水中氚的測定

1、水中氚的測定1 主題內(nèi)容與適用范圍本標準規(guī)定了分析水中氚的方法。本標準適用于測量環(huán)境水(江、河、湖水和井水等)中的氚，本方法的探測下限為0.5BqL。2 方法提要向含氚水樣中依次加高錳酸鉀，進行常壓蒸餾，堿式電解濃縮，二氧化碳中和，真空冷凝蒸餾。然后將一定量的蒸餾液與一定量的閃爍液混合，用低本底液體閃爍譜儀測量樣品的活性。3 試劑除非另有說明，分析時均使用符合國家標準的分析純試劑。3.1 高錳酸鉀，KMnO4。3.2 2,5-二苯基噁唑，OC(C6H5)NCHCC6H5，簡稱PPO，閃爍純。3.3 甲苯，C6H5CH3。3.4 1,4-雙-(5-苯基噁唑-2)苯，OC(C6H5)CHNC2C6

2、H4，簡稱POPOP，閃爍純。3.5 氫氧化鈉，NaOH。3.6 TritonX-100(曲吹通X-100)，C8H17(C6H4)(OCH2CH2)10OH。3.7 標準氚水，濃度和待測試樣盡量相當，誤差3。3.8 無氚水，含氚濃度低于0.1BqL的水。3.9 二氧化碳。3.10 液氮。4 儀器和設備4.1 低本底液體閃爍譜儀，計數(shù)效率大于15本底小于2cpm。4.2 分析天平，感量0.1mg，量程大于10g。4.3 蒸餾瓶，500mL。4.4 蛇形冷凝管，250cm。4.5 磨口塞玻璃瓶，500mL。4.6 容量瓶，1 000mL。4.7 樣品瓶，聚乙烯或聚四氟乙烯，或石英瓶，20mL。4

3、.8 電解槽，見附錄B(參考件)。4.9 真空冷凝蒸餾收集瓶，見附錄B(參考件)。4.10 井形電爐，見附錄B(參考件)。4.11 直流電源，電壓范圍090V，連續(xù)可調，電流060A。4.12 真空泵，10Lmin。4.13 濕度控制器，可調范圍0100。5 分析步驟5.1 蒸餾5.1.1 取300mL水樣，放入蒸餾瓶(4.3)中，然后向蒸餾瓶中加入1g高錳酸鉀(3.1)。蓋好磨口玻璃塞子，并裝好蛇形冷凝管(4.4)，待用。5.1.2 加熱蒸餾，將開始蒸出的幾毫升蒸餾液棄去，然后將蒸餾液收集于磨口塞玻璃瓶(4.5)中。密封保存。5.2 電解濃縮5.2.1 先要調節(jié)陽極位置，使電解后剩下的溶液體

4、積為8mL。5.2.2 將250mL蒸餾液(5.1.2)，放入電解槽(4.8)中，并加入2.5g氫氧化鈉(3.5)。5.2.3 將電解槽放入冷卻水箱，通自來水冷卻。然后連接線路，接通電源，并使起始電解電流為4050A。進行電解。5.2.4 電解結束后，向電解槽緩慢地通入二氧化碳20min。5.3 真空冷凝蒸餾5.3.1 把稱重過的收集瓶(4.9)，放入液氮中冷卻5min后，將其與放在井形電爐(4.10)中的電解槽連接。然后打開收集瓶上的閥門，抽真空，并同時對電解槽加熱，溫度控制在100以內(nèi)。冷凝蒸餾30min。5.3.2 再次稱重收集瓶，確定其蒸餾液凈重。5.4 制備試樣5.4.1 配制溶劑以

5、1份曲吹通X-100(3.6)與2.5份甲苯(3.3)的比例，配制適量溶劑，搖蕩混合均勻后放置待用。5.4.2 配制閃爍液，將6.00gPPO(3.2)和0.30gPOPOP(3.4)，放入1000mL容量瓶(4.6)中，用溶劑(5.4.1)溶解并稀釋至刻度。搖蕩混合均勻后放入暗箱保存。5.4.3 制備本底試樣將無氚水按5.1步驟進行蒸餾，取其蒸餾液6.00mL放入20mL聚乙烯樣品瓶中，再加入閃煉液(5.4.2)14.0mL，搖蕩混合均勻后密封保存。5.4.4 制備待測試樣取6.00mL蒸餾液(5.3.2)和14.0mL閃爍液(5.4.2)，放入20mL聚乙烯樣品瓶中，搖蕩混合均勻后密封保存

6、。5.4.5 制備標準試樣取6.00mL標準氚水(3.7)和14.0mL閃爍液(5.4.2)，放入到20mL聚乙烯樣品瓶中，搖蕩混合均勻后密封保存。6 測量把制備好的試樣包括本底試樣(5.4.3)，待測試樣(5.4.4)和標準試樣(5.4.5)，同時放入低本底液體閃爍譜儀的樣品室中，避光12h。6.1 儀器準備調試儀器使之達到正常工作狀態(tài)。6.2 測定本底計數(shù)率選定一確定的計數(shù)時間間隔進行計數(shù)。6.3測定儀器效率 選用一確定計數(shù)時間間隔，對標準試樣進行計數(shù)，求出標準試樣的計數(shù)率，然后用下式計算儀器的計數(shù)效率：式中：E儀器的計數(shù)效率，(計數(shù)分)(衰變分)； Nd標準試樣計數(shù)率，計數(shù)分； Nb本底

7、試樣計數(shù)率，計數(shù)分； D加入到標準試樣中氚的衰變數(shù)，衰變分。 6.4測量樣品 選用一確定的計數(shù)時間間隔，對待測樣品進行計數(shù)。7 分析結果的計算 計算水中氚的放射性濃度公式為式中：A水中氚的放射性濃度，BqL； V1電解濃縮前水樣的體積，mL； Vf電解濃縮后水樣的體積，mL； Vm測量時所用水樣的體積，mL； E儀器對氚的計數(shù)效率，(計數(shù)分)(衰變分)； Ng待測試樣的總計數(shù)率，計數(shù)分； K單位換算系數(shù)，6.00102(1衰變分)(BqmL)； Re電解濃縮回收率； Nb本底試樣的計數(shù)率，計數(shù)分。 注：用標準氚水，按電解濃縮步驟進行電解，然后進行制樣測量，用ReDfDi算出Re值，式中Df是電

8、解前水樣中氚的衰變數(shù)；Df是經(jīng)電解濃縮后水中氚的衰變數(shù)。 8 精密度 方法的重復性和再現(xiàn)性。水平值 (BqL)重復 性再現(xiàn) 性SR?SrR0.632.845.420.0620.310.330.170.870.930.240.560.700.681.581.97本方法在正常和正確操作情況下，由同一操作人員，在同一實驗室內(nèi)，使用同一儀器，并在短期內(nèi)，對相同試佯所作兩個單次測試，結果之間的差值超過重復性，平均來說20次中不多于1次。 本方法在正常和正確操作情況下，由兩名操作人員，在不同實驗室內(nèi)，對相同試樣所作兩個單次測試，結果之間差值，超過再現(xiàn)性，平均來說20次中不多于1次。 如果兩個單次測試結果之

9、間的差值超過了相應的重復性和再現(xiàn)性數(shù)值，則認為這兩個結果是可疑的。注：本精密度數(shù)據(jù)是在1987年和1988年由7個實驗室對3個水平的試樣所作的試驗中確定的。 9 誤差 分析結果的相對標準誤差由下式確定：式中：?m分析方法的相對標準偏差；Na待測試樣的凈計數(shù)率，計數(shù)分； Nb本底試樣的計數(shù)率，計數(shù)分； ts待測試樣的計數(shù)時間，min； tb本底試樣的計數(shù)時間，min； ?Re電解濃縮回收率的標準偏差； ?e儀器對氚的計數(shù)效率的標準偏差。 附錄A 正確使用標準的說明(參考件)A1 如果待測試樣中氚的濃度較高，或儀器的靈敏度足夠高，用儀器直接測量，能得到滿意的結果時，可以省去電解濃縮一步，樣品經(jīng)常壓

10、蒸餾，制樣后，直接用儀器測量即可。A2 電解濃縮時，應首先調節(jié)好陽極位置，正確的調節(jié)方法是，先在電解槽中，加入8mL含1(mV)氫氧化鈉溶液，然后將陽極插入電解槽中，邊上、下調節(jié)陽極位置，邊用萬用表測量陰陽極間的電阻，當獲得一個突然變小或變大的電阻值時，再仔細調節(jié)一下，在突然變化的那個位置上，用陽極上的兩個螺母，把陽極管固定在法蘭盤上，陽極位置便可調節(jié)好了。A3 電解濃縮時，如果采用比附錄B中的電解槽的陰極面積大或者小的陰極時，則電解的起始電流，可按陰極電流密度控制在0.10.2Acm2范圍值，計算出新采用的電解槽的起始電流范圍。A4 在操作過程中，例如制備試樣、蒸餾等每一可能引起樣品間交叉污

11、染的步驟中，要注意避免交叉污染。操作要按先低水平，后高水平順序進行等。A5 電解濃縮回收率Re與電解槽的電極材料，電解質，冷卻水溫度，電流密度，體積濃縮倍數(shù)以及電解方式等有關。采用減容電解方式(即本標準采用的方式)則Re(Vf/V4)1/?，式中的?是氚的電解分離系數(shù)。如果上述條件有任何一個發(fā)生了改變，則原來的見和?值不能再使用，這時應該用標準氚水，按電解步驟進行電解，重新確定新的參數(shù)Re和?值。如果只是冷卻水溫度發(fā)生了變化，可按每升高1，?降低1.3，對?進行修正，再由?算出Re，一般可以不必重作實驗。冷卻水溫度變化多少度，就該修正?和Re值，這要根據(jù)測量誤差的要求而定。A6 如果標準氚水比待測試樣中的氚放射性濃度高出幾個數(shù)量級，例如2.21106dpmg誤差3的標準氚水，應將標準氚水進行稀釋后，方可使用。稀釋方法是用分析天平(4.2)精確地稱取一定量標準氚水，一般是0.18左右，加入到一定容積(如1000mL的)容量瓶中，然后再用無氚