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

Определение плутония висмут-фосфатным

M е T ОД О M

Вариант I. Метод осаждения

Принцип метода. Метод основан на двойном последо­

вательном соосаждении четырехвалентного плутония на фосфате висмута из азотнокислого раствора с последую­ щим измерением активности плутония на установке ти­

па Б со сцинтилляционной приставкой. Содержание в

пробе U238 до 10 мг, U235 в количествах, в 100 раз превы­ шающих по активности содержание плутония, не мешает

і определению последнего.

Чувствительность метода IO-11 Ки в пробе. Ошибка метода ±20%.

Реактивы и материалы. 1. Стандартный раствор плутония с из­ вестной активностью или Pu-эталон, приготовленный на фосфате висмута (см. ниже).

2.Азотная кислота, концентрированная и IN раствор.

3.Соляная кислота концентрированная.

4.5% раствор гидроксиламина.

5.10% раствор нитрита натрия, NaNO2.

обычным способом. Для определения концентраций плу­

золей плутония производятся так же, как при хромато­

графическом методе. Далее остаток растворяют в 5 мл

IN раствора азотной кислоты, раствор переносят в цент­

рифужную пробирку с притертой пробкой. К раствору

•добавляют 0,2 мл 5% раствора гидроксиламина и вы­

держивают пробы на водяной бане при температуре

.70—80° в тёчение 10—15 мин. Затем добавляют 0,2 мл

10% раствора нитрата натрия, оставляют пробы на 10 мин при комнатной температуре. При этом весь плу­

тоний стабилизируется в четырехвалентном состоянии,

наиболее полно соосаждающемся с осадком фосфата висмута. Затем, все время помешивая стеклянной палоч­ кой, добавляют 0,5 мл раствора висмута азотнокислого

99

<

и 3 мл насыщенного раствора однозамещенного фосфата натрия и ставят на горячую баню на 5—10 мин для

коагуляции осадка. Центрифугируют, сливают раствор

с осадка и промывают его 1 мл IN HNO3. Промытый осадок растворяют в 0,5 мл концентрированной азотной кислоты, добавляют 4,5 мл дистиллированной воды и

повторно осаждают плутоний на фосфате висмута. Двой­

ное осаждение необходимо для более полного отделения плутония от урана и других примесей. Если заведомо известно, что содержание плутония по a-активности в смеси с ураном составляет не менее 10%, то переосаж-

дение фосфата висмута делать не следует. После центри­

фугирования сливают раствор с осадка и промывают осадок дважды 2 мл дистиллированной воды, размеши­

вая его стеклянной палочкой и тщательно отделяя от

промывной жидкости центрифугированием. Промытый осадок растворяют при интенсивном взбалтывании в 3— 4 каплях концентрированной азотной кислоты. Микро­ пипеткой или капилляром переносят раствор на под­ ложку из нержавеющей стали. Обмывают пробирку и

капилляр 3 каплями концентрированной азотной кисло­ ты, перенося ее на ту же подложку. Подложки высушивают под инфракрасной лампой и прокаливают 1—2 мин

на плитке с асбестом. Активность плутония определяют

на установке типа Б со сцинтилляционным датчиком путем сравнения с эталоном. Эталон готовят путем нане­ сения на подложку осадка фосфата висмута, полученно­ го описанным выше способом, и определенного количест­ ва плутония известной активности. Рекомендуемая ак­

тивность эталона — 25—100(расп./мин. Если стандартно­ го раствора плутония в лаборатории не имеется, то

растворимый осадок фосфата висмута равномерно нано­

сится тонким слоем на специальную мишень площадью не менее 20 см2. При этом достигается толщина слоя

0,15 мг/см2, при которой поправкой на поглощение а-частиц пренебрегают и сравнивают активность мишени

с эталонным источником из плутония. Активность осад­ ка фосфата висмута можно измерить также в слое твер­

дого сцинтиллятора (см. Лантан-фторидный метод опре­ деления плутония», с. 96).

Фон прибора должен быть меньше 1, а эффективность

не менее 40%. Время измерения зависит от активности

пробы.

Химический выход плутония равен ≈90%.

100

Концентрацию плутония, в воздухе рассчитывают

обычным способом с учетом химического выхода ПЛуТО’

ния и эффективности фильтра.

Достоинством висмут-фосфатного метода является

простота и доступность недостатком — трудность по­

следующего определения урана из одной пробы с плу­

тонием из-за присутствия в растворе большого количест­

ва фосфата натрия.

Вариант II. Экстракционно-осадительный метод

Принцип метода. Метод основан на экстракции четы­

рехвалентного плутония теноилтрифторацетоном с пос­

ледующей реэкстр акцией и осаждением плутония с фос-

фатом-висмута. Химический выход плутония равен 90%. Содержание в пробе U238 до 10 мг, U235 в количествах

в 200 р&з превышающих по активности содержание плу­

требуются:

1.Азотная кислота, ION раствор.

2.Толуол.

3.Теноилтрифторацетон (TTA), 0,2М раствор; готовят раство­ рением 4,5 г TTA в 100 мл толуола.

Ход анализа. Сжигание фильтра и перевод плутония в

раствор производятся так же, как и в варианте I. Далее содержимое тигля растворяют в 2 мл IM азотной кисло­ ты, раствор !Переносят в центрифужную пробирку с при­ тертой пробкой. Если при растворении получается оса­

док, то его необходимо отцентрифугировать или отфиль­ тровать, предварительно смочив фильтр IN HNO3. К рас­

твору добавляют 0,2 мл 5% раствора гидроксиламина и выдерживают пробы на водяной бане при температуре

80° в течение 20 мин. Затем добавляют 0,2 мл раствора

нитрита натрия, оставляют пробы на 20 мин при ком­ натной температуре. После стабилизации плутония до

четырехвалентного состояния производят экстракцию его

2 мл 0,2М раствора TTA в толуоле, встряхивая пробирки в течение 20 мин (экстракцию производят в тех же цент­

рифужных‘Пробирках с притертыми пробками). Нижний водный слой, содержащий уран, капилляром отделяют

от органического раствора, наносят на подложки из не­ ржавеющей стали, сушат под инфракрасной лампой и

101

просчитывают на установке типа Б со сцинтилляционной

приставкой. В случае значительного содержания в воз­

духе аэрозолей железа, аллюминия и т., д. необходимо наносить раствор на подложки с большой площадью '(толщина слоя не более 0,15 мг/см2) или проводить опре­ деление урана колориметрическим способом с арсеназо ill. Реэкстракцию плутония из органического раствора

производят 1 мл ION HNO3 в течение 2 мин. Органиче­ ский слой отбирают капилляром и выбрасывают. Вод­ ный раствор, содержащий четырехвалентный плутоний, доводят до 5 мл дистиллированной водой. Затем, поме­

шивая палочкой, добавляют 0,5 мл раствора нитрата

висмута и 3 мл раствора фосфата натрия. Для коагуля­ ции выпавшего осадка фосфата висмута пробирку по­

мещают на 10 минут в горячую водяную баню. Центри­

фугируют, раствор отбрасывают, а осадок промывают

дважды по 2 мл дистиллированной водой, растворяют в 3—4 каплях концентрированной азотной кислоты и ко­ личественно переносят на подложку из нержавеющей

-стали. Переосаждения осадка в этом случае не произ­

водят. Радиометрическое определение проводится так

2же, как и в варианте I.

Достоинством экстракционно-осадительного варианта является более полное отделение от урана и возможность

определения последнего из одной пробы с плутонием.

Определение плутония с купфероном

Принцип метода. Метод основан на экстракции внут-

рикомплексного соединения четырехвалентного плутония

уран, трехвалентный америций и кюрий не мешают опре­

делению плутония.

Реактивы и материалы. 1. Азотная кислота, 2N и 0,2N растворы.

4.Нитрит натрия, 10% раствор.

5.Купферон, 5% водный раствор.

вают 100 мл ацетона, 100 мл этилового спирта и высушивают при комнатной температуре.’Из очищенного светло-желтого пЪрошка куп­ ферона готовят 5% раствор. Раствор хранится в темной склянке в течение 7—10 сут.

102