GB T 13071-1991 地质水样中U234 U238、TH230 TH232放射性比值的测定方法.pdf

1、5国中华人民共和国国家标准GBjT 1 3 0 7 1 - 9 1 地质水样中234U/238U, 230Th/232Th放射性比值的测定方法脚lethodof detem重ngthe radioactive ratios of 234U j238U ,230Thj232Th in段。logiIwater san制es1991-07-15发布1992-06-01实施国家技术监督局发布目次l 主题内容与适用范围. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ( 1 ) 2 引用标准. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2、. . . ( 1 ) 第一篇P350吸附树脂萃取色层分离法. . . ( 1 ) 3 方法提要. . . . . . . . . . . . . . ( 1 ) 4 试剂 . . . . . . . . . . . . . . . . . ( 1 ) 5 仪器设备. . . . . . . . . . . . . .( 2 ) 6 样品. . . . . . . . . . . . . . . (3) 7 分析步骤. . . . . . . . . . . .( 3 ) 8 分析结果的计算. .-. . . . . . . . . . . . . . (5) 9 精密度. . . . . .

3、 . . . . . . . ! . (5) 第二篇CL-TBP萃淋树脂萃取色层分离法. (6) 10 方法提要. . . . . . . . . . . . . . . . . . . (6) . 11 试剂. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (6) 12 仪器设备. . . . . . . . . . . . .( 6 ) 13 样品. . . . . . . . . . . (7) 14 分析步骤. . . . . . . . . (7) 15 分析结果的计算. . . . . . . . . . . . (8) 16 精密度. . . . .

4、 . . . . . . . . . (9) 中华人民共和国国家标准地质水样中234U/23旬，230Th/232Th放射性比值的测定方法Method of determing the radioactive ratios of 剧U/ 238U ,230Th j232Th in geological water samples 1 主题内容与道用范围GB/ T 1 3071 - 91 本标准规定了P350吸附树脂萃取色层分离法;CL-TBP萃淋树脂萃取色层分离法测定5升地质水样中肌U/23BU ，230Thj232Th放射性比值的方法。本标准适用于5升地质水样中23U/ 238U ，230T

5、hj232Th的测定。对于5升环境水样中23Uj238U ,230Thj232 Th的测定，亦应参照使用。测定范围铀应大于1.23 X 0-3 Bq/L 仕应大于J.23 X 10 BqL 230Thj232Th 应不大于15。2 引用标准GB 6379 测试方法的精密度通过实验室间试验确定标准测试方法的重复性和再现性第一篇P350吸附树脂萃取色层分离法3 方法提要取水样5升，加入硝酸酸化后，加载体三氯化铁与氧化氨，用氨水调pH，使铀牡富集呈氢氧化物沉淀。沉淀用浓硝酸溶解，制备成的上柱溶液，通过P350萃取色层柱后，与其他干扰元素分离，使铀牡纯化。用盐酸洗脱址，再用氟化纳洗脱铀。用电沉积方法制

6、备址和铀的源。分别在能谱仪上测量铀，仕同位京的m能谱曲线，并求得其比值。4试*1除注明外均为分析纯试剂，配制溶液用水为蒸锢水或去离子水。4. 1 平衡铀标准溶液取标准平衡原生铀矿，用王水(4.16)加热溶解，蒸至近干，加硝酸(4.7)用水溶解，并稀择至刻度，摇匀。4. 2 平衡仕标准榕液国家技术监督局1991-07-15批准1992-06-01实施1 G8/ T 13071一-9 1 取硝酸牡(已达放射性平衡)，用硝酸(4.)加热j奋解，用;.1(稀释至刻度，摇匀。4.3 二兰氧化铁FeCl3.6H2015 % (l7I / m). 4. 4 草酸镀(NH4)2C01.H205%(，旷m)。4

7、. 5 氯化镀2% (m/m)。4.6氨水密度0.91g/ mL. 4. 7硝酸密度1.42g/ mL. 4.8 氢氟酸。4.9高氨酸密度l.73 g/mL。4. 10 P350(甲基磷酸二甲庚脂)。4. 11 200号溶剂煤油。4. 12 X-5吸附树脂聚二乙烯苯6080目。4.13无水乙醇宿度0.78g/mL. 4. 14盐酸密度.19 g/ mL. 4. 15 盐酸3 mol/L。4.16王水三份盐酸(4. 4)一份硝酸(4.7)混合(V/V)。4.17 氟化铀0.2 % (m/叫。4.18 硝酸铝Al(N03)3 9日20。4. 19 上柱液15%的硝酸(4.7)，15%的硝酸铝(4.

8、18)混合液。4.20 洗涤液15%的硝酸(4.7)，2%酒石酸混合液。4.21 色层柱的制备4.21.1 X-5吸附树脂的处理将树脂装入一支底部垫有玻璃纤维的大交换柱内，用无水乙醇(4.13)洗涤，以除去残存的制孔剂，一直洗至在承接的几滴流出液中加入一滴水后无浑浊出现为止，抽滤，取出后，放在红外灯下或烘箱内，控制温度在80.C左右，烘至无乙醇气味为止。装入磨口瓶内备用。4.21.2 P350煤油溶液(60%)取60mL P350( 4. 10)用煤油(4. 1)稀释至100mL。4.21 . 3 制备色层柱称取10g干树脂(4.21.1)放入150mL烧杯中，加入25mL P350煤油溶液(

9、4.21.2)充分搅拌，在水浴上蒸至无煤油味后，将拌好的色层粉用上柱液(4.19)浸泡4h以上，换用蒸馆水，以半浆糊状装入色层柱(5.11)中，柱底垫以玻璃纤维，色层粉上部压以玻璃纤维，色层柱自滴流量为0.8.1.0 mL/min。新装的色层柱用15mL上柱液(4.19), 15 mL盐酸(4.15), 8 mL氟化纳(4.17)，20mL水淋洗，依次反复淋洗23次，在使用之前用15mL上柱液(4.19)平衡备用。4. 22 铀、牡电沉积液的制备4.22.1 铀电沉积液称取2g氯化锻(1.5)和5g草酸镀(4.4)，溶解于100mL水中，用盐酸(4.14)调pH为6。4.22.2 牡电沉积液称

10、取2g氯化镀(4.5)和5g草酸镀(4.的，溶解于100mL水中，用盐酸(4.14)调pH为2。5 仪器设备5. 1 金硅面垒半导体探测器。5. 2 探测真空室。5.3 真空泵:真空度小于13Pa。5.4 电荷灵敏放大器。2 GB/T 1 3 0 7 1 - 9 1 5.5 线性放大器。5. 6 偏压电摞:输出电压0300V。可调，稳定度不劣于土0.2%。5. 7 多道能谱仪不少于256道。5.8 川Am、铀或仕标准源。5. 9 直流稳定电源。5.10 钳电极。5.11 不锈钢圆片。5. 12 电沉积槽g体积20cm3左右。5.13 恒温水浴箱。5. 14 色层柱。c7mmX70 mm。6样品

11、取水样时，要使其尽量清澈，若有浑浊，应先过滤，然后立即加入硝酸(4.7)酸化至pH12。7 分析步骤7.1 水样预处理量取5升酸化后的水样，倒入5升烧杯中加热煮沸，加三氯化铁(4.3)3mL及氧化镀(4.5)15g，充分搅拌，然后缓缓地加入氨水(4.6)，边加边搅拌，调节pH至89，此时有沉淀析出，放置2小时以上，用虹吸管吸去上层清液。7.2 铀、牡的分离将上述沉淀用2030mL硝酸(4.7)溶解于400mL的烧杯中，蒸至5mL左右，加硝酸(4.7)5mL , 氢氟酸(4.8)1mL，蒸干冒尽白烟后，用15mL上柱液(4.19)溶解盐类，加热煮沸后，使其通过己用上柱液(4.19)平衡好的色层柱

12、待流干后，用20mL上柱液(4.19)洗烧杯23次，用20mL洗涤液(4.20)洗色层柱23次，使其铀牡纯化。然后用20mL盐酸(4.15)洗脱牡;用10mL氟化锅(4.17)洗脱铀，铀仕溶液分别承接于50mL烧杯中。7.3 电沉积制备源7.3.1 制备铀源在分离纯化后的溶液中加入硝酸(4.7)1mL，高氯酸(4.9)0.5mL放在电炉上蒸至白烟冒尽，取下烧杯，稍冷却，加入盐酸(4.14)1mL，低温蒸干，取下烧杯，稍冷却，用10mL铀电沉积液(4.22.1)溶解盐类，倒入电沉积槽(5.12)内，将电沉积槽移入水温约为70.C的恒温水浴箱(5.13)中，接通电源(5.的，将电流调至1.2 A，

13、此时，电沉积液的pH为6，当通电30min左右，pH由6升到8，再由8降到2，此时加入三滴氨水(4.的，再延续35min后，切断电源，取出阴极片，用水冲洗后凉干，编好号，待测。7.3. 2 制备牡源在分离纯化后的仕溶液中加入硝酸(4.7)1mL，高氯酸(4.9)0.5mL，放在电炉上蒸至自烟冒尽，取下烧杯，稍冷却，加入盐酸(4.14)1 mL，低温蒸干，取下烧杯，稍冷却，用10mL牡电沉积液溶解盐类，倒入电沉积槽(5.12)内，将电沉积槽移入水温约为70C的恒温水洛箱(5.13)中，接通电源(5.9)将电流调至1.4 A，此时，电沉积液的pH为2，当通电40min左右，pH由2升到8，再由8降

14、到2，此时，加入三滴氨水(4.的再延续35min后，切断电源，取出阴极片，用水冲洗后凉干，编好号，待测。7.4 测量7.4.1 工作条件的选择且测量能量分辨率:将川Am或铀，仕源(5.8)放在探测真空室(5.2)内，抽真空。测量能谱曲线。按式(1)汁算能量分辨率(R)。3 GB/T 1 3 0 7 1 - 9 1 AE R(%) =X 100 . .( ) 式中:E一一为能量最大或然值FE-为最大分布值之一半相应的能量宽度。能量分辨率应小于2%。b. 确定探测器的工作电压:改变偏压电源(5.6)的电压，测出相应的能量分辨率。最佳能量分辨率所对应的偏压为金硅面半导体探测器(5.1)的工作电压。已

15、改变线性放大器(5.5)的放大倍数，使谱的位居于显示器的中间部位。7. 4.2 刻度仪器将一个放射性强度约为1坷的铀，仕源或其他已知能量的源，放在探测真空室(5.2)I巧，抽真空，测量能谱曲线，按表1各已知标准源的能量在能谱仪屏幕上出现的位置，即可标定出来知样品的能量及相应的核素。表1铀，牡同位素的射线能谱核素a位子能量，keV强度，%23&U 4 195 77 4 147 23 23U 4773 72 4722 28 232Th 4 012 77 3953 23 . 30Th 4684 76 4618 23 7.4. 3 测量效率将已知放射性强度的铀源放在探测真空室(5.2)内.抽真空，测量

16、238U，234U的能谱，求出实测计数与标准源理论计数的百分比，即为探测效素，按式(2)计算。实测计数探测效率(%)= E山时叩吭叫也X100 .( 2 ) 7.4.4 顶1)盘金流程本底按(7.1. 1.2、7.3)规定的方法，制备不少于5个空白铀、仕源，放在探测真空室(5.2)内，抽真空后，测!il金流程本底。测量时间应大于15h，取各样品计数的平均值作为全流程本底值。当更换试剂或探测器时，应重新测量全流程本底。7.4.5 测量样品首先，根据所要求的相对误差E和样品计数率N，按式。计算出测量时间t:1 . ( 3 ) Ne2 然后，将待测样品的铀或仕摞，放在探测真空室(5.2)内，抽真空，

17、按所确定的测量时间t，测4 GB/ T 1 3071 - 9 1 量能谱曲线，渎取238U, 2HU , 232Th ，川Th的峰面积。8 分析结果的计算将读取的峰面积扣除本底计数后，铀、牡同位素比值按式(4)和式(5)计算zRU = 23U/ 238U = x/y(1士).( 4 ) RTn = 230Th / 232Th = x/y(1土a). . ( 5 ) 式中:23勺，238U , 230Th ，232Th_该同位素的峰面积;式中:x一-rx-;y一-.fY。9 精密度z一_231U或230Th的峰面积;F一_238U或2l2Th的峰面积;U一一相对标准偏差。=J(r+(子r本方法精

18、密度的试验按GB6379的规定进行，共组织核工业北京地质研究院等6个实验室参加。铀、牡的水平数均为3。各实验室的重复数为6。试验结果见表2。标准方法实验室数P35023 U j23& U 6 6 6 P3502301/2321 5 5 . 5 注2表中一一测定次数;刑一一饨次测定结果的平均值Fr-一重复性;R一一再现性。表2精密度试验最终结果水平n 1 36 2 36 3 36 1 30 2 30 3 30 一m ? R 1. 024 O. 166 O. 166 1. 006 0.105 0.112 1. 005 0.102 0. 102 1. 938 O. 327 O. 399 9.95 1

19、. 188 2.564 31. 52 3.671 7. 270 5 GB/T 1 3 0 7 1 - 9 1 第二篇CL-TBP萃淋树脂萃取色层分离法10 方法提要用氢氧化铁吸附水中铀和牡，用5mol/L硝酸溶解过滤，用CL-TBP萃淋树脂分离铀和牡，把铀和牡分别电沉积在不锈钢片上，用多道能谱仪测量。11 试剂分析中所用试剂符合国家标准，所用水均为蒸馆水。11 . 1 CL-TBP萃淋树脂，粒度60-120目。11.2 盐酸:6mol/L。.3 三氧化铁溶液:20mg Fe忡/mL盐酸介质。11 . 4 氨水:NH40H浓度10%15%(mlm)。11. 5 精密试纸必日。.6 硝酸:5 mo

20、l/L. 11. 7 高氯酸。11.8 草酸镀:9.5mol/L。11.9 氯化镀:固体。11. 10 氢氟酸。 . 11 盐酸:2mo1/L。11. 12 浓硝酸2密度1.42 g/mL。11. 13 铀标准溶液、牡标准溶液。11. 14 氯化接溶液:O.l%(m/叫。.15 色层柱的制备:称取一定量的CL-TBP萃淋树脂，在5%碳酸纳溶液中浸泡一小时，湿法上柱，用蒸馆水洗至中性，用5mol/L硝酸平衡后使用。12 仪器设备12. 1 金硅面垒半导体探测器。12.2 探测真空室。12.3 真空泵:真空度小于13Pa. 12.4 电荷灵敏放大器。12.5 线性放大器。12. 6 偏压电源:输出

21、电压0-300v。可调，稳定度不劣于士0.2%。12.7 多道能谱仪:不少于256道。12. 8 标准源:Z41Am、铀或仕。12.9 直流稳定电源。12. 10 铅电极。12. 11 不锈钢圆片。12.12 电沉积槽:体积20cm3左右。12. 13 恒温水浴箱。GB/ T 1 30 7 1 - 9 1 12. 14 色层柱:f7mmX 70 mm. 13 样品取水样时，要使其尽量清澈，若有浑浊，应先过滤，然后立即加入硝酸(11.12)酸化至pH12。14 分析步骤14. 1 水样预处理将酸化后的5升水样加三氯化铁溶液(11.3)10 mL和氯化镀(11.9) 10 g，加热至沸，取下，用氨

22、水(l1.4)调pH910，沉淀放置1h以上，用吸管吸去上层清液，剩余部分用滤纸过滤，用O.l%Nl七Cl(11.的洗烧杯一次，洗沉淀两次，将上述沉淀用滤纸包好，送室内进一步处理。14. 2 铀、仕分离用硝酸(11.6)溶解沉淀，再过滤，弃去残渣，溶液分两次上柱(12.14)，等试液全部流完后，用30mL 硝酸(11.6)分四次淋洗杂质，然后用12mL盐酸(11.2)洗脱址，收集在50mL小烧杯中，再用12mL水洗脱铀于另一50时，的烧杯中。14. 3 电沉积制备铀、牡源在分离后铀或仕溶液中加入三滴高氯酸(11.7)和三滴浓硝酸(11.12)，在电炉上蒸至近干，稍冷，加2 mL盐酸(11.11

23、)，蒸至湿盐状，取下烧杯，加入10mL草酸镀(11.的溶液，用氨水(11.4)和稀盐酸(11.11)调节pH(铀pH为56.牡pH为23)，将该溶液转入已装有不锈钢片的电沉积槽(12.12)中，插入铅电极(12.10).调两极的距离为6mm，将电沉积槽移入水温约为70C的恒温水浴箱(12.13)中，接通电源(.12.的，制备铀源时，调节电流强度为1.2A，制备仕源时，调节电流强度为1.4 A，通电30 min左右，测电沉积液的pH，当pH为2时，加入三滴氨水，继续电沉积35min，取出不锈钢圆片，用水冲洗，凉干后，编好号待测。14.4 测量14.4. 1 工作条件的选择8. 测量能量分辨率:将

24、WAm或铀、牡源放在探测真空(5.2)内，抽真空。测量能谱曲线按式(6)计算能量分辨率(R): I1E R(% )=7 10OHH-H. . . . . .( 6 ) 式中:E一一为能量最大或然值;.E-为最大分布值之一半相应的能量宽度。能量分辨率应小于2%。b. 确定探测器的工作电压:改变偏压电源(12.们的电压，测出相应的能量分辨率。最佳能量分辨率所对应的偏1li为金硅面垒半导体探测器(12.1)的工作电压。C. 改变线性放大器(12.5)的放大倍数，使谱的位置居然于显示器的中间部位。14.4. 2 J度仪器将一个放射性强度约为1间的铀、牡源或其他已知能量的源，放在探测真空室(12.2)内

25、，抽真空，测量能谱曲线，按表3各已知标准源的能量在能谱仪屏幕上出现的位置，即可标定出未知样品的能量及相应的核素。7 GB/T 1 3071 - 91 表3铀、牡同位素的射线能谱核素a粒子能茧.leV强度.%4 195 77 238U 4 147 23 4 773 72 23.U 4 722 28 4 012 77 23%h 3953 23 4 684 76 230Th 4 618 23 14. 4. 3 测量效率将已知放射性强度的铀源放在探测真空室(12.2)内，抽真空，测量削U，比旧的能谱，求出实测计数与标准源理论计数的百分比，即为探测效率，按式(7)计算。探测效率=飞k户-勺w王到烈剌?型

26、妃J址J照T快吹烹烹扎E呻山;X 1叫O蚓O阳%.川.川.14.4. 4 测量全流程本底按(14.1、14.2、14.3)规定的方法，制备不少于5个空白铀、牡源，放在探测真空室(12.2)内.抽真空后，测量全流程本底。测量时间应大于15h，取各样品计数的平均值作为全流程本底值。当更换试剂或探测器时，应重新测量全流程本底。14. 4.5 测量样品首先，根据所要求的相对误差和样品计数率N，按式(8)计算出测量时间t:l t=万言. ( 8 ) 然后，将待测样品的铀或牡)源，放在探测真空室(12.2)内，抽真空，按所确定的测业时间1，测量能谱曲线，读取238U, 23.U , 232Th ，230T

27、h的峰面积。15 分析结果的计算RU = 2HU/ 23U = x/y(l士(9 ) RTh = 230T h/ 232Th = x/y(1士)(10 ) 式中:. 231U , 238U ,230Th, 232Th一一该同位素的峰面积;8 z一_23.U或2S0Th的d毒面积EF 一_238U或232Th的峰面积3一一相对标准偏差。式中:x一-./X，句一-;y。16 精密度B/T 13071 -91 二子r、本方法精窜度的试验按GB6379的规定进行，共组织核工业中南270所等6个实验室参加。铀、牡的水平数均为3，各实验室的重复数为6。试验结果见表4。方法实验室数TBP 234U/238U

28、 6 6 6 TBP 2301/232l 6 . _ 6 5 注2表中一一测定次数F刑一-n次测定结果的平均值;T一一重复性乡R一一再现性。附加说明g表4精密度试验最终结果水平n 36 2 36 3 36 1 36 2 36 3 30 本标准由中华人民共和国地质矿产部提出。m ? 1. 031 0. 174 1. 023 O. 138 1. 009 O. 132 1. 921 0. 393 9. 790 2.270 31. 649 2.218 本标准由核工业北京地质研究院、核工业华东地质勘探局270研究所负责起草。本标准主要起草人汪苓、范梅英、罗文亭、熊润秀。R 0.234 0. 177 0.144 0.419 2.327 7. 395 9 F|户hO的户(京新登字023号H阁。华人民共和国家标准地质水样中234(1j238U ，230Th/232Th放射性比值的测定方法GB/T 13071-91 国中4陪中国标准出版社出版北京复外三里河中国标准出版社北京印刷厂印刷新华书店北京发行所发行各地新华书店经售版权专有不得翻印* 开本880X1230 1/ 16 印张1字数17000 1992年4月第-版1992年4月第一次印刷印数1-2000* 。定价1.00元标目181-32书号:155066. 1-8577 *