裂变放射性核素^(90)Sr、^(137)Cs分离的研究进展

对近年来裂片核素90Sr、137Cs的分离技术如沉淀法、萃取法、无机离子交换法等研究的进展进行评述,同时展望了可能潜在的高放废物(液)处理技术路线。对汽液矿化处理90Sr、137Cs废液做了简单介绍。新型高效萃取剂冠醚(DtBuCH18C6)和杯冠芳烃(BOBCalixC6)对90Sr和137Cs离子有比较好的选择性;绿色萃取技术如离子液体萃取技术、超临界流体萃取技术也在90Sr、137Cs萃取分离中得到应用。晶态钛硅酸盐(CST)和金属硫化物(KMS-1)在碱性条件下对137Cs和90Sr有比较高的选择性。汽液矿化处理能将含有90Sr、137Cs的低放废液转化成稳定的硅铝酸矿物。虽然理论上能有效地将90Sr和137Cs从高放废液中分离出来,但是高放乏燃料的最终处置技术还有待进一步探索。

标准物质对HPGe γ谱仪测定环境放射性核素^(210)Pb和^(137)Cs的影响

为评价不同标准物质效率刻度对环境放射性核素测定准确性的影响,应用具有无源效率刻度(LabSOCS)功能的高纯锗(HPGe)γ谱仪,比较用褐土、黄壤、黄土和紫色土4种土类与供测试土壤栗钙土作为标准物质进行效率刻度获得的210Pb和137Cs比活度之间的差异。选用的5种土类为标准物质对测试土壤中210Pb测定的准确性有显著影响,这是由于标准物质中能够显著影响210Pb测定结果的一组元素Si、Fe和Na,尤其是Fe含量相对于测试土壤存在很大差异(相对差异在94%～166%之间)。不同标准物质对土壤中137Cs测定准确性的影响较小,这是由于不同标准物质中与137Cs比活度显著偏相关(P<0.01)的O和Na含量差异较小(小于10%)。结果表明:标准物质对137Cs测定影响不大,选择与测定样品的化学元素相近的标准物质进行效率刻度,可以提高环境样品中210Pb测定的准确性。

广西乐业天坑群中苔藓的放射性核素分析

为探究广西喀斯特地貌对放射性核素分布及当地环境放射性的影响,利用高纯锗探测器对广西喀斯特地区的大曹天坑和邓家坨天坑采集来的苔藓样品中7 Be、40 K、238 U、232 Th、226 Ra、210 Pb和137 Cs的放射性比活度进行测量与分析。结果表明:在苔藓植物中,7 Be的放射性比活度为202.3-698.8 Bq/kg[平均值:(430.7±169.7)Bq/kg,n=7];40 K为33.7-159.9 Bq/kg[平均值:(91.6±44.1)Bq/kg,n=7];238 U为检测限(3.0 Bq/kg)至54.4 Bq/kg[平均值:(16.9±23.6)Bq/kg,n=7];232 Th为1.2-42.5 Bq/kg[平均值:(14.7±15.9)Bq/kg,n=7];226 Ra为0.7-48.4 Bq/kg[平均值:(16.9±20.3)Bq/kg,n=7];210 Pb为284.1-950.5 Bq/kg[平均值:(555.5±231.0)Bq/kg,n=7];137 Cs为检测限(0.1 Bq/kg)至2.3 Bq/kg[平均值:(1.1±0.9)Bq/kg,n=7]。对比后发现所有测得的数据均在正常范围内,表明天坑这一喀斯特地貌对放射性核素的分布并没有显著影响,该地区也不存在其他污染来源,同时为我国南方喀斯特地区大气示踪提供数据支撑。

N型与井型HPGe探测器对核素^(137)Cs测量的比对分析

利用N型和井型HPGe探测器以及中国原子能科学研究院提供的标准体源,分析了N型探测器和井型探测器井内与井上两种测量方式的重复性、稳定性和准确性之间的差异。结果表明,在达到同样的全能峰计数时,井型探测器井内测量时所需的时间是N型探测器的6倍,井上测量的2.5倍。N型探测器和井型探测器井内与井上测量的重复性标准差为0.07、0.22和0.08 Bq/kg,探测效率年稳定性为2.74%、2.36%和3.07%,准确性的相对偏差为3.47%、6.57%和3.43%。井内测量时,由于样品质量过低引起的随机误差较大,因此建议在样品质量能够满足的情况下,选择N型探测器或井型探测器井上测量,可同时保证测量准确性和时间的需求。

核素比率在土壤侵蚀区的应用探讨——以^(210)Pb_(ex)/^(137)Cs为例

环境放射性核素7B e、137C s和210Pb为测量土壤侵蚀和沉积速率提供了一种重要的方法。在某些情况下,由于受各种因素的影响,单一核素进行示踪研究很难精确测量,而核素比率的方法作为有益的补充,能够精确测量土壤侵蚀量的多少。这篇文章介绍W a llbrink和M urray在S t.H e lens森林区用210Pbex/137C s方法测量土壤侵蚀的情况,了解国外的研究动态,对此也提出在应用核素比率法中应注意的问题和展望。

福建兴化湾外近海沉积物岩心放射性核素分布

用γ谱方法测定了采集自福建兴化湾外近海两个沉积物岩心中的放射性核素，探测到的核素为^40K,^137Cs、^210Pb、^226Ra、^228Ra、^228Th；^238U，讨论了这些放射性核素的垂直分布特征，用^210Pb过剩方法估算了两个采样站位所在海域的沉积速率。发现两个站位的沉积速率存在明显差异，其原因是两个站位所在海区具有不同的海洋动力环境，从而使沉积物具有不同的物质构成。本文比较了两个岩心中放射性的分布特征，探讨了其反映的沉积环境的特征，证明沉积物中放射性核素的分布与海区海洋环境存在关系。

南沙海区表层沉积物放射性核素分布特征

用HPGeγ能谱方法测定了南沙海域表层沉积物。探测到的核素有 40K、137Cs、210Pb、226Ra、228Ra、228Th、238U。整体趋势为 :40K、228Ra、228Th、238U4种核素比活度为海盆>陆坡>陆架 ;210Pb、226Ra为陆坡>海盆>陆架 ;在陆坡区未探测到 137Cs,海盆的 137Cs高于陆架。坡折沉积物中核素含量表现了与陆架和陆坡区不同的特征。陆坡区40K、228Ra、228Th、238U4种核素的比活度由西向东逐渐降低。整个海区228Ra。

应用环境放射性核素示踪技术研究农业立体污染的构思

如何进行有效的监测与防治农业立体污染,已经成为研究我国食品安全与人类生存环境的重大科学问题之一。本文从论述137Cs2、10Pbex7、Be的来源和示踪原理入手,提出了应用环境放射性核素示踪技术研究农业立体污染的新构思,主要包括:查明农业景观系统中污染物质的本底值,辨析污染物来源和传输路径,评价不同农艺措施和土地利用防治农业立体污染的有效性,建立基于环境核素示踪的农业立体污染分布式预测模型。

舟山口岸进口鱿鱼中^(134)Cs、^(137)Cs比活度水平分析

目的:研究日本福岛核事故对舟山口岸进口鱿鱼中134Cs和137Cs比活度的影响。方法:选取北太、日本海、阿根廷和秘鲁4个区域2011—2014年间310份鱿鱼样品,采用高纯锗γ谱仪分析样品中^(134)Cs和^(137)Cs的比活度。结果:共检出阳性样品20份,检出率为6.5%,其中北太鱿鱼占阳性样品的85.0%,^(134)Cs的最高比活度为4.12×10~3 Bq/g,137Cs的最高比活度为6.89×10~3 Bq/g,远低于各国限量标准(最低限量为100×10~3 Bq/g)。结论:舟山口岸进口鱿鱼放射性核素^(134)Cs、^(137)Cs比活度低于10.0×10~3 Bq/g,不会危害食品质量安全,但是北太和日本海鱿鱼相对检出率高,应给予一定的关注。

^(137)Cs对三角褐指藻生长及叶绿素荧光特性的影响

滨海核电站排放的低放射性污染物对海洋浮游生物及其生态系统的辐射影响日益受到人们关注。为探讨人工放射性核素对海洋浮游藻类的辐射效应机制,研究了放射性^(137)Cs暴露下电离辐射对海洋浮游藻类三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum)的形态、生长速率以及叶绿素荧光特性的影响。结果表明,三角褐指藻在放射性为1 000 Bq/dm^3比活度的^(137)Cs处理组、CsCl对照组和空白组的比生长速率均值分别为0. 600/d、0. 600/d和0. 610/d,组间差异不显著(p> 0. 05)。在叶绿素荧光特征的影响方面,随培养时间的延长^(137)Cs暴露下的三角褐指藻F_o、F_m呈上升趋势; F_v/F_m、F_v/F_o、NPQ呈先上升后趋于稳定的趋势,其稳定范围分别为0. 5～0. 6、1. 0～1. 4和0. 7～1. 1; Q_p呈现先下降后稳定的趋势,其稳定范围为0. 5～0. 6。通过差异显著性比较分析处理组和对照组、空白组的比生长速率和叶绿素荧光特性参数无显著性差异。研究结果可为海洋放射性污染的预防和治理提供理论依据和实际参考。

铅矿砂人工放射性核素污染的分析

目的 加强对矿砂类放射性监测 ,防止放射性污染物流入我国 ,保护环境和人体健康。方法 对该批用集装箱装运的铅矿砂实施γ辐射监测 ,并进行放射性核素分析。结果 集装箱外γ辐射剂量当量率最高处达 5 .5 2μSv h ,超过本底值 46倍 ,超过国家标准 5 .5 2倍 ;放射性核素1 37Cs的活度浓度 14 6kBq kg。结论 货物中γ辐射剂量当量率严重超标 ,含有人工放射性核素1 37Cs。

^(90)Sr、^(137)Cs在水泥固化体中的吸附和迁移行为

采用批试法和柱迁移实验研究了放射性核素 90 Sr、13 7Cs在富铝碱矿渣水泥和 5 2 5 # 水泥中的吸附迁移行为。结果表明 ,富铝碱矿渣水泥对 90 Sr、13 7Cs的吸附比约为 5 2 5 # 水泥的 10倍 ;富铝碱矿渣水泥在阻止放射性核素迁移及浸出性能方面明显优于目前采用的 5 2 5

利用^(210)Pb、^(137)Cs和^(241)Am计年法测算云南抚仙湖现代沉积速率

通过对云南抚仙湖沉积物柱芯样品的^(210)Pb、^(137)Cs和^(241)Am测试表明,柱芯剖面上有明显的1963年和1986年^(137)Cs蓄积峰,验证了1975年次级蓄积峰存在的可能性,这些峰形完好的蓄积峰对抚仙湖的现代沉积环境有明显的时标意义。利用^(137)Cs计年法得到抚仙湖沉积物自1963年、1975年及1986年以来到2007年的平均沉积速率分别为0.063g/(cm^2·a)、0.052g/(cm^2·a)和0.039g/(cm^2·a),说明了过去近五十年抚仙湖沉积速率整体上经历了一个由快到慢的过程。借助于^(241)Am的1963年蓄积峰可以提高^(137)Cs计年的准确性。根据^(210)Pb CRS计年模式,计算出每个样品深度所对应的年代,与^(137)Cs计年法比较存在一定的偏差,分析了两种计年方法存在差异性的原因。通过质量深度和年代分析,抚仙湖的沉积速率变化幅度比较大,表明抚仙湖近129年来的沉积环境不稳定,可能与相应历史时期的人类活动有密切的关系。

^(137)Cs在大鹏澳中迁移分布的数值模拟与预测

137Cs作为广东核电站放射性排出核素之一,具有高残留,高积累的特点.悬浮物对放射性核素的吸附沉降是影响海湾水体中核素迁移的重要机制之一.为正确评价核电站放射性排出物对大亚湾海湾水域的影响,建立了考虑悬浮物吸附沉降影响的深度平均二维对流扩散模型,模拟了放射性核素137Cs在大鹏澳内的迁移分布状况,并对未来湾内水质进行预测.模拟预测表明若维持当前排放量,未来50年内海湾中137Cs活度并没有呈持续上升趋势,局部虽略有累积,但活度值仍很小,最大仅约4Bq/m3,说明悬浮物吸附137Cs沉降对海湾的自净作用不容忽视.

^(137)Cs不同污染水平在大亚湾、秦山、北京土壤植物系统的转移

采用我国大亚湾、秦山和北京土壤 ,模拟核裂变产物137Cs在 0Bq kg土、3 3×1 0 4 Bq kg土、3 3× 1 0 5Bq kg土、3 3× 1 0 6 Bq kg土污染水平时 ,研究土壤 -小麦系统的污染影响与137Cs核素的转移规律。结果表明 :在本试验条件下小麦生长发育处于正常状态 ,未发现对小麦有不良影响 ;小麦分别在 3个污染水平下从试验用的 3种土壤中吸收137Cs的趋势是一致的 ;小麦植株中137Cs的比活度随137Cs施入量相应以数量级增加 ,两者间呈十分显著的正相关 ;137Cs在土壤 -小麦系统中的转移系数随土壤的性质不同而变化 ,在同一污染水平下转移系数在n× 1 0 - 2 ～n× 1 0 0 范围变化 ;在同一种土壤中 ,随土壤污染水平的提高 ,转移系数亦有所提高 ,但变化范围不大 ,对北京土转移系数为 2 2× 1 0 - 2 ～ 5 4× 1 0 - 2 ,大亚湾土转移系数为 1 0 4～ 2 0 9,均在同一数量级内变化 ;对秦山土转移系数为 0 51～ 1 2 1。

基于土壤^(137)Cs监测的土壤侵蚀与有机质流失——以密云水库为例

本文运用137Cs核素示踪技术,研究北京重要的水源供应地密云水库周边地区及白河上游地区土壤侵蚀状况与有机质流失状况及其相互之间的量变关系。试验结果表明:0～20cm土层中山坡上137Cs含量低于坡中、坡下,但若山顶具有缓坡或山角下具有陡坡则137Cs含量变化规律相反。根据水利部标准与土壤137Cs监测结果,密云水库周边大部分地区基本属于轻度侵蚀和中度侵蚀,部分地区侵蚀情况严重,达到了剧烈侵蚀的程度。不同土地利用方式对土壤有机质分布有很大影响,有机质含量分布为灌丛>林地>果园>农田;上游地区有机质含量高于水库周边地区土壤,表明人为活动加剧了土壤侵蚀和有机质的流失。对于景观单一,地域较小的采样区进行三次曲线数学模拟,其相关系数高达0.9左右,表明在监测土壤137Cs、210Pb含量变化的同时,可以利用小区域数学模型直接预报预测土壤有机质含量的变化。

运河水系底质泥中^(226)Ra、^(232)Th、^(40)K 和^(137)Cs 含量的测定

通过对河水、底质泥、悬浮物以及生物样品中放射性核素含量的分析测量,可以了解水系放射性的主要来源以及放射性物质在环境介质中的迁移规律。1984年我们在长江水系放射性水平调查中,分别于1月份(枯水期)和7、8月份(丰水期)对运河水系8个站位的底质泥取样分析,用 Ge(Li)γ谱仪测定了底质泥中^(226)Ra (^(238)U)、^(232)Th、^(40)K 和^(137)Cs 含量,其中^(238)U 含量是按^(238)U-^(226)Ra 达放射性平衡推算的。

^(90)Sr、^(137)Cs在某种包气带土壤中的迁移研究

本文叙述了放射性废物中具有代表性的裂变核素90Sr,137Cs在某种包气带土壤中的迁移情况研究。使用小型土柱的氚水淋洗实验研究土壤水力学性质,最后进行大型土柱实验研究核素在该包气带土壤中的迁移,并对实验情况进行了数学模拟。用该土壤原状土进行小型土柱的氚水淋洗试验,测得了土壤的水力弥散度为0 32cm,土壤有效孔隙度为0 35。经过290天的大型柱迁移试验表明,土壤对90Sr的阻滞系数为220 4,在模拟实际降雨量的情况下,90Sr的平均迁移速度为0 63cm/y,137Cs在大型柱试验中没有明显迁移。数值模拟90Sr、137Cs迁移,得出经过上述大型柱试验相同的条件下,90Sr、137Cs迁移的峰位置基本和大型柱试验结果相同。

^(110m)Ag和^(137)Cs在海洋沉积物中分配系数研究

采用静态批式法研究了吸附时间、固体浓度及核素浓度对放射性核素110mAg和137Cs在海洋沉积物中分配系数的影响。结果表明,110mAg在海洋沉积物中的吸附平衡时间约7天,137Cs在海洋沉积物中的吸附平衡时间约10天;在低浓度条件下110mAg和137Cs在海洋沉积物中的吸附等温线趋近于线性,即核素分配系数不随核素浓度的增加而改变;当固体浓度在0.25~10 g/L时,两核素分配系数均随固体浓度的增加明显减小,而固体浓度达到一定上限后(>10 g/L),核素分配系数不再随固体浓度的增加而改变。