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

под инфракрасной лампой и прокаливают на плитке с асбестом. Толщина слоя на мишени не должна превы­

шать ОД5 мг/см2. Активность плутония определяют на.

установке типа Б со сцинтилляционной приставкой. Бо­ лее чувствительным является метод определений a-активности в слое твердого сцинтиллятора (см. стр. 43. Раствор и промывные воды от осаждения плутония,

содержащие нептуний (VI) и уран, переливают в плек­

сигласовую пробирку, туда же добавляют несколько кристалликов сухого гидроксиламина до тех пор, пока не кончится видимое на глаз разложение бромата калия.

Добавляют еще немного гидроксиламина и нагревают при температуре 60—70° в течение 30 мин для восстанов­

ления шестивалентного нептуния до четырехвалентного,

соосаждаемого с фторидом лантана. В горйчий раствор

по каплям при*энергичном перемешивании вносят 0,6 мл

раствора лантана и оставляют на 10 мин. Осадок фтори­ да лантана промывает 1 мл кислотной смеси IN H2SO4- + 1N HF, затем 1 мл воды суспендируют водой и наносят

равномернымчслоем на подложку для счета. Выход неп­ туния равен 90%. Если соотношение плутония к непту­ нию больше 50 по a-активности, то производят пере-

осаждение нептуния. Для этого промытый осадок фто­

ридов нагревают на водяной бане при температуре 70—

80° в течение 30 мин с 3 мл 20% NaOH или КОН, сво­ бодных от карбонатов. Щелочной раствор отделяют от

осадка центрифугированием и отбрасывают, осадок

дважды тщательно промывают горячей водой (по 1 мл на промывку) и растворяют в 3 мл IN H2SO4, раствор

переносят в стеклянную пробирку. Добавляют 100 мг

KBrO3, перемешивают и через 30 мин переносят в плек­

сигласовую пр'обирку. Осаждают фторид лантана, содер­

жащий остатки плутония. Осадок фторидов отбрасы­

вают, а из раствора выделяют нептуний описанным выше

методом.

Если возникает необходимость определить одновре­

менно и уран, то фторидный раствор, оставшийся пос­

ле первого осаждения нептуния, переносят вместе C

промывными водами в платиновый тигель и упаривают досуха. Остаток обрабатывают IN HON3 и количествен­ но переносят на подложку для счета, которую высуши­

вают под лампой, слегка прокаливают и просчитывают

на установке типа Б со сцинтилляционной приставкой. Толщина слоя не должна превышать 0,15 мг/см2.

88

Расчет содержания нептуния, плутония* и урана

производят обычным способом.

Методика удобна тем, что позволяет определить

нептуний, плутоний и уран из одной пробы.

Хроматографический метод

определения Np237

Принцип метода. Метод основан на различии е сте­

пени сорбции ионов четырехвалентного нептуния и

трехвалентного плутония (III) из соляной кислоты на

сильноосновных анионообменных смолах АМП, AM,

AB-17 и Дауекс-1.

Сорбция четырехвалентного нептуния на смоле происходит при пропускании через ионнообменную ко­ лонку раствора трехвалентного плутония и четырех-*

валентного нептуния в концентрированной соляной

кислоте, плутоний при этом полностью вымывается из

колонки. Нептуний вымывается О,IN раствором HCl.

Содержание нептуния и плутония определяется по ’■ a-активности на установке типа Б со сцинтилляцион­ ной приставкой.^"-

Реактивы и материалы. Те же, что и в методе определения урана и плутония хроматографическим методом.

Отбор пробы. Отбор пробы воздуха производится так же, как и при определении аэрозолей плутония. Объем воздуха должен со­ ставлять не менее 10 м3.

Ход анализа. Обработка фильтра, приготовление

ионообменной колонки и разделение нептуния и плуто­

ния производится точно так же, как и -в случае определе­ ния урана и плутония, с той лишь разницей, что вместо урана присутствует нептуний. Поведение четырехвалент­

ного нептуния в этих условиях совершенно аналогично

поведению урана.

Достоинством методики является то обстоятельство, что она не требует дополнительных циклов по очистке нептуния от плутония.

Определение Np239

Принцип метода. Метод основан на соосаждении шестивалентного нептуния' с натрийуранилацетатом и

последующем отделении четырехвалентного нептуния eOT

89

урана. Продукты деления урана' и UXi не мешают опре­

делению.

Чувствительность метода — 5 X ДО“12 Ки в пробе. Ошибка ИЯ

Реактивы и материалы. 1. Уксуснокислый натрий, насыщенный

3.Гидроксиламин сернокислый или солянокислый.

4.Бромат калия KBrO3.

5.Азотная кислота, концентрированная и 2N раствор.

6.Лантан азотнокислый, 31,15 мг/мл La(NO3)3 ∙ 6H2O или 10 мг/мл по металлу.

7.Едкий натр, 50% раствор без карбоната.

8.Уранил азотнокислый, UO2(NO3)2 ∙ 6H2O.

Отбор пробы. Отбор пробы воздуха производят обыч­ ным способом. Объем отобранного воздуха должен со­

ставлять не менее 10 м3.

Ход анализа. Обработка фильтра и растворение аэро­

золей производятся так же, как и в случае определения аэрозолей плутония. Сухой остаток в тигле растворяют

в 2 мл 2N HNO3 и количественно переносят в центрифуж­

ную пробирку. В пробирку вносят 400 мг азотнокислого

уранила, 100 мг бромата калия и после перемешивания

и растворения солеи содержимое пробирки нагревают

на водяной бане при температуре 70—80° в течение 10— 15 мин. Затем к горячему раствору добавляют равный

объем насыщенного раствора уксуснокислого натрия, не

содержащего восстановителей. Выпавшему осадку натрийуранилацетата, содержащему шестивалентный непту­

ний, дают отстояться в теплой водяной бане в течение

30 мин, затем отделяют его центрифугированием. Раст­

вор, содержащий продукты деления урана, отбрасывают,

аосадок дважды промывают раствором ацетата натрия

сKBrO3 по 2 мл на промывку. Промытый осадок раство­

ряют в 2 мл 2N HNO3 при нагревании, добавляют не­

сколько кристалликов гидроксиламина и нагревают еще

10 мин при температуре 70—80° на водяной бане. Непту­

ний восстанавливается до четырехвалентного состояния, не соосаждающего с натрийуранилацетатом. К горячему раствору добавляют 0,3 мл раствора азотнокислого лан­

тана и равный объем насыщенного раствора уксуснокис-

го„натрия, не содержащего бромата калия. Осадок нат-

рийуранилацетата выдерживают в теплой водяной бане

90

Вместе с плутонием образуется множество высокоактив­

ных и чрезвычайно токсичных продуктов деления урана,

поэтому выделение плутония представляет сложную за­

дачу.

Наличие огромной радиации вынуждает приводить .

весь процесс выделения плутония дистанционными мето­ дами за мощной защитой.

В природе Pu239 встречается в совершенно незначи­ тельных количествах в урановых рудах (≈ 1 мкг на 100 г

лом: при повышенной температуре он быстро окисляется,

тонко измельченный металл пирофорен. Легко раство­ ряется в соляной кислоте, в азотной — пассивируется. Образует гидриды, нитриды, галогениды, карбиды, суль­ фиды и другие соединения. Известны три устойчивых валентных состояния плутония: +3, +4 и +6. Химиче­ ское поведение соединений плутония в этих состояниях различно, на этом основано отделение плутония от ура­

на и продуктов деления. Нитраты, хлориды, сульфаты, цитраты и тартраты всех валентных состояний плутония являются растворимыми соединениями, частично раст­ воримы NaPuO2(C2H3O2)3 и Na2Pu2O7 (А. Д. Гельман и

др., 1961). Из нерастворимых соединений можно отме­ тить PuF3, PuF4, Pu(JO3)4, фосфаты трех- и четырехва­

лентного плутония и фениларсонат четырехвалентного

плутония, пероксид :— Pu(OH)4, оксалат четырехвалент­ ного плутония, PuO2. Многие органические соеди­

нения образуют с плутонием внутрикомплексные соеди­

нения, которые могут экстрагироваться органичёскими растворителями (ацетилацетон, купферон, теноил-

трифторацетон) (А. Μ. Воробьев, В. П. Кузьмина, 1963).

Важной особенностью соединений четырех- и шестива­ лентного плутония является их способность экстрагиро­

ваться из водных растворов трибутилфосфатом и други­

ми фосфорорганическими растворителями, метилизобу-

тилкетоном и триоктиламином. На образовании различ­

ных комплексных соединений, например с хлорид-ионом,

92