离~(99) Tc,并能有效除去电感耦合等离子体质谱测量过程中干扰~(99) Tc的钼、钌元素的方法。该方法采用聚乙二醇-4000涂覆的C18-U柱分离锝、钼和钌,用2mol/L碳酸钠溶液体系上柱后,用2mol/L碳酸钠溶液去除Mo和Ru,使用去离子水洗脱吸附在柱上的Tc。C18-U柱上Mo、Ru、Tc的淋洗曲线示于图1。该方法对~(99) Tc的平均回收率接近100%,钼的去污因子为1.3×10~4,钌的去污因子为6.2×10~3,极大地减少了钼、钌对     

冠醚萃取色层法分离环境水样品中90Sr

为改进环境水样品⁹⁰Sr的分离方法,在冠醚萃取法基础上将冠醚萃取液涂在硅藻土支撑体上,研究了冠醚浓度、载体量、洗脱液体积等参数对Sr元素分离的影响,建立了环境水样品中⁹⁰Sr冠醚萃取色层法。实验表明,冠醚浓度、载体量及洗脱液体积参数优化结果分别为0.89mol/L、100mg和200mL,参数优化后,该方法首次使用时对环境水样品Sr的化学回收率达90%以上,满足环境水样品低水平⁹⁰Sr常规分离分析需要。     

用活性碳纤维从~(99)Mo中提取~(99)Tc~m

使用色层法从有载体~(99)Mo料液中提取医用同位素~(99)Tc~m是应对当前裂变~(99)Mo供应危机的新途径。本研究采用静态吸附实验和动态吸附淋洗实验,研究了利用活性碳纤维从~(99)Mo中吸附分离其衰变子体~(99)Tc~m的工艺和性能。结果表明:活性碳纤维可以在3mol/L NaOH体系的钼酸钠溶液中选择性吸附高锝酸根离子,静态吸附平衡时间约500s,吸附过程符合准二级动力学模型,饱和吸附容量为32.47mg/g。在动态吸附淋洗实验中,1.0g装柱量的活性碳纤维色层柱的漏穿体积为70mL,使用40mL水即可将活性碳纤维色层柱上吸附的锝淋洗下来。本实验结果表明,不使用有机溶剂即能用活性碳纤维色层柱完成钼和锝分离,锝的淋洗效率为98%,洗脱液中钼的残留为3.5mg/L。     

GasBench Ⅱ-IRMS测定微量碳酸盐中碳氧同位素比值方法研究

采用Delta V Advantage 质谱仪与GasBench Ⅱ在线制样装置,分别用12 mL和3.7 mL的样品瓶,对不同质量（5~50 μg）的碳酸盐标准样品（IAEA-CO-1）进行碳氧同位素组成测定。测试结果表明,当取样量小于40 μg,且用12 mL样品瓶进行酸化测试时,δ¹³C和δ¹⁸O测量结果的内部标准偏差一半以上大于0.1‰,不能满足测试要求。当改用3.7 mL样品瓶,样品取样量在15～50 μg时,δ¹³C的内部标准偏差为0.01‰~0.07‰,δ¹⁸O的内部标准偏差为0.01‰~0.08‰,满足测试要求。所以,当样品量较少时,GasBench Ⅱ在线制样装置可以通过改用3.7 mL样品瓶,实现对低至15 μg微量碳酸盐样品的碳氧同位素精确测量。同时,碳酸盐样品的质量与峰面积具有很好的线性关系（R²＞0.993 2）,表明该方法也可用于样品中碳酸盐含量的测定。     

Al2O3色层法从低浓铀靶件中分离99Mo条件研究

在裂变⁹⁹Mo的生产工艺中,常用Al₂O₃色层法分离纯化⁹⁹Mo。为建立Al₂O₃色层法从低浓铀(LEU)靶件中分离裂变⁹⁹Mo的工艺,考察吸附时间、温度、酸度、预处理方式等对Al₂O₃吸附Mo效果的影响。研究采用Al₂O₃色层法从不同浓度HNO₃溶液中分离Mo。测定Al₂O₃色层法对Al和主要杂质元素Sr、Ru、Zr、Te、Cs、I的去污系数。研究结果表明,在0.05~0.1 mol/L HNO₃介质中Al₂O₃对Mo有出色的吸附性能,Mo吸附率在99%以上,在NH₄OH溶液中Al₂O₃不吸附Mo。经500 ℃活化3 h预处理得到的Al₂O₃-C具有更大的比表面积,且在HNO₃浓度大于0.1 mol/L时相比于150 ℃活化3 h预处理得到的Al₂O₃-B以及未经高温预处理得到的Al₂O₃-A对于Mo有更好的吸附性能。采用该工艺,通过Al₂O₃色层法从模拟的LEU靶件溶液中提取Mo,Mo回收率大于90%,Al₂O₃色层法对裂变杂质元素Ru、Sr、Zr、Te、Cs等的去除率均大于99.99%,对¹³¹I的去除率大于92%。由此可见,Al₂O₃在HNO₃介质中对Mo的吸附率高,能够有效地去除⁹⁹Mo产品中的杂质核素,适用于从低浓铀靶件中分离裂变⁹⁹Mo。     

Alpha induced reactions on Sn: An experimental study of excitation functions and possible production pathways

In the frame of a systematic study of light ion induced threshold reactions on natural tin (Sn) excitation functions for alpha particles induced reactions are presented in a 12–38 MeV energy domain. Using a stacked foil activation method the following radioisotopes were identified: ¹¹⁶Te, ¹¹⁷Te, ¹¹⁸Te, ¹¹⁹Te, ¹²¹Te, ¹²³Te, ¹¹⁷Sb, ¹¹⁸Sb, ¹²⁰Sb, ¹²²Sb, ¹²⁴Sb, ¹²⁶Sb, ¹¹⁷Sn, ¹¹¹In. The experimental cross sections for these isotopes are presented for the first time in this energy range and a direct comparison with values calculated with the ALICE-IPPE code is discussed. Possible use of these data for production of some isotopes relevant in nuclear medicine is suggested.     

强碱性阴离子交换树脂用于90YCl3溶液金属杂质的纯化

从⁹⁰Sr/⁹⁰Y放射性衰变平衡体系中分离获得的90Y溶液具有无载体、金属杂质含量高等特点,需要进一步纯化才能应用于⁹⁰Y放射性药物的制备。本工作研究了AE4强碱性阴离子交换树脂在盐酸溶液中对Y³⁺、Fe³⁺、Al³⁺、Zn²⁺、Mg²⁺的吸附性能。结果表明：AE4树脂在盐酸溶液中不吸附Al³⁺、Zn²⁺、Mg²⁺;在3 mol/L以上的盐酸溶液中对Fe³⁺吸附性能较好;在7 mol/L以上的盐酸溶液中对Y³⁺的吸附性能较好。含有Y³⁺、Al³⁺、Zn²⁺、Mg²⁺等元素的混合溶液在3 mol/L HCl溶液通过AE4树脂柱后,Fe³⁺基本被全部吸附在树脂柱上;吸附余液调节盐酸浓度至7 mol/L,通过另一根AE4树脂柱,Y³⁺基本被吸附在树脂柱上。最后用0.01 mol/L HCl洗脱吸附在树脂柱上的Y³⁺,得到纯化后的YCl₃溶液。稳定核素和90Y示踪的研究结果表明,采用AE4树脂纯化⁹⁰YCl₃溶液的工艺可行,AE4树脂可用于90YCl3溶液中Fe、Al、Zn、Mg等主要杂质金属元素的去除。     

水合氧化锰用于90Y发生器的制备

为探讨水合氧化锰（HMD）用于制备色谱型⁹⁰Y发生器的可行性,研究了HMD在硝酸和盐酸溶液中对Sr和Y的吸附性能。结果表明,HMD在各浓度的盐酸和硝酸溶液中均不吸附Sr ;盐酸溶液和浓度高于1 mol/L的硝酸溶液中对Y的吸附性能都较差,但在0.001~0.1 mol/L硝酸溶液中对Y的吸附性能较好。因而在低酸度的硝酸溶液中可将Sr和Y进行分离。HMD色谱柱用于Sr和Y分离时最佳高径比为5∶1;溶液的硝酸浓度为0.1 mol/L时,Sr(NO₃)₂-Y(NO₃)₃-HNO₃混合溶液通过HMD色谱柱后,超过90%的Y吸附在色谱柱上,Sr仍然保留在溶液中;色谱柱经0.1 mol/L的硝酸溶液淋洗后,再用1 mol/L的硝酸溶液可以将Y从色谱柱上洗脱,得到纯化后的Y(NO₃)₃溶液。经HMD色谱柱分离纯化的Y溶液中Sr沾污量较低。因此,HMD有望用于90Y发生器的制备。     

钚及其裂变产物钯 、银 、镉 、锡 、锑 、锆的系统分离方法

描述了钚及其6种裂变产物钯、银、镉、锡、锑、锆的系统分离方法：在强碱性阴离子交换树脂柱上将盐酸介质的辐照靶溶解液中的这些元素分为5组,然后再针对各组目标元素进行分离和纯化,可简便快速地从同一份靶溶解液中分离以上7种元素。采用辐照铀靶对分离方法进行了验证,结果表明,分离流程对6种裂变产物的化学回收率均大于70%,对γ谱仪测量干扰的主要核素去污因子均大于1.0×10³,可满足²³⁹Pu裂变谷区核素裂变产额测量对化学分离的要求。     

钚及其裂变产物钯、银、镉、锡、锑、锆的系统分离方法

描述了钚及其6种裂变产物钯、银、镉、锡、锑、锆的系统分离方法：在强碱性阴离子交换树脂柱上将盐酸介质的辐照靶溶解液中的这些元素分为5组，然后再针对各组目标元素进行分离和纯化，可简便快速地从同一份靶溶解液中分离以上7种元素。采用辐照铀靶对分离方法进行了验证，结果表明，分离流程对6种裂变产物的化学回收率均大于70%，对γ谱仪测量干扰的主要核素去污因子均大于1.0×10³，可满足²³⁹Pu裂变谷区核素裂变产额测量对化学分离的要求。     

Measurements of the (n, np+d) activation cross sections with 13.4–14.9 MeV neutrons using a fusion neutronics source/JAERI

The activation cross sections for 20 (n, np+d) reactions were measured in the energy range between 13.4 and 14.9 MeV by the activation method. The mass-separated isotopes of ⁸⁷Sr, ^95,100Mo, ¹⁰⁴Ru, ¹⁰⁶Pd, ^113,116Cd, ^118,119,120Sn, ^123,128,130Te, ^184,186W, and ^189,190Os were irradiated. The 16 cross sections, excepting those for ¹¹⁸Sn, ¹²⁸Te and ^184,186W, were obtained for the first time. The d–T neutron source of the fusion neutronics source (FNS) at the Japan Atomic Energy Research Institute (JAERI) was used for irradiation. All cross section values were determined relative to that of the ²⁷Al (n, ) ²⁴Na reaction (ENDF/B-VI). To measure weakly induced activities, an efficiency calibration technique with a well-type HPGe detector was applied. The present results were compared with the comprehensive evaluated data in the JENDL-3.3, the JENDL-Activation File, the ENDF/B-VI and the FENDL/A-2.0. Most of the data in the JENDL-3.3 and the JENDL-Activation File were in good agreement with the present result. However, relative to our values, 13 of the 20 evaluated data in FENDL/A-2.0 were overestimated more than 2 times or underestimated by less than one tenth.     

国产碳-11多功能模块全自动化合成~(11)C-乙酸盐

采用国产碳-11多功能合成模块,研究全自动化合成11 C-乙酸盐的工艺流程。用0.1mL 1.5mol/L的溴化甲基镁在Loop环中与11 C-CO2反应生成中间体乙酰溴化镁,中间体由乙酸水解,再经纯化、洗脱、盐酸酸化,通入氮气除去未反应的11 C-CO2,以磷酸三钠中和后过无菌滤膜得11 C-乙酸盐注射液。总合成时间约为10min,校正放化产率为(58.5±6.7)%,放化纯度大于99%。使用气相色谱仪测得产品中有机溶剂丙酮和乙腈的残留浓度分别为(0.007±0.002)%和(0.005±0.002)%。整个合成过程实现全自动化,操作简单、灵活,合成产率和放化纯度较高,可以满足临床使用需求。     

水平衡法与高温转化法在矿泉水氢氧稳定同位素测定中的应用

为了鉴别不同品牌矿泉水标注水源地信息真伪,对11种不同品牌饮用水的氢氧稳定同位素(δD和δ18 O)进行测定。结果表明,水平衡法(GasBench-IRMS)和高温转化法(TC/EA-IRMS)的测定结果一致性较好,两种方法测定6种不同饮用水的δD和δ18 O的平均差异分别为(0.6±1.59)‰和(0.02±0.13)‰。水平衡法需要较长的制备和测定时间,但δD和δ18 O的测定精度明显优于高温转化法。11种饮用水δD和δ18 O变化范围较大,其δD和δ18 O受不同品牌饮用水的水源地降水影响形成明显的地域性。虽然无法区分矿泉水是否由其他类别饮用水伪造,但δD和δ18 O可以为特定区域(如高海拔与沿海地区)以及产地相近的矿泉水水源地鉴别提供依据。