Файл: Воробьев, А. М. Методы определения радиоактивных веществ в воздухе [практическое пособие].pdf

в количествах, равных 0,1% от веса плутония. Значи­ тельные количества нептуния получаются при работе

энергетических ядерных реакторов на U235:

U235 (п, у) U236 (п, у) U237- i-→ Np237.

6,75 дня

При химической переработке облученного ядерного

Np237 для детектирования нейтронов в широком диапа­

зоне энергии, а также для получения Pu238, идущего

для изготовления изотопных источников тока. N237 является промежуточным продуктом при получении

и может при нарушении герметичности твэлов вместе C продуктами деления попадать в воздушную среду ядер­

ных реакторов. Изотоп Np239 широко используется для индикаторных исследований.

Выделение и очистку нептуния можно осуществить’

методами осаждения, экстракции и ионного обмена

(Маоге, 1958). При выделении нептуния необходимо от­

делять его от плутония, урана и продуктов деления. Все

методы основаны на различии свойств валентных состоя­ ний ионов нептуния, а также на различном действии

окислителей и восстановителей по отношению -к ионам! нептуния, плутония и урана. При действии на шестива­ лентный нептуний сильных восстановителей ,гидрокси­

ламин, H0HFe++∏Λp.) он восстанавливается до четырех­

валентного, плутония — до трехвалентного, а уран оста­

ется шестивалентным (В. С. Колтунов, 1965). При дей­

ствии бромата калия при комнатной температуре неп­ туний в отличие от плутония окисляется до шестива­ лентного состояния. Присутствие в растворе урана, плу­ тония и нептуния в разных валентных состояниях поз­ воляет разделить эти элементы. Четырехвалентный

нептуний4 образует нерастворимые в воде фторид, фос­

фат, гидроокись ^фениларсонат, оксалат, пероксид и

другие соединения, похожие на соответствующие соеди­ нения четырехвалентного плутония. Многие из указан­

'83

ных

Определение Nр237 экстракцией теноилтрифторацетоном

Принцип метода. Метод основан на избирательной экстракции четырехвалентного нептуния в отличие от трехвалентного плутония и шестивалентного урана, из

0,5N соляной кислоты 0,2М раствором , теноилтрифто-

рацетона (TTA) в бензоле и радиометрическом опреде­

лении нептуния и плутония по a-активности. При обра­

ботке водного раствора, содержащего четырехвалент-

84

нептуния, в присутствии плутония в соотношении PuzNp,

равным 1000:1 (по а-актйвности), необходимы

ные циклы экстракции.

Общий выход нептуния после двух экстракционных

циклов—90%, выход плутония—.97%. Чувствительность

метода одинакова как для нептуния, так и для плуто­

ния и равна 5×10~12 Ки в определяемом объеме пробы.

Ошибка метода не превышает 20% при измерении ко­

личеств нептуния и плутония порядка 10-π Ки в пробе.

Реактивы и материалы. 1. 0,2M. раствор TTA готовят растворе­

нием 4,5 г TTA в 100 мл толуола. Раствор должен храниться в темной склянке с притертой пробкой.

2.Гидроксиламин солянокислый.

3.Соляная кислота, 0,5N раствор.

4.Азотная кислота, 50% раствор по объему.

5.Азотная кислота концентрированная.

6.Перекись водорода 30%.

7.Толуол.

*Отбор пробы. Отбор пробы воздуха производят На

фильтры Петрянова по методике, принятой для опреде­

ления аэрозолей урана и плутония. Объем протягивае­

мого воздуха определяется содержанием радиоактив­ ных аэрозолей в воздухе, но не менее 10 м3.

Ход анализа. Обработка фильтров производится так

же, как и в случае определения аэрозолей плутония. После сжигания и обработки фильтра тигель промыва­

ют последовательно..З раза по 1 мл горячей 0,5N HCK

растворы переносят в пробирку с притертой пробкой.

Добавляют 15 мг сухого солянокислого гидроксиламина, растворяют его путем перемешивания стеклянной палоч­ кой, пробирку помещают в водяную баню и нагревают при температуре 90° в течение 15—20 мин. После охлаж­

дения раствора до комнатной температуры в пробирку вносят 3 мл раствора TTA, закрывают ее пробкой и встряхивают в течение 15—20 мин на аппарате для

встряхивания или вручную. Затем содержимому пробир­

ки дают отстояться в течение 3—5 мин, верхний органи­

ческий слой аккуратно, так, чтобы не захватить водную

фазу, отделяют от нижнего и переносят в другую про-

85

Осаждение нептуния и отделение от урана произво­

дятся также на фториде лантана после его восстанов­

ления : гидроксиламином до четырехвалентного со-

СТОЯНИЯр

Чувствительность метода — 5 × IO-12 Ки в пробе,

ошибка определения ±20%.

Реактивы и материалы. 1. Серная кислота, концентрированная и

IN раствор.

La (NO3)3 ∙ 6H2O или 1 мг/мл по металлу.

4.Плавиковая кислота, концентрированная.

5.Плавиковая кислота, концентрированная, свободная от вос­

7.Едкий натр или едкое кали, 20% раствор, свободный от кар­ бонатов.

8.Гидроксиламин сернокислый.

9.Азотная кислота, IN раствор.

Отбор пробы. Отбор пробы воздуха производится по

методике, принятой для определения аэрозолей урана и плутония. Объем протягиваемого воздуха должен со­ ставлять не менее 10 м3.

Ход анализа.. Обработка фильтров производится так

же, как и в случае определения аэрозолей плутония. После сжигания и обработки фильтра тигель промывают последовательно 3 раза по 1 мл горячей IN H2SO4, раст­

воры переносят в стеклянную пробирку на 5 мл и охлаж­ дают до комнатной температуры. В пробирку добавляют

0,6 мл раствора лантана, 100 мг сухого КВгОз, переме­

шивают стеклянной палочкой до растворения соли и оставляют при комнатной температуре на 30 минут. При

этом нептуний окисляется до шестивалентного состояния,

не соосаждающегося с фторидом лантана, а плутоний остается четырехвалентныій. Из стеклянной пробирки

раствор переносят в плексигласовую пробирку, емкостью

8—10 мл, добавляют il мл плавиковой кислоты, свобод­ ной от восстановителей. Содержимое пробирки переме­

ложку для счета, следя за равномерностью слоя, сушат

87