Thuộc tính
Nội dung
Tiếng Anh (English)
Văn bản gốc/PDF
Lược đồ
Liên quan hiệu lực
Liên quan nội dung
Thuộc tính
Tải về
Các bản dự thảo

Đang tải văn bản...

Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 10758-4:2016 về Đo hoạt độ phóng xạ trong môi trường - Đất - Phần 4: Đo các đồng vị

Số hiệu:	TCVN10758-4:2016	Loại văn bản:	Tiêu chuẩn Việt Nam
Nơi ban hành:	***	Người ký:	***
Ngày ban hành:	Năm 2016	Ngày hiệu lực:
ICS:	17.240, 13.080.01	Tình trạng:	Đã biết

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 10758-4:2016

ISO 18589-4:2009

ĐO HOẠT ĐỘ PHÓNG XẠ TRONG MÔI TRƯỜNG - ĐẤT - PHẦN 4: ĐO CÁC ĐỒNG VỊ PLUTONI (PLUTON 238 VÀ PLUTONI 239+240) BẰNG PHỔ ALPHA

Measurement of radioactivity in the environment - Soil - Part 4: Measurement of plutonium isotopes (plutonium 238 and plutonium 239 + 240) by alpha spectrometry

Lời nói đầu

TCVN 10758-4:2016 (ISO 18589-4:2009) hoàn toàn tương đương với ISO 18589-4:2009.

TCVN 10758-4:2016 (ISO 18589-4:2009) do Tiểu ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC85/SC2 Bảo vệ bức xạ biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

Bộ TCVN 10758 (ISO 18589) Đo hoạt độ phóng xạ trong môi trường - Đất gồm có các tiêu chuẩn sau:

...

Bạn phải đăng nhập hoặc đăng ký Thành Viên TVPL Pro để sử dụng được đầy đủ các tiện ích gia tăng liên quan đến nội dung TCVN.

Mọi chi tiết xin liên hệ: ĐT: (028) 3930 3279 DĐ: 0906 22 99 66

- TCVN 10758-2:2016 (ISO 18589-2:2015), Phần 2: Hướng dẫn lựa chọn chiến lược lấy mẫu, lấy mẫu và xử lý sơ bộ mẫu;

- TCVN 10758-3:2016 (ISO 18589-3:2015), Phần 3: Phương pháp thử các nhân phóng xạ phát gamma bằng đo phổ gamma;

- TCVN 10758-4:2016 (ISO 18589-4:2009), Phần 4: Đo các đồng vị plutoni (plutoni 238 và plutoni 239+240) bằng phổ alpha;

- TCVN 10758-5:2016 (ISO 18589-5:2009), Phần 5: Đo stronti 90;

- TCVN 10758-6:2016 (ISO 18589-6:2009), Phần 6: Đo tổng hoạt độ alpha và tổng hoạt độ beta;

Bộ ISO 18589 còn có tiêu chuẩn:

- ISO 18589-7:2013 Measurement of radioactivity in the environment - Soil - Part 7: in situ measurement of gamma-emitting radionuclides.

Lời giới thiệu

Bộ tiêu chuẩn TCVN 10758 được biên soạn theo phương pháp chấp nhận hoàn toàn tương đương với bộ tiêu chuẩn ISO 18589 đề cập đến các nội dung liên quan đến đo hoạt độ phóng xạ trong môi trường đất.

...

ĐO HOẠT ĐỘ PHÓNG XẠ TRONG MÔI TRƯỜNG - ĐẤT - PHẦN 4: ĐO CÁC ĐỒNG VỊ PLUTONI (PLUTONI 238 VÀ PLUTONI 239+240) BẰNG PHỔ ALPHA

Measurement of radioactivity in the environment - Soil - Part 4: Measurement of plutonium isotopes (plutonium 238 and plutonium 239+240) by alpha spectrometry

1 Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này mô tả phương pháp đo đồng vị plutoni 238 và 239 + 240 trong đất bằng mẫu phổ alpha sử dụng kỹ thuật tách hóa học. Phương pháp này có thể sử dụng trong nghiên cứu hoặc quan trắc môi trường. Kỹ thuật này cũng có thể được dùng để đo mức hoạt độ rất thấp, độ lớn nhỏ hơn mức nhân phóng xạ tự nhiên phát alpha một hoặc hai bậc.

Khối lượng cần thiết của phần mẫu thử tùy thuộc vào hoạt độ dự đoán của mẫu và giới hạn phát hiện.

Trong thực tế, khối lượng mẫu thử trong khoảng từ 0,1 g đến 100 g.

2 Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau rất cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi, bổ sung (nếu có).

...

TCVN 6495 (ISO 11074), Chất lượng đất - Từ vựng;

TCVN 10758-1 (ISO 18589-1), Đo hoạt độ phóng xạ trong môi trường - Đất - Phần 1: Hướng dẫn chung và định nghĩa;

TCVN 10758-2 (ISO 18589-2), Đo hoạt độ phóng xạ trong môi trường - Đất - Phần 2: Hướng dẫn lựa chọn chiến lược lấy mẫu, lấy mẫu và xử lý sơ bộ mẫu;

TCVN ISO/IEC 17025, Yêu cầu chung về năng lực phòng thử nghiệm và hiệu chuẩn.

3 Thuật ngữ, định nghĩa và ký hiệu

Trong tiêu chuẩn này, áp dụng các thuật ngữ, định nghĩa và ký hiệu trong TCVN 10758-1 (ISO 18589-1), TCVN 6495 (ISO 11074) và TCVN 6398-9 (ISO 31-9) và các ký hiệu sau:

m Khối lượng của phần mẫu thử, tính bằng kilogam

a Hoạt độ trên đơn vị khối lượng, tính bằng becquerel trên kilogam

A Hoạt độ của đồng vị đánh dấu tại thời điểm đo, tính bằng becquerel

...

t₀Thời gian đếm phông nền, tính bằng giây

r_g, r_gtTốc độ đếm tổng cộng trên giây của mẫu từ plutoni và đồng vị đánh dấu được đo tương ứng

R Suất đo tổng

u(a) Độ không đảm bảo chuẩn của kết quả phép đo, tính bằng becquerel trên kilogam

U Độ không đảm bảo mở rộng được tính bằng U = ku(c_A) với k = 1,2,..., tính bằng becquerel trên kilogam

a* Ngưỡng quyết định, tính bằng becquerel trên kilogam

a^#Ngưỡng phát hiện, tính bằng becquerel trên kilogam

, Giới hạn dưới và trên của khoảng tin cậy, tính bằng becquerel trên kilogam

4 Nguyên lý

...

Quy trình tách hóa học riêng và làm tinh khiết được yêu cầu để tránh nhiễu từ nguồn phát α tự nhiên hoặc nhân tạo và các nhân phóng xạ bền vững trong mẫu, với khối lượng mà thường lớn hơn khối lượng các đồng vị plutoni trong phép đo chúng.

Quy trình này cho phép loại bỏ các nguồn cản trở chính, kể cả

- Hàm lượng muối của dung dịch ngâm chiết đặc biệt các nguyên tố thủy phân, để chuẩn bị nguồn lắng đọng mỏng nhất.

- Các nhân phóng xạ phát α, như ²⁴¹Am và đồng vị thori, sự phát xạ của chúng có thể làm nhiễu với sự phát xạ của đồng vị plutoni.

Suất đo tổng đối với từng phân tích (hiệu suất tách hóa học, lắng đọng lớp mỏng và đo) được xác định bằng cách thêm dung dịch chuẩn ²³⁶Pu hoặc ²⁴²Pu được xem như là chất đánh dấu. Kết quả là, quy trình cần phải bao gồm một chu kỳ hóa trị, điều chỉnh chất đánh dấu và đồng vị plutoni được đo đến trạng thái oxy hóa như nhau, để đạt được biểu hiện hóa học tương tự với tất cả.

5 Thuốc thử và thiết bị

Thuốc thử và thiết bị được mô tả trong Phụ lục A đối với giải hấp plutoni, Phụ lục B, Phụ lục C và Phụ lục D cho xử lý hóa học và Phụ lục E và Phụ lục F cho cách chuẩn bị nguồn lắng đọng.

Tất cả hóa chất thuốc thử được dùng trong quy trình này phải đạt cấp phân tích.

6 Quy trình

...

Cần giải hấp plutoni khỏi phần mẫu thử vào trong dung dịch. Khi plutoni được hấp thụ lên các hạt đất từ dung dịch nước hoặc trên các hạt lắng đọng trực tiếp lên đất, nó sẽ giải hấp bằng cách xử lý axit trực tiếp. Plutoni được động vật và thực vật chuyển hóa tạo thành phức hữu cơ có thể tìm thấy trong mẫu đất. Các phức này được giải phóng bằng cách phá hủy các chất hữu cơ có trong đất bằng cách nung mẫu thử từ 500 °C đến 600 °C. Trong một số trường hợp, khi nung, plutoni có thể tạo thành hợp chất chịu lửa, do vậy cần phải xử lý bằng axit flohydric hoặc nung chảy để làm tan chảy chúng ^[4].

Hai phương pháp giải hấp plutoni được mô tả trong Phụ lục A.

Để định lượng lượng hiệu suất thu hồi, chất đánh dấu được bổ sung vào lúc bắt đầu ở bước này của quy trình; thời gian được phép, thường tới một ngày, để thu được sự cân bằng trước khi bắt đầu giải hấp plutoni.

6.2 Tách hóa học

Thường sử dụng ba kỹ thuật để tách hóa chất plutoni: chiết lỏng-lỏng, chiết trên nhựa trao đổi ion hoặc nhựa chiết sắc ký đặc trưng. Các kỹ thuật này được trình bày trong các Phụ lục từ Phụ lục B đến Phụ lục D: dung môi hữu cơ^[5], tách bằng nhựa anion hoặc nhựa chiết sắc ký^{[7], [8]}.

6.3 Chuẩn bị nguồn đo

Nguồn được chuẩn bị bằng cách lắng đọng, hoặc lắng điện phân trên khay (đĩa thép không gỉ), hoặc bằng cách cùng kết tủa.

6.3.1 Phương pháp lắng điện phân

Lắng điện phân được tiến hành sau khi tách hóa học plutoni ra khỏi các nguyên tố gây nhiễu. Việc này cho phép lắng điện phân các nhân phóng xạ trong lớp siêu mỏng lên trên khay ^[⁹^]^,^[^10]. Quy trình mô tả trong Phụ lục E áp dụng cho cả ba phương pháp tách hóa học được mô tả trong Phụ lục B, Phụ lục C và Phụ lục D.

...

6.3.2 Phương pháp cùng kết tủa

Phương pháp cùng kết tủa, sử dụng hợp chất florua, có thể được tiến hành sau khi tách hóa học plutoni ra khỏi các nguyên tố gây nhiễu khác. Phương pháp này cho phép kết tủa các nhân phóng xạ dưới dạng một lớp mỏng lên trên cái lọc. Quy trình được mô tả trong Phụ lục F có thể áp dụng cho cả ba phương pháp tách hóa học được nêu trong các Phụ lục từ Phụ lục B đến Phụ lục D.

6.4 Xác định phông nền

Đo nền sử dụng mẫu trắng được chuẩn bị cho phương pháp đã chọn, bắt đầu với phần mẫu thử sạch (hoặc trực tiếp nước cất).

6.5 Đo

Hoạt độ plutoni trên đơn vị khối lượng được tính bằng cách đếm nguồn mẫu với một thời gian phù hợp. Các điều kiện thiết bị giống nhau đối với phép đo mẫu, nền và nguồn hiệu chuẩn.

Thời gian đếm tùy thuộc vào vào mẫu và tốc độ đếm nền cũng như giới hạn phát hiện và ngưỡng quyết định được yêu cầu.

Phổ cần phải được kiểm tra để xác nhận sự phân tách pic chính xác và không có pic cản trở.

7 Biểu thị kết quả

...

Hoạt độ plutoni được tính bằng cách tích hợp số đếm tương ứng với pic của chất đánh dấu nuclit phóng xạ, ²³⁸Pu và/hoặc ²³⁹⁺²⁴⁰Pu, của phổ phát alpha của mẫu, thu được từ phổ alpha. Kết quả của các tích hợp này, chia cho thời gian đếm, được tốc độ đếm tổng, r_gt và r_g đối với chất đánh dấu và đồng vị plutoni, tương ứng.

r_gt và r_g được hiệu chính đối với đóng góp nền, và, nếu cần, đối với đóng góp của đuôi pic năng lượng cao hơn, tùy thuộc vào đặc tính của detector.

Tốc độ đếm phông nền được tính từ phổ phát alpha của mẫu trắng bằng cách tích phân số đếm trong vùng quan tâm (ROI); vùng mà pic xuất hiện trong phổ đo được của mẫu. Kết quả của phép tích phân này, chia cho thời gian đếm được tốc độ đếm nền, r_0t và r₀ đối với chất đánh dấu và đồng vị plutoni, tương ứng.

CHÚ THÍCH Mẫu trắng thu được và được đo bằng cách áp dụng quy trình được dùng trong phân tích nhưng không có mẫu đất và có hoặc không dùng chất đánh dấu.

Hoạt độ trên đơn vị khối lượng, a của đồng vị plutoni được tính theo Công thức (1):

(1)

Trong đó

Suất đo tổng, R được xác định từ hoạt độ A của chất đánh dấu được thêm vào và tốc độ đếm thực tương ứng với pic được tính theo Công thức (2):

(2)

...

7.2 Độ không đảm bảo chuẩn

Theo TCVN 9595-3 (ISO/IEC Guide 98-3)^[13], độ không đảm bảo chuẩn a được tính theo Công thức (3):

(3)

Trong đó độ không đảm bảo của thời gian đếm có thể bỏ qua.

Độ không đảm bảo chuẩn tương đối w được tính theo Công thức (4):

(4)

Độ không đảm bảo chuẩn tương đối R được tính theo Công thức (5)

(5)

u_rel(A) bao gồm tất cả độ không đảm bảo đo có liên quan đến hoạt độ chất đánh dấu, nghĩa là độ không đảm bảo của dung dịch chuẩn, chuẩn bị dung dịch đánh dấu và việc thêm dung dịch đánh dấu vào mẫu.

...

(6)

7.3 Ngưỡng quyết định

Ngưỡng quyết định, a* thu được từ Công thức (6) với ã = 0 (Xem ISO 11929) và được tính theo Công thức (7):

(7)

a = 0,05 với k_1-_a = 1,65 thường được chọn mặc định.

7.4 Giới hạn phát hiện

Giới hạn phát hiện a^# được tính theo Công thức (8) (xem ISO 11929):

(8)

b = 0,05 với k_1-_b = 1,65 thường được chọn mặc định.

...

Khi lấy a = b, k_1-_a = k_1-_b = k và giải Công thức (8) được Công thức (9):

(9)

7.5 Giới hạn tin cậy

Giới hạn dưới, , và giới hạn trên, , được tính sử dụng Công thức (10) và (11) (xem ISO 11929):

(10)

(11)

Trong đó

w = F [y/u(y)], với F là hàm phân bố chuẩn

Đặt w = 1 nếu a ≥ 4 u(a). Trong trường hợp này:

...

g = 0,05 với k_1-_g_/2 = 1,96 thường được chọn mặc định.

8 Báo cáo thử nghiệm

Báo cáo thử nghiệm phải phù hợp với các yêu cầu trong TCVN ISO/IEC 17025 và phải bao gồm các thông tin sau:

a) Viện dẫn tiêu chuẩn này;

b) Nhận dạng đầy đủ mẫu;

c) Đơn vị tính mà kết quả biểu thị;

d) Kết quả thử nghiệm, a ± u(a) hoặc a ± U, với giá trị k liên đới.

Thông tin bổ sung có thể được cung cấp như sau:

- Xác suất, a, b và (1-g);

...

- Tùy thuộc vào yêu cầu của khách hàng, có những cách khác nhau để thể hiện kết quả:

- Nếu hoạt độ trên đơn vị khối lượng, a, được so sánh với ngưỡng quyết định (xem ISO 11929) thì kết quả của phép đo cần phải thể hiện là ≤ a* nếu kết quả thấp hơn ngưỡng quyết định;

- Nếu hoạt độ trên đơn vị khối lượng, a, được so sánh với giới hạn phát hiện, kết quả của phép đo cần phải thể hiện ≤ a^# nếu kết quả thấp hơn giới hạn phát hiện. Nếu giới hạn phát hiện vượt quá giá trị hướng dẫn, thì phải lập thành tài liệu là phương pháp đo không phù hợp với mục đích của phép đo.

- Mọi thông tin có liên quan có thể ảnh hưởng đến kết quả.

Phụ lục A

(Tham khảo)

Giải hấp plutoni

A.1 Nguyên lý

...

Phần mẫu thử được tro hóa từ 550 °C đến 600 °C và trong trường hợp này quá trình chiết plutoni không thể thực hiện nếu không có phá mẫu bằng nhiều axit (xem A.4.1).

Nếu phần mẫu thử đất không chứa chất hữu cơ, plutoni từ các hạt nóng hoặc plutoni cháy ở nhiệt độ cao, thì mẫu không nên tro hóa mà plutoni nên được chiết bằng cách phá mẫu dùng axit nitric (xem A.4.2).

A.2 Thuốc thử

A.2.1 Dung dịch đánh dấu ²³⁶Pu hoặc ²⁴²Pu đã được chứng nhận.

A.2.2 Axit clohydric, đậm đặc, c(HCI) = 12,0 mol/L, r = 1,19 g/mL, phần khối lượng w(HCI) = 37 %.

A.2.3 Axit nitric, đậm đặc, c(HNO₃) = 14,4 mol/L, r = 1,40 g/mL, phần khối lượng w(HNO₃) = 65 %.

A.2.4 Axit nitric, loãng, c(HNO₃) = 8 mol/L.

A.2.5 Hydro peroxit, w(H₂O₂) = 30 %.

A.2.6 Natri nitrit (NaNO₂).

...

A.2.8 Axit oxalic.

A.2.9 Axit nitric, loãng, c(HNO₃) = 4 mol/L.

A.2.10 Canxi nitrat.

A.2.11 Amoni hydroxit (NH₄OH)

A.2.12 Dung dịch sắt clorua (FeCI₃)

A.2.13 Natri hydroxyt (NaOH)

A.2.14 Axit clohydric, loãng, c(HCI) = 9,0 mol/L.

A.3 Thiết bị, dụng cụ

A.3.1 Thiết bị phòng thử nghiệm tiêu chuẩn

...

A.3.3 Bếp điện

A.3.4 Máy ly tâm và ống ly tâm

A.3.5 Lò nung

A.3.6 Chén nung

A.3.7 Cốc mỏ, TefIon2)

A.4 Quy trình

A.4.1 Phá mẫu bằng nhiều axit

Quy trình này, dựa trên một chu kỳ ngâm chiết axit và sấy khô bay hơi, bao gồm các bước sau:

a) Cân khoảng 0,1 g đến 15 g mẫu thử đã được chuẩn bị theo TCVN 10758-2 (ISO 18589-2). Khối lượng của phần mẫu thử tùy thuộc vào hoạt độ dự đoán của mẫu và giới hạn phát hiện yêu cầu.

...

c) Chuyển mẫu vào cốc thủy tinh và thêm chính xác 10 mL HNO₃ loãng (A.2.4) trên gam mẫu và khuấy.

d) Đợi một ngày.

e) Thêm dung dịch đánh dấu ²³⁶Pu hoặc ²⁴²Pu (A.2.1) và làm đồng nhất bằng cách khuấy.

f) Thêm từ từ 150 mL HNO₃ đậm đặc (A.2.3) và 50 mL HCI đậm đặc (A.2.2).

g) Đun trong 1 h, vừa đun vừa khấy.

h) Làm nguội đến nhiệt độ phòng.

i) Gạn phần chất lỏng vào cốc khác và giữ lại.

j) Lặp lại bước e) đến h) kết hợp phần dung dịch lỏng với dung dịch bảo quản và làm bay hơi đến khô kiệt.

k) Chuyển đất còn lại vào bình Teflon (A.3.7) có sẵn 30 mL HNO₃ đậm đặc (A.2.3), thêm 15 mL HF (A.2.7) và làm bay hơi đến khô kiệt.

...

m) Thêm 5 mL HNO₃ đậm đặc (A.2.3) và 1 mL H₂O₂ (A.2.5). Làm bay hơi đến khô kiệt.

n) Thêm 20 mL HNO₃ đậm đặc (A.2.3) trong 5 mL tổng số, sấy khô từng phần thử.

o) Chuyển chất rắn còn lại vào ống ly tâm (A.3.4) sử dụng HNO₃ (A.2.4). Ly tâm và lắc đều dung dịch này với chất lỏng giữ lại ở bước h).

p) Lặp lại bước n) hai lần với 50 ml HNO₃ (A.2.4).

q) Làm bay hơi hỗn hợp dung dịch đến gần khô kiệt và hòa tan trong 50 mL HNO₃ (A.2.4).

Phần thử đã sẵn sàng để tiến hành tách hóa phóng xạ.

CHÚ THÍCH: Có thể sử dụng phần thử lớn hơn, nhưng cần phải có bước cuối cùng kết tủa plutoni để tránh những cản trở với nguyên tố bền vững mà cần phải loại bỏ trước khi tách hóa phóng xạ. Việc kết tủa này gồm thêm FeCI₃ vào dung dịch sau khi phá mẫu và kết tủa sắt khi thêm amoni đến pH 10. Phần nổi phía trên được gạn và phân tích tiếp tục với kết tủa sắt có chứa plutoni và các actinit khác.

Quá trình dung dịch hóa cũng có thể được thực hiện bằng cách phá mẫu dùng lò vi sóng. Các điều kiện vận hành đối với từng hệ thống cần phải được điều chỉnh với từng loại thiết bị và đặc tính của mẫu đất được phá.

A.4.2 Phá mẫu bằng axit nitric

...

b) Thêm chính xác 10 ml HNO₃ (A.2.4) trên gam mẫu.

c) Thêm dung dịch đánh dấu ²³⁶Pu hoặc ²⁴²Pu (A.2.1) và làm đồng nhất bằng cách khấy.

d) Phá mẫu trên bếp điện (A.3.3) trong ít nhất 8 h và liên lục thêm H₂O₂ (A.2.5). Để nguội.

e) Chuyển chất rắn còn lại vào ống ly tâm (A.3.4) và tách chất rắn ra khỏi pha lỏng. Phần nổi phía trên được bảo quản.

CHÚ THÍCH 1 Thay cho ly tâm phần thử, có thể lọc bằng cách dùng cái lọc làm bằng sợi thủy tinh.

f) Tráng cốc bằng HNO₃ (A.2.4), gộp vào ống giống nhau (A.3.4), khuấy và ly tâm. Thêm phần nổi vào chất lỏng giữ lại ở bước e). Lặp lại quy trình cho đến khi phần nổi trong.

g) Làm bay hơi phần nổi đến khô kiệt.

h) Thêm 50 mL HNO₃ (A.2.4).

...

Phần thử đã sẵn sàng để tiến hành tách hóa phóng xạ.

CHÚ THÍCH: Có thể sử dụng phần thử lớn hơn, nhưng cần phải có bước cuối cùng kết tủa plutoni để tránh những cản trở với nguyên tố bền vững mà cần phải loại bỏ trước khi tách hóa phóng xạ. Việc kết tủa này gồm thêm FeCI₃ vào dung dịch sau khi phá mẫu và kết tủa sắt khi thêm amoni đến pH 10. Phần nổi phía trên được gạn và tiếp tục phân tích với kết tủa sắt có chứa plutoni và các actinit khác.

A.4.3 Kết tủa plutoni và americi

Ngoài plutoni khi americi được đo trong cùng phần thử khối lượng lớn, quy trình kết tủa riêng cần phải tiến hành như sau:

a) Khi việc ngâm chiết đã hoàn tất, thêm 50 g axit oxalic (A.2.8) và 200 mg Ca dạng nitrat (A.2.10).

b) Kết tủa bằng NH₄OH (A.2.11) đến pH bằng 2,5. Bước này cho phép cùng kết tủa Pu bằng canxi oxalat và tách sắt và các cation khác vì quá trình kết tủa ở pH rất thấp.

c) Hệ thống được duy trì ở 90 °C trong khi khuấy trong 6 h và sau đó để các tinh thể phát triển qua đêm.

d) Phần dịch nổi phía trên được chuyển sang cốc và kết tủa được bảo quản.

...

f) Kết tủa cuối cùng được hòa tan bằng HNO₃ (A.2.4) và sau đó được chuyển vào bình 250 mL.

g) Làm bay hơi trên bếp điện (A.3.3) đến khô kiệt và loại bỏ hoàn toàn oxalat.

h) Khi oxalat được loại bỏ, hoàn tan trong HNO₃ (A.2.9) và thêm 50 mg Fe trong dung dịch FeCI₃ (A.2.12). Sau đó kết tủa bằng NaOH (A.2.13) đến pH bằng 12.

i) Lọc và loại bỏ phần nổi phía trên.

j) Hòa tan kết tủa bằng HCI (A.2.14)

k) Làm bay hơi đến khô kiệt.

I) Thêm 50 mL HNO₃ (A.2.4).

m) Thêm 0,6 g NaNO₂ (A.2.6), đun nóng để loại khói nitơ và để dung dịch nguội.

Phần mầu thử đã sẵn sàng để tiến hành phân tách hóa phóng xạ.

...

Phụ lục B

(Tham khảo)

Phân tách hóa học plutoni dùng dung môi hữu cơ

B.1 Nguyên lý

Đồng vị plutoni được chiết ra khỏi dung dịch mẫu, trong môi trường nitric (1 mol/L đến 10 mol/L) sử dụng chất trao đổi cation hữu cơ (HDEHP) sau khi điều chỉnh đến hóa trị IV. Làm tinh khiết pha hữu cơ được hoàn tất bằng cách rửa dung dịch trong HCI 6 mol/l. Cuối cùng, plutoni được chiết lần nữa trong môi trường nước sử dụng hỗn hợp HCI và KI 6 mol/l.

B.2 Thuốc thử

B.2.1 Dung dịch HDEHP [di (2 etyexyl) hydro phosphat]. 145 mL HDEHP trong 855 mL heptan.

Đảm bảo rằng thuốc thử được tinh khiết bằng cách rửa với cùng thể tích nước sao cho pH sau thao tác này phải lớn hơn 3.

B.2.2 Heptan (C₇H₁₆)

...

B.2.4 Kali iodua (KI), tinh thể.

B.2.5 Axit nitric, loãng, c(HNO₃) = 4 mol/L.

B.2.6 Natri nitrit (NaNO₂), tinh thể.

B.3 Thiết bị, dụng cụ

B.3.1 Thiết bị phòng thử nghiệm tiêu chuẩn

B.3.2 Cân, chính xác đến 0,1 mg

B.3.3 Máy cô quay hoặc bếp điện

B.3.4 Phễu tách, phù hợp với thể tích được xử lý.

B.3.5 Máy khuấy, tự động dùng cho phễu tách

...

Quy trình này được tiến hành sau khi phá mẫu được mô tả trong Phụ lục A bao gồm 3 bước chính: chiết, rửa pha hữu cơ và chiết lại đồng vị plutoni.

B.4.1 Chiết plutoni

Qui trình này bao gồm các bước sau:

a) Lấy phần nhỏ hoặc tất cả dung dịch cần phân tích cần được làm sạch [nếu không, pha loãng với HNO₃ (B.2.5)].

b) Điều chỉnh plutoni đến trạng thái oxy hóa IV bằng cách thêm vài miligam NaNO₂ (B.2.6).

c) Để phản ứng trong 10 min.

d) Chuyển dung dịch này vào phễu tách và để cân bằng bằng cách khuấy nhẹ trong 15 min với cùng thể tích HDEHP pha loãng đến 15 % bằng heptan (B.2.2).

B.4.2 Rửa pha hữu cơ

Quy trình này bao gồm các bước sau:

...

b) Rửa pha hữu cơ bằng cùng thể tích HCI (B.2.3) trong 5 min.

c) Để lắng và bỏ pha nước. Lặp lại thao tác này cho đến khi dung dịch biến mầu hoàn toàn (để loại bỏ sắt).

B.4.3 Chiết lại plutoni trong pha nước

Quy trình này bao gồm các bước sau:

a) Thêm 25 mL HCI (B.2.3) và 500 mg KI (B.2.4) vào pha hữu cơ và chiết lại plutoni trong pha nước bằng cách khuấy nhẹ trong 15 min.

b) Để cho dung dịch lắng.

c) Chuyển pha nước vào phễu tách thứ hai (B.3.4).

d) Rửa trong 5 min bằng cùng thể tích heptan (B.2.2) để loại bỏ các vết HDEHP.

e) Thu lấy pha nước vào bình dung tích 100 mL.

...

Phụ lục C

(Tham khảo)

Tách hóa học plutoni trên hạt nhựa anion

C.1 Nguyên lý

Đồng vị plutoni được tách ra khỏi các nuclit phóng xạ khác và tách ra khỏi nền mẫu đất trong một phức anion sử dụng nhựa thế ion trong một cột với môi trường axit clohydric hoặc nitric.

C.2 Thuốc thử

C.2.1 Axit clohydric, đậm đặc, w(HCI) = 37 %

C.2.2 Axit nitric, đậm đặc, w(HNO₃) = 65 %.

C.2.3 Amoni, đậm đặc, w(NH₄OH) = 25 %

...

C.2.5 Nhựa anion, 1X8,100/200 mesh

C.2.6 Axit nitric, loãng, c(HNO₃) = 8 mol/L

C.2.7 Axit clohydric, loãng, c(HCI) = 8 mol/L.

C.2.8 Amoni clorua c(NH₃OH)CI = 0,2 mol/L trong axit clohydric, c(HCI) = 2 mol/L

C.3 Thiết bị, dụng cụ

C.3.1 Thiết bị phòng thử nghiệm tiêu chuẩn

C.3.2 Bếp điện

C.3.3 Cột, thủy tinh, 30 mL

C.4 Quy trình

...

C.4.1 Tách plutoni

a) Nhồi nhựa vào cột (C.2.5)

b) Chuẩn bị dung dịch nitric (C.2.6)

c) Chuyển nhựa thành dạng nitrat bằng cách cho qua 150 mL HNO₃ (C.2.6) với tốc độ dòng khoảng 1 mL/min.

d) Rót dung dịch Pu vào đỉnh cột

e) Rửa cột và cốc bằng các phần HNO₃ (C.2.6), tới 150 mL ở tốc độ dòng khoảng 1 mL/min. Bỏ dung dịch rửa.

f) Rửa cột bằng 80 mL HCI (C.2.7). Gạn bỏ dung dịch rửa.

C.4.2 Rửa giải plutoni

a) Đặt cốc sạch dưới cột.

...

c) Làm bay hơi dung dịch rửa giải từ từ cho đến khi thể tích nhỏ hơn 25 mL và thêm 2 mL HNO₃ đậm đặc (C.2.2).

d) Nếu dự đoán có một lượng tương đối các actinit khác, cần tiến hành quy trình làm sạch dựa trên các bước sau:

1) Làm bay hơi dung dịch rửa đến khô kiệt.

2) Thêm 50 mL HNO₃ (C.2.6).

3) Thêm 0,6 g NaNO₂ (C.2.4) và đun nóng để loại khói nitơ và để dung dịch nguội.

4) Lặp lại quy trình từ C.4.1 để tách và rửa giải Pu.

Phụ lục D

(Tham khảo)

...

D.1 Nguyên lý

Kỹ thuật này dựa trên chiết sắc ký chọn lọc Pu sử dụng nhựa có chứa chất chiết đặc trưng CMPO/TBP (ví dụ TRU-Spec®3). Việc tách hóa học nhanh và thích hợp cho việc quan trắc các hoạt độ plutoni trong môi trường.

D.2 Thuốc thử

D.2.1 Axit nitric (HNO₃), 3 mol/L có chứa nhôm nitrat, c[AI(NO₃)₃] = 0,5 mol/L.

D.2.2 Axit nitric, c(HNO₃) = 2 mol/L, có chứa natri nitrat 0,1 mol/L, c(NaNO₂) = 0,1 mol/L.

D.2.3 Axit nitric đậm đặc, ít nhất w(HNO₃) = 69 %.

D.2.4 Axit nitric (HNO₃), loãng, các nồng độ khác:

D.2.4.1 c(HNO₃) = 3 mol/L.

D.2.4.2 c(HNO₃) = 2 mol/L.

...

D.2.4.4 c(HNO₃) = 0,5 mol/L.

D.2.5 Amoni thioxyanat, loãng, c(NH₄SCN) = 0,1 mol/L

D.2.6 Axit ascobic.

D.2.7 Sắt sunfamat, 0,6 mol/L

D.2.8 Hydro peroxit, w(H₂O₂) = 30 %

D.2.9 Axit clohydric, đậm đặc, w(HCI) = 37 %

D.2.10 Amoni oxalat, loãng, c(NH₄HC₂O₄) = 0,1 mol/L.

D.3 Thiết bị, dụng cụ

D.3.1 Thiết bị phòng thử nghiệm tiêu chuẩn

...

D.3.3 Máy cô quay hoặc bếp điện

D.3.4 Phễu tách, phù hợp với thể tích được xử lý

D.3.5 Máy lắc, dùng cho phễu tách

D.3.6 Cột nhồi nhựa, có chứa chất chiết CMPO/TBP (TRU-Spec®).

D.4 Quy trình

Quy trình này được thực hiện, sau khi phá mẫu như mô tả trong Phụ lục A, và bao gồm hai bước chính: chiết và rửa giải plutoni.

D.4.1 Chiết plutoni

Quy trình bao gồm các bước sau:

a) Làm bay hơi dung dịch được phân tích đến khô kiệt.

...

c) Thêm một vài giọt NH₄SCN (D.2.5). Nếu dung dịch chuyển thành mầu đỏ, thêm axit ascobic (D.2.6) cho đến khi mầu đỏ biến mất; sau đó đun và để dung dịch nguội.

d) Lặp lại bước c) nếu việc không hòa tan hết.

e) Thêm 1 mL sắt sunfamat (D.2.7); khuấy cho đến khi hòa tan hết.

f) Thêm 0,1 g axit ascobic (D.2.6), đun nóng cho đến khi toàn bộ hòa tan và để cho nguội.

g) Lắp cột CMPO/TBP (TRU-Spec®) (D.3.6).

h) Chuẩn bị nhựa bằng cách cho chúng qua 25 mL HNO₃ 3 mol/l có chứa AI(NO₃)₃ 0,5 mol/L (D.2.1) với tốc độ dòng khoảng 1 mL/min.

i) Rót dung dịch Pu lên trên đỉnh của cột (D.3.6).

j) Rửa cốc bằng 5 mL HNO₃ (D.2.4.1), 5 mL HNO₃ 2 mol/l có chứa 0,1 mol/l NaNO₂ (D.2.2) và 5 mL HNO₃ (D.2.4.4). Gạn bỏ dung dịch rửa.

D.4.2 Rửa giải plutoni

...

a) Đặt cốc sạch dưới cột.

b) Rửa giải Pu bằng 20 mL NH₄HC₂O₄ (D.2.10).

c) Làm bay hơi dung dịch rửa giải đến khô kiệt. Kết tủa trắng là oxalat.

D.4.3 Phân hủy oxalat

Quy trình bao gồm các bước sau:

a) Thêm 1 mL HNO₃ 69 % (D.2.3) và năm giọt H₂O₂ 30 % (D.2.8), để đến khô kiệt.

b) Thêm 1 mL HNO₃ 69 % (D.2.3) và 1 mL HCI 37 % (D.2.9), để đến khô kiệt.

c) Thêm 1 mL HNO₃ 69 % (D.2.3) để đến khô kiệt.

d) Lặp lại bước c) cho đến khi kết tủa biến mất.

...

Phụ lục E

(Tham khảo)

Chuẩn bị nguồn bằng lắng điện phân

E.1 Nguyên lý

Áp dụng điện thế khác nhau giữa hai điện cực sử dụng nguồn điện một chiều dẫn đến khử các cation kim loại hòa tan trong chất điện giải. Quá trình khử xảy ra tại điện cực dẫn đến tạo ra lắng đọng các hydroxyt actinit.

E.2 Thuốc thử

E.2.1 Axit nitric, đậm đặc, w(HNO₃) = 65 %.

E.2.2 Natri sunphat, c(Na₂SO₄) = 0,3 mol/L.

...

E.2.4 Thymol xanh, 0,04 %.

E.2.5 Amoni, đậm đặc, w(NH₄OH) = 25 %

E.2.6 Axit sunphuric, loãng, w(H₂SO₄) = 1 %.

E.2.7 Amoni hydroxyt, loãng, w(NH₄OH) = 1 %.

E.3 Thiết bị, dụng cụ

E.3.1 Thiết bị lắng đọng điện, bao gồm

a) Ngăn điện phân làm bằng thủy tinh hoặc polyetylen;

b) Dây platin (anot);

c) Khay hoặc đĩa làm bằng thép không gỉ (catot) có đường kính phù hợp với ngăn điện phân.

...

e) Bếp điện;

f) Đĩa Petri.

E.4 Quy trình

E.4.1 Lắp đặt ngăn điện phân

Quy trình này đề cập đến thiết bị lắng điện phân được thiết kế cho lắng đọng lên đĩa thép không gỉ có đường kính nhỏ (xem Hình E.1). Qui trình lắng điện phân đối với các loại thiết bị này được tiến hành như sau:

a) Đặt đĩa thép không gỉ sạch và không có dầu [E.3.1 c)] vào nắp đồng bộ.

b) Bắt vít ngăn điện phân [E.3.1 a)] với nắp đồng bộ.

c) Nạp đầy ngăn điện phân bằng nước để kiểm tra rò rỉ.

d) Đổ hết nước ở ngăn điện phân.

...

f) Kẹp đầu thấp của đây với mặt tiếp xúc của đĩa hỗ trợ; khoảng cách giữa dây và đĩa khoảng 3 mm.

E.4.2 Chuẩn bị lắng đọng

Sử dụng dung dịch chuẩn bị thu được ở pha làm sạch (C.4.2), pha chiết lại plutoni (B.4.3) hoặc pha phân hủy oxalat (D.4.3), tiến hành các thao tác sau:

a) Làm bay hơi đến gần khô kiệt, chú ý tránh làm bay hơi mẫu đến khô kiệt hoàn toàn.

b) Thêm 1 mL HNO₃ đậm đặc (E.2.1) và làm bay hơi đến gần khô kiệt. Lặp lại bước này 3 lần.

c) Thêm 1 mL Na₂SO₄ 0,3 mol (E.2.2) và làm bay hơi đến khô kiệt.

d) Thêm 500 μl H₂SO₄ 95 % đến 97 % (E.2.3).

e) Thêm 10 mL nước cất và 3 giọt thymol xanh 0,04 % (E.2.4) và khuấy.

f) Điều chỉnh pH đến khoảng từ 2,1 đến 2,3 bằng cách thêm amoni đậm đặc (E.2.5) (thay đổi từ mầu đỏ sang da cam).

...

h) Tráng cốc bằng H₂SO₄ 1 % (E.2.6) để pH được điều chỉnh trước đó đến 2,3 và thêm dung dịch này vào ngăn điện phân.

i) Lắp đặt anot và tiến hành lắng điện phân tại dòng điện không đổi (khoảng 1,0 A) trong khoảng 1 h.

j) Khi còn 1 min trước khi bộ phát tắt, thêm 1 mL NH₄OH 25 % (E.2.5).

k) Đợi 1 min, tháo bỏ anot trước khi bộ phát tắt và nhanh chóng đổ hết dung dịch trong ngăn điện phân.

l) Tháo dỡ thiết bị, tráng đĩa bằng nước, sau đó bằng NH₄OH 1 % (E.2.7), và sấy khô trong không khí nóng hoặc trên bếp điện [E.3.1 e)].

m) Nhận dạng đĩa và đặt đĩa vào trong đĩa petri làm bằng nhựa [E.3.1 f)]

Nguồn đã sẵn sàng để đo phổ alpha.

CHÚ DẪN:

...

2 Lọ chất nhấp nháy

3 Khay

4 Nắp đồng bộ

5 Giá đỡ

Hình 1 - Sơ đồ ngăn lắng điện phân

Phụ lục F

(Tham khảo)

Chuẩn bị nguồn bằng cách cùng lắng đọng

...

Đồng vị plutoni được thu hồi bằng cách lắng đọng sử dụng lantan florua.

F.2 Hóa chất thuốc thử

F.2.1 Axit clohydric, c(HCI) = 0,2 mol/L.

F.2.2 Amoni, đậm đặc, c(NH₄OH) = 25 %

F.2.3 Lantan oxit: 99,999 %.

F.2.4 Dung dịch A: 29 mg lantan oxit (F.2.3) hòa tan trong 100 mL HCI (F.2.1).

F.3 Thiết bị, dụng cụ

Thiết bị được dùng cho phương pháp cùng lắng đọng nói chung cần bao gồm:

F.3.1 Màng lọc, xelulo este (đường kính lỗ: 0,22 μm).

...

F.3.3 Hệ thống lọc

F.4 Quy trình

Sử dụng dung dịch đã chuẩn bị ở pha làm sạch (C.4.2), pha chiết lại plutoni (B.4.3) hoặc pha phân hủy oxalat (D.4.3), tiến hành các thao tác sau:

a) Điều chỉnh pH đến 1,9 bằng cách thêm NH₄OH (F.2.2).

b) Thêm một lượng tương đương 250 μg lantan cho diện tích lắng đọng 20 cm² (nghĩa là 1 mL dung dịch A, F.2.4).

c) Khuấy, sau đó để lắng trong 10 min.

d) Thu hồi kết tủa bằng cách lọc qua màng lọc dùng chân không nhẹ và thu chất lắng đọng còn lại trên thành của cốc, bằng cách dùng nước tráng.

e) Để kết tủa khô ngoài không khí, sau đó gắn màng (F.3.1) với khay hoặc đĩa thép không gỉ (F.3.2).

Nguồn đã sẵn sàng để đo phổ alpha.

...

THƯ MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] AIEA Technical Report No. 295, Measurements of radionuclides in food and the environment, 1989

[2] Lovett, M.B., Boggis, S.J., Blowers, P., The determination of alpha-emitting nuclides of plutonium, americium and curium in environmental materials: Part 1. Sea water Aquatic environment protection: Analytical methods, No. 7, MAFF, Directorate of Fisheries Research, Lowestoft (G.B.), 1991

[3] NUREG-1576, EPA 402-B-04-001A, NTIS PB2004-105421, Multi-Agency Radiological Laboratory Analytical Protocols Manual (MARLAP), 2005

[4] CLEVELAND, J.M., The Chemistry of Plutonium, American Nuclear Society, 1979

[5] NF M 60-790-8, Énergie nucléaire — Mesure de la radioactivité dans I’environnement — Sol. Partie 8: Méthodes de mesure des isotopes du plutonium (plutonium 238 and plutonium 239+240) dans les échantillons de sol, 1999

[6] U.S. Department of Energy, The Procedures Manual of the Environmental Measurements Laboratory, HASL-300, 1999

[7] HORWITZ, E.P., New Chromatographic Materials for Determinations of Actinides, Strontium, and Technetium in Environmental, Bioassay, and Nuclear Waste Samples, 1993

[8] HORWITZ, E.P., et al., Separation and Preconcentration of Actinides from Acidic Media by Extraction Chromatography, Analytica Chimica Acta, Vol. 281, pp. 361-372, 1993

...

[10] TALVITIE, N.A., Electrodeposition of Actinides for Alpha Spectrometric Determination, Analytical Chemistry, Vol. 44, No.2, 1972

[11] Weise, K., Hübel, k., Michel, R., Rose, E., Schläger, M., Schrammel, D., Täschner, M., Determination of the detection limit and decision threshold for ionizing radiation measurements — Fundamentals and particular applications; Proposal for a standard, Report FS-05-129-AKSIGMA, Fachverband für Strahlenschutz, TüV-Verlag (Cologne), 2005

[12] ISO 11929, Determination of the characteristic limits (decision threshold, detection limit and limits of the confidence interval) for measurements of ionizing radiation — Fundamentals and application

[13] TCVN 9595-3 (ISO/IEC Guide 98-3), Độ không đảm bảo đo - Phần 3 : Hướng dẫn trình bày độ không đảm bảo đo (GUM:1995)

1 TCVN 6398-9 (ISO 31-9) được thay bằng TCVN 7870-10 (ISO 80000-10)

2) Teflon™ là ví dụ về sản phẩm có bán sẵn trên thị trường. Thông tin này đưa ra chỉ tạo thuận lợi cho người sử dụng tiêu chuẩn và không phải là xác nhận của tiêu chuẩn về sản phẩm này.

3) TRU-Spec® là một ví dụ về sản phẩm có bán sẵn. Thông tin này đưa ra chỉ tạo thuận lợi cho người sử dụng tiêu chuẩn này và không phải là xác nhận của tiêu chuẩn về sản phẩm này.