A
|
Hoạt độ của chất đánh dấu 232U được bổ
sung, tại
ngày đo
|
cA
|
Nồng độ hoạt độ của 238U hoặc 235U hoặc 234U, tính bằng becquerel trên lít
|
|
Ngưỡng quyết định, tính bằng
becquerel
trên
lít
|
|
Giới hạn phát hiện, tính bằng
becquerel
trên
lít
|
|
Giới hạn trên và dưới của
khoảng tin cậy, tính bằng becquerel trên lít
|
R
|
Tổng hiệu suất đo
|
r0,
r0T
|
Tốc độ đếm phông nền trên
giây đối với phân tích urani và chất đánh dấu trong vùng quan tâm (ROI) của
phổ mẫu trắng
|
RC
|
Hiệu suất hóa học
|
rg,
rgT
|
Tốc độ đếm tổng trên giây đối
với phân tích urani và chất đánh dấu trong vùng quan tâm (ROI) của phổ mẫu thử
|
t0
|
Thời gian đếm phông nền, tính bằng giây
|
tg
|
Thời gian đếm mẫu, tính bằng
giây
|
U
|
Độ không đảm bảo mở rộng được
tính bằng U= ku(cA) với k = 1, 2,... tính bằng becquerel trên lít
|
u(cA)
|
Độ không đảm bảo tiêu chuẩn
kèm theo kết quả phép đo, tính bằng becquerel trên lít
|
V
|
Thể tích phần mẫu thử, tính bằng
lít
|
ε
|
Hiệu suất đếm
|
4 Nguyên tắc
Mẫu thử được trộn với phần chất
đánh dấu 232U, sau đó để cân bằng mẫu trước khi phân tích. Sau một chu kỳ
để điều chỉnh trạng thái oxy hóa, việc tách hóa học của urani đạt được bằng bước
làm giàu (ví dụ kết tủa) tiếp theo bước tách đặc trưng (ví dụ sử dụng sắc ký
trao đổi ion).
Thori-230, 226Ra
và 238Th có thể có trong nước và có thể gây nhiễu với việc đếm đồng
vị urani nếu không tiến hành việc tách hóa học để loại bỏ các nhân phóng xạ này ra khỏi phần thử
Chuẩn bị nguồn mỏng để đo bằng
cách lắng đọng điện hóa hoặc cùng kết tủa và được đo bằng phổ anpha sử dụng một
buồng đo kẻ ô hoặc thiết bị loại bán dẫn. Phép đo nằm trong sự tương tác của hạt anpha với môi trường
phát hiện. Sự tương tác này tạo ra một dòng điện, được khuếch đại và tạo ra một xung điện thế tỷ lệ với năng lượng lắng đọng
của hạt anpha đi vào.
Xung điện tử từ detector được
phân tích bằng hệ thống điện tử. Phần mềm phân tích số liệu cung cấp một phổ, trong
đó số lượng xung (số đếm) được ghi trong từng khoảng
năng lượng được hiển thị.
Phân tích tốc độ đếm trong cửa
sổ năng lượng anpha đồng vị
urani cho phép xác định nồng độ hoạt độ của mẫu thử đối với urani-238,
urani-235 và urani-234, sau khi hiệu chính tốc độ đếm mẫu trắng, thể tích của mẫu
thử và tổng hiệu suất đo (hiệu suất hóa học và hiệu suất phát hiện).
Không nhất thiết xác định hiệu
suất hóa học và hiệu suất phát hiện riêng biệt, nhưng được xác định cùng nhau bằng
cách đo tổng hiệu suất đo từ tốc độ đếm thực của 232U, được bổ sung vào như là chất đánh dấu để xác định hiệu suất hóa học.
Để định lượng các chất gây
nhiễu tiềm tàng của thuốc thử, chuẩn bị mẫu
trắng theo cách như đối với mẫu thử. Mẫu trắng này được chuẩn bị bằng dùng nước chuẩn.
Đối với kiểm soát chất lượng,
để định lượng tạp chất tiềm tàng trong dung dịch đánh dấu, cần phải chuẩn bị một
mẫu trắng khác có bổ sung chất đánh dấu.
...
...
...
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
Bảng 2
Đồng vị urani
Chu kỳ bán rã
năm
Năng lượng phát ra chính
keV
Cường độ
%
232
...
...
...
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
5263,48
30,6
5320,24
69,1
233
159,1 (± 2) x 103
4783,5
13,2
4824,2
...
...
...
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
234
2,455 (± 0,006) x 105
4722,4
28,42
4774,6
71,37
235
704 (± 1) x 106
4366,1
...
...
...
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
4397,8
57,19
4414,9
3,01
236
23,43(± 0,06) x 106
4445
26,1
4494
...
...
...
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
238
4,468 (± 0,005) x 109
4151
22,33
4198
77,54
Với một phân giải phổ (Nửa
chiều cao tối đa độ rộng đầy đủ FWHM) của khoảng 20 keV trong trường hợp tốt nhất,
phổ anpha có thể không phân giải dễ dàng 233U và 234U, hoặc 235U và 236U, do năng lượng phát ra của
chúng tương tự nhau; tuy nhiên, thường không gặp 233U và 236U trong các mẫu môi trường.
5 Thuốc thử và thiết bị
5.1 Khái quát
...
...
...
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
Chỉ sử dụng thuốc thử cấp
phân tích được công nhận.
5.2 Thuốc thử hóa học
5.2.1 Nước phòng thử nghiệm, sử dụng làm mẫu trắng, không
có tạp chất phóng xạ hoặc hóa học (ví dụ đồng vị urani), phù hợp với (ISO
3696), loại 3.
Nước mưa mới là một ví dụ về
nước có nồng độ hoạt độ urani rất thấp. Nồng độ hoạt độ urani của nước này có thể được đánh giá tại cùng thời điểm như chất
gây nhiễu từ thuốc thử hoặc sử dụng loại phép đo chính xác khác, ví dụ ion hóa
nhiệt hoặc phổ khối lượng plasma cặp đôi cảm
ứng.
5.2.2 Dung dịch đánh dấu Urani
232,
được dùng để xác định tổng hiệu suất. Nó có thể được dùng để tính hiệu suất hóa
học. Dung dịch được chuẩn bị bằng cách pha loãng một chuẩn phù hợp mà tạo ra được
sự trung nguyên theo chuẩn quốc gia hoặc quốc tế. Dung dịch chất đánh dấu cần
phải đồng nhất và bền.
Cần phải tính nồng độ dung dịch
chất đánh dấu để có thể thêm/bổ sung một lượng nhỏ dung dịch này để nồng độ
trong khoảng hoạt độ chứa trong phần mẫu thử. Ví dụ nồng độ dung dịch đánh dấu
nằm trong khoảng từ 0,05 Bq.g-1 đến 1 Bq.g-1.
Nên kiểm tra hoạt độ và độ
tinh khiết của dung dịch pha loãng chất đánh dấu trước khi sử dụng và tại các
khoảng thời gian như nhau sau khi chuẩn bị. Việc này có thể được thực hiện, ví
dụ bằng cách đếm dung dịch nhấp nháy, nhưng đếm cần được thực hiện với kết quả của nhân phóng xạ bên
trong.Tiến hành phân tích mẫu trắng với chất đánh dấu là một cách có thể để nhận
dạng sự có mặt của bất kỳ chất phân tích đồng vị urani trong chất đánh dấu.
Thori-228 có thể xuất hiện
trong dung dịch chất đánh dấu 232U và có năng lượng rất gần với mẹ 232U
của chúng. Do vậy, việc tách Th với U là cần thiết (Tài liệu tham
khảo [11],[12]) để giảm thiểu nhiễu của 228Th
sao cho hiệu suất đếm của 232U không bị ước lượng quá (xem
Điều 4).
5.3 Thiết bị
...
...
...
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
5.3.1 Máy đo phổ anpha, có buồng ô lưới (với hiệu suất
phát hiện cao, nhưng độ phân giải thấp hơn) hoặc loại bán dẫn (với hiệu suất
phát hiện thấp, nhưng độ phân giải cao hơn). Vận hành tại nhiệt độ không đổi.
Tuân theo hướng dẫn của nhà sản xuất.
Đối với thiết bị loại bán dẫn,
phép đo sử dụng đo phổ anpha phụ thuộc vào tương tác của hạt anpha với ion silicon được cấp phép. Sự tương tác
này làm thay đổi một cách cố định độ dẫn điện của Silicon, tỷ lệ với năng lượng
của các hạt anpha đi vào. Để đạt được phổ phân giải tốt, hệ thống phát hiện cần
được duy trì tại áp suất <1 Pa. Độ phân giải có thể được cải thiện thêm
thông qua việc tăng khoảng cách giữa nguồn và detector.
5.3.2 Pipet, phù hợp để chuyển chính xác
dung dịch đánh dấu urani-232 (ví dụ 100 μL) với độ chính xác tổng trong khoảng ± 1%.
5.3.3 Cân, ví dụ có thể đạt được độ
chính xác đến ± 0,1 mg.
6 Lấy mẫu và bảo quản mẫu
6.1 Lấy mẫu
Điều kiện của lấy mẫu phải
phù hợp với TCVN 6663-3 (ISO 5667-1).
Lọc mẫu để loại bỏ các hạt rắn và sau đó axit hóa đến < pH 2 bằng axit nitric hoặc axit clohyric càng sớm
càng tốt ngay sau khi lấy mẫu trước khi phân tích, như được quy định tại TCVN
6663-3 (ISO 5667-3). Axit hóa trước khi lọc có thể dẫn đến việc chiết ra urani
từ thành phần rắn của mẫu
Điều quan trọng là phòng thử
nghiệm nhận mẫu đại diện, không bị thay đổi trong quá trình vận chuyển hoặc bảo
quản và trong thùng chứa không bị hư hỏng.
...
...
...
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
Nếu cần, mẫu cần phải được bảo
quản theo TCVN 6663-3 (ISO 5667-3).
7 Tách và đo
7.1 Các bước hóa học
Việc tách và kế hoạch chuẩn bị
mẫu được đề xuất nêu trong Phụ lục A, Phụ lục B và Phụ lục C.
7.2 Đo
7.2.1 Kiểm soát chất lượng
Cần phải đo các nguồn kiểm
soát chất lượng thiết bị để xác nhận rằng thiết bị đo có tính năng làm việc này
nằm trong giới hạn đã định.
Có thể áp dụng một nguồn mỏng
239/240Pu (nguồn phát anpha khác như 230Th, 239Pu,
244Cm và 241Am cũng có thể áp dụng) để kiểm tra hiệu chuẩn
năng lượng và sự phân giải (phát anpha trong vùng năng lượng 5,10 MeV đến 5,20
MeV), và không có phân rã đáng kể trong khoảng thời gian làm việc của nguồn.
7.2.2 Hiệu suất hóa học
...
...
...
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
Hiệu suất hóa học Rc
của quá trình có thể được tính theo Công thức (1):
(1)
Tổng hiệu suất R là tích số của hiệu suất hóa học và hiệu suất đếm ε.
Tổng hiệu suất, R, được tính
từ phổ của mẫu theo Công thức (2):
(2)
7.2.3 Phông nền
Tốc độ đếm phông nền của từng detector được xác định
với một hỗ trợ nguồn trống; Việc này kéo dài ít nhất bằng thời gian đếm của một mẫu.
...
...
...
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
Giá trị phân tích mẫu trắng
(nghĩa là phân tích tiến hành với nước phòng thử nghiệm không chứa đồng vị
urani không thêm chất đánh dấu) cần phải được so sánh với tổng giá trị phông nền
thu được từ cùng detetor.
Giá trị này cần phải được so
sánh với giá trị phông nền đo được từ hỗ trợ nguồn trống trong vùng năng lượng của
đồng vị urani và của chất đánh dấu để đảm bảo rằng không có sự nhiễm bẩn thuốc
thử hoặc thiết bị phòng thử nghiệm.
r0 là giá trị trắng hoặc có thể
là giá trị phông nền của detector nếu tương tự nhau.
8 Biểu thị kết quả
8.1 Biểu diễn phổ
Nồng độ hoạt độ của đồng vị
urani khác nhau được tính bằng cách tính tổng số đếm trong vùng quan tâm tương ứng
(ROI) đối với từng chất phân tích đồng vị urani và trong ROI tương ứng với pic
chất đánh dấu.
Kết quả của các tổng này được
chia cho thời gian đếm và cho tốc độ đếm tổng.
Tốc độ đếm tổng được hiệu
chính về phông nền hoặc nếu cần, sự đóng góp của mẫu trắng trong cùng ROI.
Đối với urani-235, cần tính đến
hệ số hiệu chính trong phần trăm phát ra trong ROI của nó: vì đồng vị này có 21
hạt anpha phát ra, rất khó để bắt được tất cả chúng trong ROI kinh điển. Thường
đạt được khoảng 80%.
...
...
...
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
Ký hiệu được dùng được định
nghĩa ở Điều 3.
Nồng độ hoạt độ, cA,
của nhân phóng xạ có trong mẫu, tính bằng becquerel trên lít, được tính theo Công thức (3):
(3)
8.3
Độ không đảm bảo chuẩn
Trong trường hợp đo nồng độ
hoạt độ nhân phóng xạ bằng phương pháp phổ anpha, những độ không đảm bảo cơ bản
của các thông số sau đây là được duy trì.
a) Số đếm tổng từ đồng vị
urani và chất đánh dấu đo được;
...
...
...
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
c) Hoạt độ của chất đánh dấu;
d) Thể tích của mẫu thử.
Độ không đảm bảo khác có thể được bỏ qua theo lấy xấp xỉ trước
(thời gian đếm,...).
Theo TCVN 9595-3 (ISO/IEC Guide 98-3)[1], độ không đảm bảo kết hợp CA
có thể được tính theo Công thức:
(4)
Trong đó độ không đảm bảo của
thời gian đếm có thể bỏ qua và độ không đảm bảo chuẩn của w, được tính theo Công thức
(5):
(5)
...
...
...
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
(6)
Trong đó bao gồm tất cả độ không đảm bảo đo có liên quan đến hoạt độ
của chất đánh dấu: hoạt độ của dung dịch chuẩn, việc chuẩn bị dung dịch đánh dấu,
và việc bổ sung dung dịch đánh dấu vào mẫu; hiệu chính về nhiễu, v.v...
Để tính giới hạn đặc tính, cần
tính (xem ISO 11929) nghĩa là độ không đảm
bảo kết hợp của cA là hàm số của giá trị thực của
nó, theo Công thức:
(7)
CHÚ THÍCH Nếu
khối lượng của phần mẫu thử, m, được dùng, nó được biểu thị theo gam.
Các phép tính trung gian được thực hiện
với công thức tương tự. Nồng độ hoạt độ cũng có thể được chuyển
thành hoạt độ riêng [m thay cho V trong Công thức
(3) và (5)]. Nếu hoạt độ trên thể tích được chuyển bằng cách chia cho mật độ p
tính bằng gam trên lít, độ không đảm bảo gắn với mật độ được cộng thêm trong
Công thức (5).
8.4
Ngưỡng quyết định
Theo ISO 11929, ngưỡng quyết
định, c*A tính bằng becquerel trên lít,
thu được từ Công thức (7) với :
...
...
...
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
(8)
Trong đó α = 0,05 với k1- α = 1,65, giá trị thường được chọn
mặc định.
8.5 Giới hạn phát hiện
Giới hạn phát hiện tính bằng becquerel trên lít, được tính bằng cách giải Công thức (9):
(9)
Giới hạn phát hiện có thể được
tính bằng cách giải Công thức (9) với hoặc đơn giản hơn bằng cách lặp lại phép tính xấp xỉ với giá trị bắt đầu cho vế
phải của Công thức (9)
Với k1-α = k1-β
= k;
...
...
...
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
Giá trị α = β = 0,05 và do đó k1-α = k1-β
= 1,65
thường được chọn mặc định.
9 Báo cáo thử nghiệm
Báo cáo thử nghiệm cần phù hợp
với các yêu cầu của TCVN ISO/IEC 17025. Báo cáo thử phải bao gồm các thông tin
sau:
a) Phương pháp thử đã áp dụng,
viện dẫn tiêu chuẩn này;
b) Tất cả các thông tin cần
thiết để nhận biết đầy đủ mẫu;
c) Các đơn vị để biểu thị kết
quả;
d) Kết quả thử, cA ± u(cA) hoặc cA±U, với giá trị k được kèm theo.
Có thể đưa ra các thông tin bổ
sung như:
e) Xác suất, α,β và (1-γ);
...
...
...
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
g) Tùy thuộc vào yêu cầu của
khách hàng, có những cách khác nhau để thể hiện kết quả:
1) Nếu nồng độ hoạt độ, cA, được so sánh với ngưỡng quyết
định (xem ISO 11929) thì kết quả của phép đo cần phải thể hiện là nếu kết quả thấp hơn hoặc bằng ngưỡng
quyết định;
2) Nếu nồng độ hoạt độ phóng
xạ, cA, được so sánh với giới hạn
phát hiện, kết quả của phép đo cần phải thể hiện nếu kết quả thấp
hơn hoặc bằng giới hạn phát hiện.
Nếu giới hạn phát hiện vượt
quá giá trị khuyến cáo, cần phải
lập thành tài liệu rằng phương pháp không phù hợp với mục đích của phép đo.
h) Đề cập đến thông tin liên
quan có thể ảnh hưởng hoặc giải thích các kết quả.
Phụ lục A
(Tham khảo)
Tách hóa học
urani
...
...
...
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
Nếu cần thực hiện trên mẫu
thô, việc loại bỏ chất rắn lơ lửng cần phải được thực hiện càng sớm càng tốt
ngay sau khi lấy mẫu.
Lấy một phần mẫu thử V lít
(ví dụ 0,5 L) hoặc xác định khối lượng m theo kilogam để phân tích.
Axit hóa phần mẫu thử đến pH
< 2.
Có một số khả năng để tách
hóa học urani. Các ví dụ được nêu trong A.2.
A.2 Các ví dụ tách và tinh chế
urani
Quy trình này được dựa trên Tài liệu tham khảo [4], [11],
[12],
A.2.1 Thuốc thử
Ngoại trừ có quy định khác,
chỉ sử dụng thuốc thử cấp phân tích được công nhận và nước cất hoặc nước đã loại khoáng
hoặc nước có độ tinh khiết tương đương.
A.2.1.1 Axit nitric đậm đặc, w(HNO3) = 65% (theo khối lượng).
...
...
...
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
A.2.1.3 Muối hoặc dung dịch mang. Canxi phosphat [Ca3(PO4)2] hoặc yttri clorua (YCI3),
hoặc ion(lll) clorua (FeCI3).
A.2.1.4 Nhựa trao đổi ion hoặc nhựa
chiết sắc ký.
A.2.1.5 Axit clohydric, c(HCI): 9 mol/L, 8 mol/L, 3
mol/L, 0,1 mol/L, 0,01 mol/L.
A.2.1.6 Axit nitric, c(HNO3): 7,2 mol/L, 7 mol/L, 6 mol/L, 3 mol/L.
A.2.1.7 Dung dịch axit clohydric
trong axit oxalic. Hòa tan 5 mol HCI trong 1 L C2H2O4 0,05 mol/L.
A.2.1.8 Dung dịch nhôm nitrat trong
axit nitric. Hòa tan 1 mol AI(NO3)3 trong 1 L HNO3 3 mol/L.
A.2.1.9 Nước phòng thử nghiệm, được dùng làm mẫu trắng,
không có tạp chất phóng xạ hoặc tạp chất hóa học (ví dụ đồng vị urani), phù hợp
với TCVN 4851 (ISO 3696), loại 3.
A.2.2 Thiết bị
Thiết bị phòng thử nghiệm
thông thường và các thiết bị 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
A.2.2.2 Bếp điện
A.2.2.3 Máy ly tâm
và các ống ly tâm
A.2.3 Bổ sung chất
đánh dấu
Thêm một hoạt độ A của chất
đánh dấu 232U
tương tự
với hoạt độ của đồng vị urani được đo trong phần mẫu thử.
Để chất đánh dấu cân bằng với
mẫu bằng cách làm ấm.
CHÚ THÍCH Thời gian bán rã của 232U là 70,6 ± 1,1 năm, xem Tài liệu tham khảo (8).
Nhân phóng xạ nguồn gốc con
cháu ... (228Th, 224Ra,...)
phát triển từ 232U, và có thể gây nhiễu với các chất phân tích khác
Thori-228 có thể nẩy bật trở
lại vào detector từ phân rã 232U,
và phông nền đối với từng detetor cần phải được giám sát đối với nguồn gây nhiễu
tiềm tàng này.
A.2.4 Bước làm
giàu
...
...
...
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
Có thể cùng kết tủa urani với sắt (III) hoặc yttri hydroxyt hoặc
canxi phosphat.
Thêm một lượng dư muối hoặc
dung dịch mang tương ứng (A.2.1.3).
Khuấy và điều chỉnh pH đến 9 để kết tủa hydroxyt hoặc
pH bằng 12 để kết tủa phosphat bằng
dung dịch amoni đậm đặc (A.2.1.2).
Để cho kết tủa.
Ly tâm (A.2.2.3) và gạn bỏ dịch
nổi phía trên.
Rửa với nước.
Ly tâm và gạn bỏ dịch nổi
phía trên.
A.2.5 Tách và
tinh chế
A.2.5.1 Lựa chọn
trao đổi anion
...
...
...
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
Chuẩn bị một cột chứa 5 g nhựa
trao đổi ion1) (A.2.1.4) với 8% liên kết ngang và cỡ hạt bằng 100 mesh đến
200 mesh (đường kính khoảng 1 cm và dài khoảng 7,5 cm), và ổn định hóa bằng 10 mL axit clohydric 8 mol/L.
Đưa mẫu vào cột, và để mẫu đi
qua cột.
Rửa cột hai lần bằng 15 mL axit
clohydric 8 mol/L; loại bỏ dung dịch rửa giải. Thori và radi được loại bỏ bằng bước xử lý này.
Rửa cột bằng 10 mL axit
clohydric 3 mol/L (A.2.1.5), loại bỏ dung dịch rửa giải. Neptuni và plutoni được
loại bỏ bằng bước xử lý này.
Rửa cột bằng không nhiều hơn
15 mL axit nitric
7,2 mol/L
(A.2.1.6). Sắt được loại bỏ bằng bước xử lý này.
Chuyển urani từ cột bằng cách
rửa với 10 mL axit clohydric 0,1 mol/L (A.2.1.5) và thu lấy dịch rửa giải trong
bình thủy tinh sạch.
Dung dịch này đã sẵn sàng để sử dụng trong việc chuẩn bị nguồn đo phổ anpha.
A.2.5.2 Lựa chọn
chiết sắc ký
Chuyển kết tủa (A.2.4) vào
bình sạch có ghi nhãn, và sau đó hòa tan kết tủa trong axit nitric 6 mol/L (A.2.1.6).
...
...
...
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
Nếu cần loại bỏ plutoni,
neptuni và thori (Tài liệu tham khảo [11], trước tiên chuẩn bị một cột chiết sắc ký đã nhồi sẵn
chứa 2 ml nhựa đặc trưng (A.2.1.4) và cỡ
hạt từ 100 mesh đến 150 mesh, và ổn định hóa bằng 5 mL HNO3 3 mol/L (A.2.1.6):
- Đưa mẫu vào cột, và để mẫu
đi qua cột;
- Rửa cột bằng 5 mL HNO3
3 mol/L; dịch rửa giải cột chửa urani - thori và radi được giữ lại bằng môi trường
chiết sắc ký2) (như là plutoni và neptuni).
Chuẩn bị tiền cột môi trường
sắc ký urani đặc trưng3) có chứa 2 mL nhựa và cỡ hạt
từ 100 mesh đến 150 mesh, và điều kiện bằng 5 mL HNO3 3 mol/L (Tài liệu tham khảo [8]):
- Đưa mẫu vào cột, và để mẫu
đi qua cột;
- Rửa cột bằng 6 mL HNO3 3 mol/L; gạn bỏ dịch rửa giải cột;
- Rửa cột bằng 5 mL axit
clohydric 9 mol/L (A.2.1.5) - nhựa được
chuyển thành dạng clorua;
- Rửa cột bằng 20 mL dung dịch
axit clohydric trong axit oxalic (a.2.1.7) để loại bỏ thori, plutoni và neptuni có thể có;
- Chuyển urani tinh khiết ra
khỏi cột bằng cách rửa chúng với 15 mL axit clohydric 0,01 mol/L (A.2.1.5) và
thu lấy dịch rửa giải trong một bình thủy tinh sạch.
...
...
...
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
A.2.5.3 Thông tin
về lựa chọn kỹ thuật chuẩn bị nguồn
Cả hai phương pháp lắng đọng
điện phân và vi kết tủa đã được sử dụng phổ biến để chuẩn bị nguồn lớp mỏng để
đếm đồng vị urani bằng phổ anpha. Lựa chọn phương pháp chuẩn bị nguồn tùy thuộc vào phòng thử nghiệm. Mỗi phương pháp có ưu điểm
riêng của nó. Phương pháp lắng đọng điện phân thường thu được phân giải năng lượng
tốt hơn, trong khi phương pháp vi kết tủa tiết kiệm thời gian để chuẩn bị nguồn
và dễ thiết lập hơn cho các quá trình xử lý theo mẻ đối với năng suất phân tích
mẫu cao. Cả hai phương pháp có thể bị ảnh hưởng bởi tự có mặt của tạp chất có
trong nền mẫu. Ví dụ, dư lượng hữu cơ trong mẫu có thể cho hiệu suất đếm thấp
hơn và dung dịch kém đối với nguồn anpha được chuẩn bị bằng lắng đọng điện
phân; mặt khác, mức canxi miligam trong mẫu gây ra nguồn anpha dày hơn sử dụng
phương pháp vi lắng đọng florua.
Phụ lục B
(Tham khảo)
Chuẩn bị
nguồn bằng lắng điện phân
B.1 Nguyên lý
Sử dụng nguồn điện một chiều
DC để áp dụng điện thế khác nhau giữa hai điện cực, 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.
B.2 Thuốc thử
...
...
...
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
B.2.1 Axit nitric, đậm đặc, w(HNO3)
= 65% theo khối lượng.
B.2.2 Natri sunphat, c(Na2SO4)
= 0,3 mol/L.
B.2.3 Axit sunphuric, đậm đặc, w(H2SO4)
= 95% đến 97% theo khối lượng.
B.2.4 Thymol xanh, 0,4 g L-1.
B.2.5 Amoni, đậm đặc, ρ(NH4OH)
= 250 g L-1.
B.2.6 Axit sunphuric, ρ(H2SO4)
= 10 g L-1.
B.2.7 Amoni hydroxyt, ρ(NH4OH) =
1 g L-1.
B.2.8 Nước phòng thử nghiệm, được dùng làm mẫu trắng,
không có tạp chất hóa học hoặc tạp chất phóng xạ (ví dụ đồng vị urani), phù hợp
với TCVN 4851 (ISO 3696) loại 3.
B.3 Thiết bị,
dụng cụ
...
...
...
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
B.3.1 Ngăn điện phân làm bằng thủy tinh hoặc
polyetylen
B.3.2 Dây platin (anot)
B.3.3 Khay hoặc dĩa làm bằng
thép không gỉ (catot) có đường kính phù hợp với
ngăn điện phân.
B.3.4 Nguồn điện một chiều
B.3.5 Bếp điện
B.3.6 Đĩa Petri
B.4 Quy trình
B.4.1 Khái quát
Quy trình này được dựa trên
Tài liệu tham khảo [13] và ASTM C1284[2].
...
...
...
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
Quy trình này đề cập đến thiết bị lắng điện phân được thiết
kế cho lắng đọng lên đĩa thép không gì có đường kính nhỏ (xem Hình B.1). Quy trình lắng điện phân đối với các loại thiết bị này
được tiến hành như sau:
Đặt đĩa thép không gỉ sạch và được khử dầu (B.3.3) vào tổ
hợp nắp đậy.
Bắt vít ngăn điện phân
(E.3.1) với nắp đồng bộ.
Nạp đầy ngăn điện phân bằng
nước để kiểm tra rò rỉ.
Đổ hết nước ở ngăn điện phân.
Cố định dây platin (E.3.2)
theo hướng vuông góc với giá đỡ.
Kẹp đầu thấp của dây với mặt
tiếp xúc của đĩa hỗ trợ; khoảng cách giữa dây và đĩa khoảng 3 mm.
B.4.3 Lắng đọng
điện phân
Sử dụng dung dịch chuẩn bị
thu được ở bước tách hóa học (Phụ lục A), ví dụ, tiến hành các thao tác 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
Thêm 1 mL HNO3 đậm đặc (B.2.1) và làm bay hơi đến gần khô kiệt. Lặp lại
bước này ba lần.
Thêm 1 mL dung dịch Na2SO4
(B.2.2) và làm bay hơi đến khô kiệt.
Thêm 500 µl H2SO4 đậm đặc (B.2.3).
Thêm 10 mL nước và 3 giọt
thymol xanh (B.2.4) và khuấy.
Điều chỉnh pH đến khoảng từ
2,1 đến 2,3 bằng cách thêm dung dịch amoni đậm đặc (B.2.5) (thay đổi từ màu đỏ sang da cam).
Chuyển dung dịch này (thể
tích cuối cùng từ 10 mL đến 15 mL) vào ngăn điện phân.
Tráng cốc bằng H2SO4 loãng (B.2.6) để pH được điều chỉnh trước đó đến
2,3 và thêm dung dịch tráng này vào ngăn điện phân.
Lắp đặt anot và tiến hành lắng
điện phân (B.3.4) tại dòng điện không đổi (khoảng 0,1 A.cm2) trong
khoảng 2 h.
Để nguội ngăn, nếu cần.
...
...
...
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
Đợi 1 min, tháo bỏ anot trước
khi bộ phát tắt và nhanh chóng đổ hết dung dịch trong ngăn điện phân.
Tháo dỡ thiết bị, tráng đĩa bằng
nước, sau đó bằng NH4OH (B.2.7), và sấy khô (nếu cần) trên bếp điện (B.3.5)
Nhận dạng đĩa và đặt đĩa vào
trong đĩa Petri làm bằng nhựa (B.3.6)
Nguồn đã sẵn sàng để đo phổ
anpha.
CHÚ DẪN:
1 Anot
2 Lọ chất
nhấp nháy
3 Khay
...
...
...
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
5 Giá đỡ
Hình B.1 - Sơ đồ ngăn lắng điện phân
Phụ lục C
(Tham khảo)
Chuẩn
bị nguồn bằng cách cùng lắng đọng
C.1 Nguyên lý
Đồng vị urani được thu hồi bằng
cách lắng đọng sử dụng ceri florua.
C.2
Thuốc thử
...
...
...
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
C.2.1
Axit clohydric, c(HCI) = 0,2 mol/L.
C.2.2 Amoni, đậm đặc, ρ(NH4OH)
= 25 g.L-1
C.2.3 Dung dịch mang ceri, 155 mg ceri (III) nitrat ngậm
sáu phân tử nước hòa tan trong 100 mL nước.
C.2.4 Axit flohydric, ρ(HF) = 400 g L-1 hoặc dung dịch amoni florua,
ρ (NH4F) = 100 g.L-1.
C.2.5 Dung dịch titan triclorua, ρ(TiCI3) =
15 g.L-1.
C.2.6 Nước phòng thử nghiệm, được dùng làm mẫu trắng,
không có tạp chất hóa học hoặc tạp chất phóng xạ (ví dụ đồng vị urani), phù hợp
với TCVN 4851 (ISO 3696), loại 3.
C.3
Thiết bị, dụng cụ
Thiết bị phòng thử nghiệm
thông thường và các thiết bị, dụng cụ sau:
C.3.1
Màng lọc xelulo este, đường kính lỗ 0,1 μm.
...
...
...
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
C.3.3 Hệ thống lọc
C.4
Quy trình
Quy trình này được dựa trên
ASTM C1163[3].
Sử dụng dung dịch đã chuẩn bị
quy trình tách hóa học urani (Phụ lục A), tiến hành ví dụ theo các thao tác sau
trong dung dịch HCI (C.2.1).
Thêm 0,2 mL dung dịch mang
ceri (C.2.3).
Thêm 0,5 mL dung dịch titani
triclorua (C.2.5).
Thêm 1 mL dung dịch HF hoặc 1
mL dung dịch NH4F (C.2.4)
Điều chỉnh pH đến 1,9 bằng
cách thêm NH4OH (C.2.2).
Khuấy, sau đó để lắng trong
15 min.
...
...
...
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
Để kết tủa khô ngoài không
khí, sau đó gắn màng với đĩa thử hoặc đĩa thép không gỉ (C.3.2).
Nguồn đã sẵn sàng để đo phổ anpha.
Phụ lục D
(Tham khảo)
Sự xuất hiện của đồng vị urani
Urani phân bố rộng khắp trong
tự nhiên, xuất hiện trong đá granit và các loại trầm tích khoáng khác. Urani được
dùng chủ yếu làm nhiên liệu trong nhà máy điện hạt nhân. Urani có trong môi trường
nước là do kết quả của sự ngấm từ trầm tích tự nhiên, giải phóng vào quặng đuôi
của nhà máy nghiền, phát thải từ công nghiệp hạt nhân, đốt cháy than và các
nhiên liệu khác và do sử dụng phân lân.
Nồng độ trong lớp vỏ trái đất
thay đổi từ 0,3 μg.g-1 đến 12 μg.g-1 (Tài liệu tham khảo [5]). Trong nước mặt, nước ngầm
và nước đại dương, mức thay đổi từ nhỏ hơn 1 μg.g-1 đến hơn 10 μg.g-1 (Tài liệu tham khảo [6]).
Urani là độc hại hóa học (Tài
liệu tham khảo [6]). Tất cả đồng vị urani là phóng xạ. Có ba đồng vị xuất hiện
trong tự nhiên (Tài liệu tham khảo [7] [8]). Xem Bảng D.1 và D.2.
...
...
...
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
Đồng vị urani
Đa dạng khối lượng
234U
0,00005363 ± 0,00000016
235U
0,007204 ± 0,000006
238U
0,992742 ±0,000010
Bảng D.2
...
...
...
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
238U/234U
1
238U/235U
21
Các tỷ lệ đồng vị khác nhau từ
các tỷ lệ trong Bảng D.2 là thường quan sát được trong nước (xem Tài liệu tham
khảo [9] [10]).
Đồng vị urani khác như
urani-232, urani-233 và urani-236 cũng tồn tại. Urani-232 thường được dùng làm
chất đánh dấu cho phép đo phổ anpha. Urani-233 và urani-236 thường ít gặp trong
mẫu môi trường.
Số liệu hạt nhân có thể được
dùng để chuyển nồng độ đồng vị urani, ví dụ tính theo gam trên lít, thành nồng
độ hoạt độ đồng vị urani, tính theo becqueral trên lít, và ngược lại (xem Tài
liệu tham khảo [7]), Xem Bảng D.3.
Bảng D.3
Đồng vị urani
...
...
...
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
năm
Hoạt độ riêng
Bq.g-1
24U
2,455 (± 0,006) x 105
2,312 x 108
235U
704 (±1) x 106
7,997 x 104
...
...
...
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
4,468 (± 0,005) x 109
1,244 x 104
Thư mục tài liệu tham khảo
[1] ISO/IEC
Guide 98-3, Uncertainty
of measurement - Part 3: Guide to the expression of uncertainty in measurement
(GUM: 1995)
[2] ASTM
C1284, Standard
practice for electrodeposition of the actinides for alpha spectrometry
[3] ASTM
C1163, Standard practice for mounting
actinides for alpha spectrometry using neodymium fluoride
[4] ASTM
D3972, Standard test method for isotopic
uranium in water by radiochemistry
[5] UNSCEAR Sources and effects of
ionizing radiation. United Nations Scientific Committee to the Effects of
Atomic Radiation, Vienna, 2008
...
...
...
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
[7] BIPM Monographie BIPM-5. Sevres: Bureau International des Poids et Mesures. Available
(viewed 2013-01-09) at: http://www.bipm.orq/fr/publications/monoaraphie-ri-5.html
[8] Laboratoire
National Henri Becquerel Nuclear data
base: Decay data evaluation project. Available
(viewed 2013-01-08) at http://www.nucleide.org/DDEP WG/DDEPdata.htm
[9] L. Pourcelot, B. Boulet, C. Le Corre, J. Loyen, C. Fayolle,
D. Tournieux Isotopic evidence of natural uranium and spent fuel uranium releases
into the environment. J. Environ. Monit. 2011, 13 pp. 355-361
[10] M. Ivanovich, R.S. Harmon eds. Uranium series
disequilibrium: Applications to earth, marine and environmental sciences.
Clarendon Press, Oxford, Second Edition, 1992
[11] E. Technologies ACW01 - Uranium and thorium in water
analytical procedure. Available (viewed 2013-05-28) at:http://www.eichrom.com and http://www.triskem-international.com (2001)
[12] E. Technologies ACW02 - Uranium in water analytical
procedure. Available (viewed 2013-05-28) at http://www.eichrom.com and http://www.triskem-international.com
[13] N.A. Talvitie Electrodeposition of actinides for alpha
spectrometric determination. Anal. Chem. 1972, 44 pp. 280-283