UTEVA萃取色层分离超铀元素的性能研究

为建立快速、可靠的环境样品中超铀元素的分析方法，对UTEVA萃取色层树脂分离超铀元素的性能进行了研究。通过改变氧化还原条件、淋洗剂种类和浓度来探索UTEVA萃取色层树脂分离Am、Pu、Np和U的实验条件及分离效果，确定了以3mol／LHNO3、1mol／LHNO3-0．1mol／L抗坏血酸、2mol／LHCl—0．1mol／L草酸、0．01mol／LHNO3分别作为UTEVA树脂上Am、Pu、Np和u的淋洗剂，获得Am、Pu、Np和U的回收率分别为（93±1）％、（68±2）％、（44±3）％和（70±5）％（n=6），各核素间的去污因子为1×10^2～5×10^5。结果表明，用单个UTEVA萃取色层柱能够将Am、Pu、Np和U分离，并将此方法成功用于环境样品中Am、Pu、Np和U的分离。

H_2O_2调价UTEVA树脂对钚的分离方法

研究了H2O2调节钚价态至Pu（Ⅳ）的条件,对于钚质量浓度在10-3 g/L量级的溶液,适量H2O2可以将钚价态稳定在Pu（Ⅳ）。采用粒径为50~100μm的UTEVA树脂填充的柱体积为2mL的萃取色层柱,在6mol/L HNO3浓度下,使用w=1.5%H2O2作为氧化还原剂对10-2 g/L的钚进行预处理,能将钚吸附上柱。通过适当条件的洗脱,在铀、镎、钚混合溶液中,得到钚的回收率约为108%。

TEVA-UTEVA萃取色层分离后处理铀产品中镎的方法研究

本文建立了有效、定量分离后处理铀产品中镎的方法。该方法采用TEVA-UTEVA萃取色层分离后处理铀产品中的微量镎,先将镎调至四价后过TEVA萃取色层柱,再用2mol/L HNO3-0.2mol/L H2C2O4解吸吸附在TEVA树脂上的镎,最后将镎解吸液稀释后过UTEVA萃取色层柱进一步分离。结果表明,镎的平均全程回收率约为94%,铀的去污因子>104。

用UTEVA树脂分离铀-α谱仪测量铀同位素的分析方法

本文建立了一种盐酸体系下用UTEVA树脂分离铀、α谱仪测量铀同位素的分析方法。在600℃条件下灼烧4 h,通过混合酸和H_(2)O_(2)的联合使用,使样品中的铀全部转移至溶液中。加入抗坏血酸使样品溶液始终保持还原体系,通过UTEVA树脂后实现铀的分离纯化,电镀制源后利用α谱仪测量。使用掺标样品和真实气溶胶样品对分析流程进行了验证,测量结果与目标值吻合度好,化学回收率稳定且高于95%,其变异系数为±5%。

UTEVA树脂分离纯化珊瑚中铀、钍的改进研究

珊瑚是记录海洋环境变化信息的载体之一,测定其U/Ca比值可重建海水温度或测定Th/U同位素比值可计算年龄重建海平面高度等。准确测定珊瑚中U、Th含量及同位素比值是提取所记载的海洋环境变化信息的前提,其难点在于高Ca基体分离和痕量U、Th富集纯化。基于此,本研究拟采用UTEVA树脂改进了一步富集分离珊瑚中U、Th的前处理方法,并联合高分辨电感耦合等离子体质谱仪测定U、Th含量。结果证明:上样介质HNO_(3)浓度由3 mol/L降至2 mol/L不影响U、Th的吸附效率,用2 mL Milli-Q水可将U完全洗脱,U、Th的全流程空白值(mean±1σ,n=12)分别为(1.32±0.65)pg、(2.05±0.63)pg,显著降低了U的全流程空白值。测定了3个海南滨珊瑚中U含量(mean±1σ,n=6),分别为(3.46±0.02)μg/g、(2.67±0.05)μg/g、(2.15±0.07)μg/g,Th含量(mean±1σ,n=6)分别为(10.12±0.24)ng/g、(4.82±0.10)ng/g、(5.62±0.12)ng/g,测定精度均在3.3%以内,U、Th加标回收率分别为97.9%~100.9%、97.3%~99.7%,方法准确度高,精密度好。本研究可为测定珊瑚等碳酸盐类样品中U、Th含量及其同位素提供准确、简便和快速的样品前处理方法。

流动注射－电感耦合等离子体质谱联用分析土壤样品中的铀

建立了使用233U作为同位素稀释剂,流动注射-电感耦合等离子体质谱联用法分离测量土壤样品中铀的方法。土壤样品经过微波消解后,以UTEVA树脂在线预富集铀,0.2 mol.L-1HCl解吸铀,且直接将铀解吸液导入多接收电感耦合等离子体质谱仪测定同位素比,从而得出样品中铀的同位素比及铀的浓度。通过对土壤标准样品的分析,验证了方法的可行性,结果与标称值一致。该方法对238U和235U的检测限分别为5.4×10-9g和5.7×10-11g。

戊基磷酸二戊酯萃取色层分离-电感耦合等离子体质谱法测定铀产品中9种杂质元素

铀产品中杂质元素的含量测定在核法证学溯源分析或燃料元件厂质量检验中具有重要应用价值，保证测量的准确度主要在于控制流程空白、提高杂质元素的回收率。本文建立了戊基磷酸二戊酯（ UTEVA ）树脂快速分离铀与杂质元素、电感耦合等离子体质谱法（ ICP-MS）测定杂质元素含量的系统流程。结果表明，UTEVA树脂对铀的吸附能力强，铀样品取样量为16.43 mg时，全流程对铀的去污因子大于3＆#215;105，9种杂质元素（锰钼镍铜铬铝钛钒镉）的回收率为95.1%~105.1%，国家标准物质GBW04205中杂质元素的分析结果与参考值在不确定度（ k＝2）范围内一致。本工作建立的分离流程对铀的去污效果好，特别适用于样品量少的情况下铀中杂质元素的分析，为核法证分析最终的归因溯源或燃料质量检验提供了技术支持。

1AW溶液中U、Np和Pu的分析

研究了 H 2 O2同时调节镎、钚、铀价态至 Np（Ⅳ）、Pu（Ⅳ）以及 U（Ⅵ）的条件,在6 mol/L HNO3浓度下,使用1.5%H 2 O2作为氧化还原剂对1AW 进行调价,吸附上 UTEVA 柱并淋洗后,对钚、镎和铀进行洗脱。对模拟放射性样品进行预处理后,其中铀、镎、钚单独顺序洗脱的回收率分别为91.5%、119%、99.8%,137 Cs的去污因子高达7.4x104,单个样品操作时间约为1-1.5 h；若钚洗脱后铀、镎同时洗脱并使用 ED-XRF 测量可以减少操作时间,铀、镎的回收率分别为102.4%、93.9%。均满足样品分析及辐射防护要求。

MC-ICP-MS标样-样品交叉测试法测定石笋样品的^(230)Th/U年龄

借鉴国际上已经建立的方法,本研究设计了一套便捷的UTEVA树脂分离纯化U与Th的化学流程,以及多接收电感耦合等离子体质谱测量U/Th同位素的方法,用于精确测定石笋样品的230 Th/U年代。U/Th同位素的测量采用标样-样品交叉测试法(standard-sample bracketing),即在测量未知样品之前和之后分别测量标准样品的同位素,通过外部归一化和线性内插法估算测量未知样品时仪器的校正因子,如质量歧视和二次电子倍增器相对于法拉第杯的增益。为检验该方法的可靠性,本研究分析了国际U标准样品Harwell uraninite-1(HU-1)、U/Th内用标准样品MFT和已知年代石笋样品的U/Th同位素。结果显示:HU-1的δ234 U=(-1.27±2.14)‰(±2σ,n=29),该结果与国际上不同实验室的测量值在误差范围内一致。U/Th内用标准样品MFT(±2σ,n=22)的δ234 U、230 Th/238 U放射性活度比和年代平均值分别为(408.2±3.2)‰、1.002±0.003和(124.3±0.5)ka,具有较好的重现性。47个石笋样品的234 U/238 U、230 Th/238 U放射性活度比和230 Th/U校正年代的相对误差(±2σ)分别约为0.6‰、2.4‰和0.5%,与已发表数据在误差范围内吻合。

电感耦合等离子体质谱法测定单晶铜中痕量放射性核素钍和铀的含量

Panda X-Ⅲ实验位于中国锦屏极深地下实验室,将利用高压136Xe气体时间投影探测器进行无中微子双贝塔衰变事件的寻找。建造高灵敏度的大型探测器需要挑选放射性极低的高纯材料以对本底进行严格的控制。本工作应用电感耦合等离子体质谱(Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry,ICP-MS)法测定纯度极高的单晶铜中痕量钍和铀的含量。在样品消解前加入^(230)Th和^(235)U分别作为标记核素,样品经过8 mol·L-1 HNO_3消解后,依次通过TEVA和UTEVA树脂柱,实现待测核素^(232)Th、^(238)U与基体元素Cu的分离。利用同位素稀释法-ICP-MS测定^(232)Th和^(238)U的含量。通过空白样品实验测量,^(232)Th的检出限是0.036 pg(232Th)·g^(-1)(0.15μBq(232Th)·kg^(-1)),238U的检出限是0.070 pg(238U)·g^(-1)(0.86μBq(238U)·kg^(-1));单晶铜样品中232Th及238U的检出限分别是0.21 pg(^(232)Th)·g^(-1)(0.85μBq(232Th)·kg^(-1))和0.45 pg(238U)·g^(-1)(5.56μBq(238U)·kg^(-1))。该方法可为探测器建造过程中的材料选取工作提供技术支持。

应用萃取色谱法测定地质样品中的铀和钍

应用萃取色谱法测定地质样品中的铀和钍已经开发出来，样品准备好之后，用氢氧化铁（Ⅲ）沉淀预富集铀和钍，然后用UTEVA树脂分离，分离后的铀和钍被电解淀积到不锈钢盘式压片机上后，用α-光谱测量法测量。应用沥青铀矿石、珊瑚和花岗岩参考物质对方法进行验证，被测定参考物质的铀、钍含量和^234U/^238U及^230Th/^234U活度比值均与推荐值一致，发现钚的存在干扰测定，但应用氨基磺酸亚铁还原后，消除了钚的干扰问题，该方法的化学回收过程与阴离子交换法相似，但萃取色谱法应用化学试剂少，分离速度更快、更迅速。