放射性分析中本底对表观计数效率的影响

在放射性分析中,尤其对低活度样品,样品本底的影响是必须要考虑的一个因素。分析实践中,常常涉及计数效率和本底(准确说是确定性本底)的概念,但很少提到表观计数效率和随机性本底。本工作在介绍相关概念的基础上,利用Excel“随机数发生器”研究了本底(包括确定性本底和随机性本底)对表观计数效率的影响规律。本底的影响分为两个方面:一个是因本底扣除不准确而引入的系统误差,它使所有表观计数效率向同一方向偏离计数效率;另一个是本底波动导致的偶然误差,它使表观计数效率在一定范围内随机波动。不管是哪一种误差,本底对表观计数效率的影响均将随着样品活度的降低而增大。对高活度样品,可以不用区分表观计数效率和计数效率这两个概念,但对低活度样品必须区别使用。在有高活度标准源时,不推荐使用通过测量大量低活度样品来获取计数效率的低效方法,宜通过测量活度足够高的标准样品(即本底影响可以忽略的样品)来获取计数效率。

Hidex液闪仪α/β甄别及谱图重建方法

采用液闪技术分析α核素和β核素的混合样品,α/β甄别是一项非常实用的功能。具有α/β甄别功能的液闪仪分为A、B两类。B类液闪仪可以在样品测量后再确定最优甄别参数,该特点给α/β甄别带来了较大的方便。Hidex液闪仪属于B类液闪仪,但针对样品测量后重新设置的甄别参数,配套软件没有给出新的液闪谱图(包括α谱图和β谱图)。本工作分别以^(237)Np液闪样品和铀液闪样品为例,给出了针对新甄别参数重建液闪谱图的方法。结果表明,采用该法重建的液闪谱图与文献一致。

液闪α能谱法绝对测量铀溶液中的铀含量

液闪α能谱法是一种将液闪法和α能谱法的优点有机结合在一起对α核素进行绝对测量的新方法。本工作用该方法分析了简单铀溶液样品中的铀含量(质量浓度),分析结果与标准溶液标称值符合良好。该方法有望用于分析环境样品中的铀含量。

硝酸体系中三烷基氧膦萃取Tc(Ⅶ)的研究

研究了用三烷基氧膦（ＴＲＰＯ）－煤油溶液从硝酸体系中萃取Ｔｃ（Ⅶ）的行为和机理，ＴＲＰＯ萃取Ｔｃ（Ⅶ）的反应式为：Ｈ＋＋ＴｃＯ－４＋２ＴＲＰＯＨＴｃＯ４·２ＴＲＰＯ。给出了ＴＲＰＯ萃取Ｔｃ（Ⅶ）的热力学常数ΔＧｃ、ΔＨｃ、ΔＳｃ以及表观平衡常数Ｋｃ。研究了ＨＮＯ３、ＵＯ２（ＮＯ３）２、Ｚｒ（ＮＯ３）４对ＴＲＰＯ萃取Ｔｃ（Ⅶ）的分配比（Ｄ（Ｔｃ（Ⅶ）））的影响。结果表明：当ｃ（ＨＮＯ３）（ａ）＜０．３５ｍｏｌ／Ｌ时，Ｄ（Ｔｃ（Ⅶ））随着酸度的增加而增加，当ｃ（ＨＮＯ３）（ａ）＞０．３５ｍｏｌ／Ｌ时，Ｄ（Ｔｃ（Ⅶ））随着酸度的增加而降低；Ｔｃ（Ⅶ）分别与ＵＯ２＋２、Ｚｒ４＋存在共萃效应。

用磷屏放射自显影法测量α核素的放射性活度

介绍了应用磷屏放射自显影法测量α核素放射性活度的实验方法,研究分析了样品与磷屏之间距离(即立体角)、曝光时间及样品放射性活度等因素对磷屏影像光强度的影响。结果表明,经过立体角修正后得到的磷屏影像光强度与测量几何条件无关;在磷屏未饱和的前提下,磷屏影像光强度与磷屏受到的辐射成正比。另外,对曝光环境、扫描次数、磷屏本底、γ或X射线的影响、源的状况等几个在实验过程中需要注意的问题进行了讨论,并给出了相应的建议。

液闪分析中闪烁体积对各种核素测定的影响

除了淬灭以外,闪烁体积是影响液闪计数效率的另一个重要因素。采用可区分闪烁体积影响和淬灭影响的实验方法,在两种液闪仪上测定了多种代表性核素。结果表明:在实验淬灭水平范围内,闪烁体积对α粒子和高能β粒子的计数效率影响很小,小闪烁体积测量时的壁效应仅仅影响液闪谱图的形状,对计数效率的影响可以忽略;闪烁体积对γ射线和低能β粒子的计数效率影响很大,相同水平的淬灭对闪烁体积较大样品的计数效率影响较大。在用淬灭校正曲线计算计数效率或用"最优PSA-淬灭指数"曲线设置α/β甄别参数时,为了减小测量误差,不管采用什么淬灭指数,待测样品都需要与淬灭标准样品保持相同的闪烁体积和闪烁瓶尺寸。

一种变形标准加入法及其在等离子体发射光谱分析中的应用

在小体积(<50μL)液体取样时,容易产生较大的取样误差,为了降低分析结果的不确定度,常常用质量定量法代替体积定量法。传统标准加入法以样品体积定量,不能用于以样品质量定量的场合。为此,我们提出了一种变形标准加入法,以便用于以样品质量定量的场合。以ICP-OES法测定复杂溶液体系中低含量及微量元素Hg,Mo和Rh为例,对变形标准加入法进行了介绍。标准加入法的目的是为了校正溶液基体效应,而溶液基体效应包括两种不同类型的干扰:"恒定干扰"和"比例干扰"。变形标准加入法只能校正溶液基体效应中的"比例干扰","比例干扰"的大小可以用一个定量指标k表示:当k=1时,表示不存在"比例干扰"的影响;k偏离1越远,则"比例干扰"的影响越大。至于"恒定干扰"的影响,则可以利用仪器自身的背景校正方法予以降低或消除。变形标准加入法测定结果不确定度主要来自于背景校正,与所选分析线的信背比密切相关。信背比越低,背景校正的不确定度越高,因此实际分析中应尽可能选择具有较高信背比的分析线,否则,即使事先经过了背景校正,最终的分析结果也可能包含很大的误差。

TRPO萃取Tc(Ⅶ)的工艺研究

研究了高放废液中主要金属离子对ＴＲＰＯ萃取Ｔｃ（Ⅶ）的影响。建立了硝酸介质中３０％ＴＲＰＯ－煤油萃取Ｔｃ（Ⅶ）的分配比模型。研究了３０％ＴＲＰＯ－煤油负载有机相中Ｔｃ（Ⅶ）的反萃行为，给出了反萃Ｔｃ（Ⅶ）的条件。与用５—６ｍｏｌ／ＬＨＮＯ３反萃Ｔｃ（Ⅶ）相比，用去离子水、≤０．１ｇ／Ｌ（ＮＨ４）２ＣＯ３和≤１ｇ／ＬＮＯ２ＣＯ３可以更有效地反萃Ｔｃ（Ⅶ）。

萃取液闪α能谱法分析高放废液中的α核素

萃取液闪α能谱法是一种将萃取法、液闪法和α能谱法的优点有机结合在一起的新方法,用该方法分析α核素,操作简单易行,可避免冗长的放化分离过程和复杂的α源制备程序。本文利用该方法分析了真实高放废液中的α核素,分析结果与历史数据符合良好。针对真实高放废液的特殊性,即大量90 Y干扰α/β甄别的问题,提出了两种方案来降低待测样品中90 Y的活度以消除90 Y的干扰,即推迟测量和稀释,实际应用时可根据具体情况进行选择。

不同淬灭水平混合90Sr/90Y液闪谱的简易拟合方法

针对不同淬灭水平混合^(90)Sr/^(90)Y液闪谱,利用Origin软件建立了基于非对称双S函数的简易拟合方法。由于常用外标准淬灭指数受外标准谱的统计涨落影响(测定高活度样品时可能会产生显著误差),因此根据^(90)Y样品液闪谱特征自定义了不受样品活度影响的淬灭指数。利用该淬灭指数和不同淬灭水平^(90)Y样品的液闪谱,将^(90)Y液闪谱位置和形状参数与自定义淬灭指数进行关联,并在此基础上完成了不同淬灭水平混合^(90)Sr/^(90)Y液闪谱的解析,解析结果与实验结果符合良好。该法有望用于同时测定不同淬灭水平样品中几种放射性核素的活度。

镅的器壁吸附及其对扩散池实验的影响

针对北山地下水介质中镅(Am)在花岗岩内的扩散池实验中出现的Am在器壁上的吸附现象进行研究和分析。对扩散池实验的监测结果表明,母液内Am活度随时间显著降低。通过对可能产生该现象的几种原因进行分析和实验验证,确定了Am在器壁上的吸附损失是导致母液内Am活度降低的首要原因。Am在器壁上的吸附行为主要由Am的赋存形态决定。由于Am的赋存形态常随pH变化而改变,因此,pH对Am的器壁吸附行为影响很大。通过对可能降低Am器壁吸附损失的措施进行分析和探索,结果表明,对于像Am一样的强吸附性核素,不宜选择扩散池法研究其扩散行为。

冷坩埚技术在核废物处理中的应用

简述了冷坩埚的技术原理 ,概述了国外冷坩埚技术在核废物处理中的应用和发展 ,指明了在核废物处理研究中应用冷坩埚技术的重要性 ,展望其应用前景。

模拟含锶废物铁磷酸盐玻璃固化体的化学稳定性

针对我国高放废液全分离流程中产出的锶废物组成特点 ,设计了用铁磷酸盐玻璃固化锶废物的配方。用红外光谱 (IR)研究了玻璃固化体的结构 ,用 Product Consistency Test(PCT)试验方法研究了玻璃固化体的化学稳定性。研究表明 ,在所选的配方组成范围内 ,所熔制的玻璃固化体均有较好的化学稳定性。当配料中模拟含锶废物的含量为 2 4～ 2 8% (wt)、Fe2 O3 的含量大于 2 4 % (wt)、O/ P(氧磷摩尔比 )为3.5～ 3.6时 。

Am(Ⅲ)在花岗岩上的吸附行为

利用分批处理技术研究Am(Ⅲ)在甘肃北山地区地下深度约为300 m的花岗岩上的吸附行为,讨论多种因素,诸如pH,总CO32-、SO42-、腐殖酸、Am(Ⅲ)浓度等对吸附的影响,并就可能的吸附机理进行探讨。实验结果表明:随着溶液pH的升高,Am(Ⅲ)的吸附分配比增大;水相中总CO32-、SO42-和腐殖酸浓度增大,不利于Am在花岗岩上的吸附;Am以界面配合物的形式被吸附在花岗岩上,吸附行为可用Freundlich吸附等温式描述。

Am(Ⅲ)在铁氧化物上的吸附行为

为了解放射性核素在可能作为高放废物固化体包装容器材料腐蚀产物上的吸附行为,以我国高放废物处置库预选场址——甘肃北山地区深部地下水为介质,研究了包装容器材料的主要组分铁的腐蚀产物Fe2O3,Fe3O4对Am(Ⅲ)的吸附,讨论了pH值、总CO32-,SO42-、腐殖酸、Am(Ⅲ)浓度等对吸附的影响,并就可能的吸附机理进行了探讨。实验结果表明,Am(Ⅲ)在铁氧化物上的吸附分配比随水相pH值增大而增大;地下水的化学组分是影响Am(Ⅲ)存在形态和吸附的关键,Am(Ⅲ)在Fe2O3和Fe3O4上的吸附机理为界面配合,可用Fre-undlich吸附等温式描述。

Am(Ⅲ)在Al2O3和石英上的吸附行为

研究了Am（Ⅲ）在Al2O3和石英上的吸附行为,探讨了水相pH值、总CO32-和SO42-浓度（1.0×10-3~2.0×10-1mol/L）、腐殖酸和Am（Ⅲ）浓度等因素对吸附的影响,并对可能的吸附机理进行了分析,同时以1.0 mol/L HCl做为解吸剂,对吸附平衡后的固相进行了解吸实验。结果表明,随着水相pH值的升高,Am（Ⅲ）在Al2O3和石英上的吸附分配比增大,水相的化学组分及其相应浓度增大对Am（Ⅲ）在石英上的吸附影响较明显;Am（Ⅲ）在Al2O3和石英上以界面配合物的形式吸附,且可用Freundlich吸附等温式描述;水相中腐殖酸浓度增大,Am（Ⅲ）在Al2O3和石英上的吸附降低。

模拟锶铯废物铁磷酸盐玻璃固化及化学稳定性

研究了铁磷酸盐玻璃固化我国高放废液全分离流程中产出的锶废物及铯废物 ,熔制了相应的固化体。用XRD ,IR测试了固化体的微观结构 ,用产品一致性试验方法 (PCT)研究固化体的化学稳定性。研究表明 :在所选的废物包容量范围内可熔制得均质模拟废物铁磷酸盐玻璃固化体 ,玻璃的主要结构基团为P2 O4 -7。

地质环境中Am的化学行为研究进展

评述了近年来与高放废物深部地质处置有关的地质环境中Am化学的研究进展,讨论了Am在地下水中的存在价态、溶解度、配合反应(包括水解反应)、胶体的形成等对迁移的影响。提出了近期和长期应开展的若干研究课题。

模拟非α中低放废液大体积浇注水泥固化的可行性研究

本文对在我国高放废液分离流程中产生的中低放非α废液的大体积浇注水泥固化，在实验室小试条件下进行了可行性研究。结果表明，经浓缩、脱硝及中和处理后，非低α中放废液可用大体积浇注水泥固化进行处理和处置。推荐的固化配方为：水灰比１．０～１．１，盐灰比０．１８～０．２０，及占水泥重量０．５％（ｗｔ）的水泥高效缓凝减水剂。固化体第４２ｄＣｓ的浸出率为１０－３～１０－５ｃｍ／ｄ，Ｓｒ的浸出率在３．１×１０－３～６．５×１０－３ｃｍ／ｄ之间，改进抗浸出性能尚待进一步研究。

超铀元素Am在膨润土上的吸附行为研究

以甘肃北山BS03井地下水为水相,研究了Am(Ⅲ)在膨润土上的吸附行为,讨论了多种因素,如pH值、Na+、总CO32-、SO42-、腐殖酸、Am(Ⅲ)浓度等对吸附的影响,并就可能的吸附机理进行了探讨。结果表明:膨润土对Am(Ⅲ)具有较强的吸附能力,并与Am(Ⅲ)在水相中的存在形态有关;Am(Ⅲ)在膨润土上的吸附机理为界面配合,且为不可逆吸附;地下水中无机离子(Na+、SO42-和CO32-)浓度增大,不利于膨润土对Am(Ⅲ)的吸附;水相中腐殖酸的浓度增大,Am(Ⅲ)在膨润土上的吸附能力明显降低。Am(Ⅲ)在膨润土上的吸附可用Freundlich吸附等温式描述。