高分辨电感耦合等离子体质谱法测量230Th/232Th比值及校正方法

快速可靠的230Th/232Th比值测定方法在230Th定年法中非常重要。实验室在前期工作基础上,建立了高分辨电感耦合等离子体质谱法(HR-ICP-MS)测定天然样品中230Th/232Th比值的方法。影响230Th/232Th比值精确测定的主要因素是测量过程中强峰拖尾效应和仪器的质量歧视等。238U在236U处的强峰拖尾系数236U/238U可用于230Th/232Th比值的强峰拖尾校正,通过测量不同230Th/232Th比值的标准溶液可获得仪器测量230Th/232Th比值的质量歧视校正因子。采取四酸密闭消解法对砂岩样品进行消解,用Bio-rad AG 1×8 Cl-型阴离子交换树脂对钍进行分离,进一步纯化后稀释到一定体积在HR-ICPMS上进行测量。采用空白-标准-空白样品的测量模式对230Th/232Th比值进行测量。实验室标样的测量结果为(7.29±0.34)×10-6,与参考值(7.33±0.17)×10-6一致。     

萃取色层法测定UF_6中裂变产物总β和总γ放射性

文章研究了在含F~-和NO_3~-的溶液中,~(95)Zr,~(95)Nb,~(106)Ru,~(144)Ce,~(234)Th和U在CL-TBP柱上的淋洗行为。选择了~(95)Zr,~(95)Nb,~(106)Ru及~(144)Ce等主要裂变产物与~(234)Th及U分离的条件。建立了对UF_6样品中裂变产物的总β和总γ放射性的测定方法。对于总β放射性为天然铀β放射性7.8%的样品,标准偏差为±3.5%;对总γ放射性为天然铀γ放时性17%的样品,标准偏差为±3.1%。     

湖南省土壤中天然放射性核素含量调查研究

本文报道湖南省土壤中天然放射性核素含量的调查结果。布点方法与环境陆地γ辐射剂量率调查相同,全省共布25×25km 网格点309个,土类加密点5个,特殊加密点7个,共采集土壤样品321个。土壤样品中天然放射性核素含量的测定采用放化分析方法。调查结果表明,湖南省土壤中~(23(?))U、~(232)Th、~(226)Ra 和~(40)K 含量按样品数的加权均值分别为48.05、54.82、59.36和447.75Bq/kg。零陵地区土壤中~(238)U、~(232)Th 和~(226)Ra 含量最高,郴州地区次之,湘西自治州地区居三。湖南省6类主要土壤中~(40)含量较为接近,而红壤中~(238)U、~(232)Th 和~(226)Ra 含量较高。     

三种铝样品中^232Th和^238U的含量

本文介绍了用HPGe反康普顿γ谱仪分析三种铝样品(L4R,Lr11CR,Cz)中天然放射性核素~(232)Th和~(233)U含量的结果,其中~(233)U的含量为0.8—0.52Bq/kg,~(232)Th的含量为2.3—6.8Bq/kg。     

武汉市空气中~(238)U、~(226)Ra、~(232)Th放射性浓度估算

本文报道武汉市空气中~(238)U、~(226)Ra、~(232)Th 放射性浓度的估算结果。空气中~(238)U、~(226)Ra、~(232)Th 的放射性浓度是根据地面空气中铀、镭、钍的主要天然来源是土壤粒子的再悬浮的假定,通过调查测量武汉市土壤中天然放射性核素含量和空气中含尘量,经计算后确定的。我们于1984年4—10月在武汉地区采集了60个土壤样品,调查测量了土壤中天然放射性核素含量,并根据在1981—1985年间采集的7346个空气粉尘样品测得的空气中含尘量,估算出武汉市空气中~(238)U、~(226)Ra 和~(232)Th 放射性浓度的五年平均值分别为24.0、18.9和28.7nBq/L。五年中以1983年的平均值最高,分别为30.4、23.9和36.2nBq/L。以1984和1985年的数据为例,空气中~(238)U、(226)Ra、~(232)Th 放射性浓度呈明显的季节性变化,两年中均以冬季为最高,夏季最低。在武汉市六个城区中,空气中~(238)U、~(226)Ra、~(232)Th 的放射性浓度,以青山区最高,武昌区最低。     

电感耦合等离子体质谱法测定单晶铜中痕量放射性核素钍和铀的含量

Panda X-Ⅲ实验位于中国锦屏极深地下实验室,将利用高压136Xe气体时间投影探测器进行无中微子双贝塔衰变事件的寻找。建造高灵敏度的大型探测器需要挑选放射性极低的高纯材料以对本底进行严格的控制。本工作应用电感耦合等离子体质谱(Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry,ICP-MS)法测定纯度极高的单晶铜中痕量钍和铀的含量。在样品消解前加入~(230)Th和~(235)U分别作为标记核素,样品经过8 mol·L-1 HNO_3消解后,依次通过TEVA和UTEVA树脂柱,实现待测核素~(232)Th、~(238)U与基体元素Cu的分离。利用同位素稀释法-ICP-MS测定~(232)Th和~(238)U的含量。通过空白样品实验测量,~(232)Th的检出限是0.036 pg(232Th)·g~(-1)(0.15μBq(232Th)·kg~(-1)),238U的检出限是0.070 pg(238U)·g~(-1)(0.86μBq(238U)·kg~(-1));单晶铜样品中232Th及238U的检出限分别是0.21 pg(~(232)Th)·g~(-1)(0.85μBq(232Th)·kg~(-1))和0.45 pg(238U)·g~(-1)(5.56μBq(238U)·kg~(-1))。该方法可为探测器建造过程中的材料选取工作提供技术支持。     

高灵敏高效液相色谱法测定地质样品中的U和Th

本文开发了一种新的高效液相色谱(HPLC)法,并应用于地质材料中U和Th含量的测定。首先用HF-HClO_4和HCl浸提液在螺旋盖Savillex烧杯中酸消解岩石样品,然后Th和U用定量的两步离子交换法从地质基体中分离出来,最后采用HPLC进行元素测定。Th和U在反相交换柱上用梯度淋洗,10min即互相分离,而且剩余基体元素以α-羟基异丁酸(HIBA)络合物形式与Th和U分离。在与偶氮胂Ⅲ在线后置柱反应之后,Th和U的测定是用可见分光光度测定法完成的。Th和U的检测限分别约为30×10~(-12)和100x10~(12)(或约0.75×10~(-9)和约2.5×10~(-9),用100mg岩石样品)。 HPLC技术已应用于评价分析特性的9种国际参考样品和3种性能良好的管理样品分析。分析样品中Th和U的浓度范围为<10×10~(-9)～>10×10~(-6),HPLC数据与火花源质谱、电感耦合等离子体(ICP)和同位素稀释热电离质谱分折的数值完全吻合。对Th和U含量分别高于50×10~(-9)和5×10~(-9)的测量,方法精密度在1σ置信水平时分别好于±2％和±5％。     

北京市土壤中天然放射性核素含量调查研究

本文报道北京市土壤中天然放射性核素含量的调查方法和结果。基本与环境陆地γ辐射剂量率调查同位布点,全市共分析土壤样品157个,其中10 km×10 km 网格点土样122个,城镇加密点35个。测量~(226)Ra、~(232)Th、~(40)K 采用γ谱方法,~(238)U 采用放化分析方法。调查结果表明,北京市土壤中天然放射性核素含量按面积和点加权均值分别为:~(238)U,19.4和19.8 Bq·kg~(-1);~(226)Ra,21.4和22.6Bq·kg~(-1);~(232)Th,34.1和34.6 Bq·kg~(-1);~(40)K,662.3和649.9 Bq·kg~(-1)。     

广西壮族自治区土壤中天然放射性核素含量调查研究

本文报道广西壮族自治区土壤中天然放射性核素含量调查的主要结果。基本与环境陆地γ辐射剂量率调查同位布点,全自治区共采集土壤样品383个,其中包括25 km×25 km 网格点样品360个,土壤类型加密点21个,特殊点2个。测量采用γ能谱法。调查结果表明,广西壮族自治区土壤(干样)中天然放射性核素~(238)U、~(226)Ra、~(232)Th、~(40)K 含量按面积加权平均值(±单次测量标准差)分别为:53.0(±32.7)、53.1(±35.2)、69.1(±34.6)和332.2(±234.4)Bq/kg。调查中发现“花山-姑婆山”一带土壤中天然放射性核素含量显著偏高,其土壤中~(238)U、~(226)Ra、~(232)Th、~(40)K 含量分别为170、184、211、766Bq/kg。     

河北省土壤中天然放射性核素含量调查研究

本文报道河北省土壤中天然放射性核素含量调查的方法与结果。基本与环境陆地γ辐射剂量率调查同位布点,全省共采集土壤样品382个,其中25 km×25 km 网格点土壤样品285个。测量采用γ能谱法。调查结果表明,河北省土壤中天然放射性核素含量按面积和按网格点加权的平均值分别为:~(238)U,30.2和30.4 Bq/kg;~(226)Ra,26.9和27.1 Bq/kg;~(232)Th,40.7和41.1 Bq/kg;~(40)K,612.4和613.5 Bq/kg。阜平县“计马石”附近土壤中~(232)Th 含量为247.4B q/kg,明显偏高。     

阴离子交换树脂分离-容量法测定UF_6水解液中微量Cl

提供一个测定UF_6中微量Cl的简便方法。UF_6水解后直接进行阴离子交换分离,0.5MNaNOUF_3-0.01N NHO_3解吸,在80%C_2H_5OH中以Hg~(2 )滴定Cl~-。经分离,Al、Br,Cr,Fe,Mg,Mo,P,Ti,Zr等,以及与Cl~-同时洗下来的大量U都不干扰。样品分析精度优于10%,样品重加回收为90—110%。     

ThO2反应堆辐照后的核素分离与分析

在高通量堆(High Flux Engineering Test Reactor,HFETR)内辐照了ThO2样品,利用三氟甲烷磺酸(Trifluoromethanesulfonic Acid,TFMS)将辐照后的ThO2样品溶解,对辐照产生的233Pa和95Zr、103Ru、137Cs等裂片核素进行了分析,获得各核素相对于Th的产额;利用磷酸三丁酯(Tributyl Phosphate,TBP)萃淋树脂对铀/钍进行了分离,并用电感耦合等离子体质谱(Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry,ICP-MS)γ谱仪对辐照生成的U含量进行了测算。在热中子注量1.32×1020n·cm-2(快/热中子比约2.8∶1)条件下,7.1 mg辐照后的二氧化钍中233U含量为8.01μg(产额为0.128%,U/Th),232U含量为1.21×10-4μg,232U/233U为1.51×10-5。     

应用中子活化分析技术测定铀和钍放射性同位素的α能谱内标法

开发了一种用~(238)U和~(232)Th作为内标的α能谱测定环境样品中铀和钍放射性同位素的新方法。应用中子活化分析技术精确地测定样品中的~(238)U和~(232)Th。将其他部分样品全部溶解,采用阴离子交换法分离铀和钍,制备为α能谱测定的电镀薄(低强度)源。从已知的~(238)U和~(232)Th质量浓度,求得它们的活度浓度,之后据α能谱,从U(~(234)U、~(236)U、~(238)U)和Th(~(228)Th、~(230)Th、~(232)Th)放射性同位素的比值中,获得同位素的绝对活度浓度。该方法的优点是对放射化学分离的化学回收率和α能谱仪的计数率都没有特殊要求。应用内标可以不需要外加昂贵的、经校准的放射性同位素指示剂(如~(232)U和~(229)Th)。用一些已检定的环境参考样试验了这种新方法,并且同外加放射性同位素指示剂的传统方法进行了比较。其优点是同标准方法相结合可获得一组独立的数据,用于质量控制。     

利用φ200×100mmNaI(T1)探头做大样品γ谱分析

本文介绍了利用全身计数器的φ200×100mmNaI(T1)探头进行的放射性样品γ谱分析。测量了煤、土壤、建材等多种样品,并对300g土壤样品中天然放射性核素~(238)U、~(232)Th、~(226)Ra及~(40)K的分析结果与用Ge(Li)谱仪的抽样结果进行了比较。表明~(238)U有93％样品在相对误差40％以内符合,对~(232)Th、~(226)Ra及~(40)K分别有87％、63％、100％的样品在相对误差20％以内符合。     

意大利陶瓷工业原料和最终产物的放射性

由于意大利陶瓷工业中使用的锆矿物(锆石和斜锆石)内存在有~(238)U、~(232)Th和~(40)K,因而对生产的瓷砖和废渣中的天然放射性进行了测量。测量是用γ能谱测量法进行的,该方法采用与一台多道分析仪相连接的高纯锗(HPGe)探测器。矿物样品中测得的~(238)U和~(232)Th的平均浓度(分别为>3000和>500Bq·kg~(-1))高于地壳浓度的1或2个数量级。瓷砖和废渣的比活度则比锆矿物的低得多,而瓷砖中的~(238)U和~(232)Th浓度(分别为50～79和52～66Bq·kg~(-1))又低于其他建筑材料。废渣中的~(238)U浓度(116～193Bq·kg~(-1))比地壳的平均值高4～6倍。这些结果是根据意大利现有法规检测的。     

高通量堆中辐照二氧化钍中~(233)U、~(232)U和裂变产物的积累与热中子积分通量及中子能谱的关系

本文研究了在高通量堆中辐照二氧化钍中~(233)U,~(232)U和裂变产物的积累与热中子积分通量及中子能谱的关系。热中子积分通量约从l×10~20到2×10~21中子/cm~2;快热中子比分别为3/1,2/1,1/1和l/2。所得结果揭示了~(233)U产额、~(232)U/~(233)U比及裂变产物积累随不同的中子能谱和热中子积分通量的变化规律。     

包头地区土壤中天然放射性核素含量调查

本文报告包头地区土壤中天然放射性核素含量调查结果。本次调查共采集土壤样品151个,样品测定采用γ能谱法。结果表明:包头地区(除包钢地区和白云鄂博矿区之外)98个土壤样品~(238)U的平均含量为25.9Bq/kg(波动范围12.9—83.9Bq/kg);~(232)Th 为37.8Bq/kg(20.3—97.9Bq/kg);~(236)Ra 为25.1Bq/kg(13.1—83.6Bq/kg);~(40)K 为522.4Bg/kg(83.9—1526Bq/kg)。包钢地区和白云鄂博矿区土壤中~(232)Th 含量较高;其余地区土壤中放射性核素含量均为正常水平。     

运河水系底质泥中~(226)Ra、~(232)Th、~(40)K 和~(137)Cs 含量的测定

通过对河水、底质泥、悬浮物以及生物样品中放射性核素含量的分析测量,可以了解水系放射性的主要来源以及放射性物质在环境介质中的迁移规律。1984年我们在长江水系放射性水平调查中,分别于1月份(枯水期)和7、8月份(丰水期)对运河水系8个站位的底质泥取样分析,用 Ge(Li)γ谱仪测定了底质泥中~(226)Ra (~(238)U)、~(232)Th、~(40)K 和~(137)Cs 含量,其中~(238)U 含量是按~(238)U-~(226)Ra 达放射性平衡推算的。     

α内闪法测定镭

拟定了一种新的α测量方法,它相似于体积等于零的闪烁室测量,样品与闪烁物质的组成又与β液闪法类似。实际上是放射性核素被载带后均匀掺入大量的ZnS(Ag)并密封后测量。可选择不同载体用于各种α核素的测量,在规定的条件下,4π探测效率都是95±1％。当用于镭的测量,可以快速测定铀矿石加工样品中~(226)Ra的含量,批量样品(液体、每批6个)测定周期约6h。也可以测定生物、水、土壤等环境样品中~(226)Ra和~(224)Ra的含量,测定周期约4～6d,比射气法缩短1/2以上,探测限～1.5×10~(-4)Bq。     

α内闪法测定镭

拟定了一种新的α测量方法,它相似于体积等于零的闪烁室测量,样品与闪烁物质的组成又与β液闪法类似。实际上是放射性核素被载带后均匀掺入大量的ZnS(Ag)并密封后测量。可选择不同载体用于各种α核素的测量,在规定的条件下,4π探测效率都是95±1％。当用于镭的测量,可以快速测定铀矿石加工样品中~(226)Ra的含量,批量样品(液体、每批6个)测定周期约6h。也可以测定生物、水、土壤等环境样品中~(226)Ra和~(224)Ra的含量,测定周期约4～6d,比射气法缩短1/2以上。探测限～1.5×10~(-4)Bq。