T-CIRA 47-2023 核電廠液態(tài)流出物中鐵55分析 液體閃爍法

核電廠液態(tài)流出物中鐵55分析中國同位素與輻射行業(yè)協(xié)會I Ⅲ 12規(guī)范性引用文件 1 1 1 1 2 2 2 310試驗(yàn)報告 4附錄A(資料性)鐵萃取色層柱 5附錄B(規(guī)范性)鐵59干擾的修正 6附錄C(規(guī)范性)探測效率的測定 7Ⅲ1T/CIRA47—2023核電廠液態(tài)流出物中鐵55分析液體閃爍法本文件規(guī)定了液體閃爍法分析核電廠液態(tài)流出物中鐵55活度濃度的方法原理、試劑與材料、儀器本文件適用于核電廠液態(tài)流出物中鐵55的分析，其他核反應(yīng)堆設(shè)施參照使用。本方法對核電廠液態(tài)流出物中鐵55的定量檢測下限為0.3Bq/L。2規(guī)范性引用文件本文件沒有規(guī)范性引用文件。3術(shù)語和定義本文件沒有需要界定的術(shù)語和定義。4方法原理在流出物樣品加入鐵載體溶液，以磷酸鐵沉淀富集鐵離子，用鐵萃取色層柱對鐵離子進(jìn)行分離和純化，用液體閃爍譜儀測定鐵55的活度，根據(jù)測定結(jié)果計(jì)算液態(tài)流出物樣品中鐵55的活度濃度。5試劑與材料5.1所有試劑，除特別聲明外，均為分析純試劑；實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)所用水為電導(dǎo)率小于或等于0.50mS/m的去離子水或者同等純度的水，每批關(guān)鍵試劑使用前均做空白試驗(yàn)。5.3鐵萃取色層柱(見附錄A)。5.4酚酞指示劑(0.5%,乙醇體系)。5.5無水乙醇[w(CH?CH?OH)≥99.5%]。5.6氨水(NH?·H?O,30%)。5.7硝酸(HNO?,65%)。5.8硝酸溶液(HNO?,8mol/L)。5.9鹽酸溶液(HCl,10mol/L)。5.10鹽酸溶液(HCl,0.25mol/L)。5.11鹽酸溶液(HCl,0.05mol/L)。5.12氟化氫溶液(HF,1mol/L)。5.13磷酸二氫鈉溶液(NaH?PO?,3mol/L)。5.14閃爍液(商用)。2T/CIRA47—20235.16標(biāo)準(zhǔn)鐵55源(約100Bq/g)。5.17標(biāo)準(zhǔn)鐵59源(約100Bq/g)。5.19鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液(0.100mg/L,基體為2%硝酸)。5.20鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液(0.250mg/L,基體為2%硝酸)。6儀器與設(shè)備6.1低本底液體閃爍譜儀，對無猝滅碳14源探測效率在95%以上。6.2分析天平：分度值0.1mg。6.3可拆卸式漏斗/濾瓶。6.4液閃計(jì)數(shù)瓶(20mL,低鉀玻璃材質(zhì))。6.5移液槍/移液管。6.6真空抽濾箱。6.7真空泵。6.8電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀(ICP-AES),用于測量分離過程鐵的化學(xué)回收率。6.9電熱板。6.10常用玻璃容器：量筒(1L)、燒杯(1.5L、100mL)等。液態(tài)流出物樣品應(yīng)不少于2L,保存于密閉聚乙烯塑料桶中，置于通風(fēng)良好處。8試驗(yàn)步驟8.1樣品前處理8.1.1用量筒(6.10)取液態(tài)流出物樣品1.00L(V),置于1.5L燒杯中，邊攪拌邊用硝酸溶液(5.7)調(diào)節(jié)pH值約為2,加入1.00mL(V?)鐵載體溶液(5.2)和1mL磷酸二氫鈉溶液(5.13),然后繼續(xù)攪拌8.1.2加入幾滴酚酞指示劑(5.4),用氨水(5.6)調(diào)節(jié)至溶液變?yōu)榧t色。8.1.3將微孔濾膜(5.15)用去離子水濕潤后，放置于可拆卸式漏斗(6.3)中，將濾瓶連接真空泵(6.7),對8.1.2的沉淀和溶液進(jìn)行抽濾，棄去濾液。用去離子水和無水乙醇(5.5)洗滌沉淀。8.1.4將微孔濾膜和沉淀物一并轉(zhuǎn)入100mL燒杯中，用少量硝酸(5.7)濕潤微孔濾膜和沉淀物，直至沉淀溶解為止。8.1.5向燒杯中加入硝酸溶液(5.8),制成預(yù)處理樣品溶液，體積控制在20mL左右。8.2.1將鐵萃取色層柱安裝在真空抽濾箱上。8.2.2依次用5mL硝酸溶液(5.8)、8.1.5預(yù)處理樣品溶液、20mL鹽酸溶液(5.9)以不大于2mL/min流速通過鐵萃取色層柱，棄去流出液。8.2.3用14mL鹽酸溶液(5.10)以2mL/min流速洗脫鐵，洗脫液收集于已知質(zhì)量的100mL燒杯中。8.2.4將洗脫液在電熱板上加熱近干，加入10mL鹽酸溶液(5.11)溶解，制成待測液。若待測液呈黃3T/CIRA47—2023色，滴加1滴氟化氫溶液(5.12)。8.2.5稱量待測液的總質(zhì)量，記為m?。8.3.1從待測液中稱取6.00g(m?)于液閃計(jì)數(shù)瓶(6.4)中，加入14mL閃爍液，加蓋密封，搖勻，暗化8.3.2將液閃計(jì)數(shù)瓶放入液體閃爍譜儀(6.1)進(jìn)行測量30min,獲得(0～5.9)keV區(qū)間內(nèi)的計(jì)數(shù)率8.3.4從待測液中取出1.00g(m?),用硝酸溶液(5.18)稀釋到1000mL(V?),用ICP-AES測量鐵離子濃度C1。8.4空白試驗(yàn)用去離子水替代液態(tài)流出物樣品，按8.1～8.3中步驟做空白試驗(yàn)，獲得(0～5.9)keV區(qū)間內(nèi)的計(jì)數(shù)率(nb)。9數(shù)據(jù)處理流出物中鐵55的活度濃度按照公式(1)計(jì)算。式中：…….A———樣品中鐵55的活度濃度，單位為貝克每升(Bq/L);ns———樣品在(0～5.9)keV區(qū)間內(nèi)的計(jì)數(shù)率(cpm),單位為計(jì)數(shù)每分(min-1);nb——空白試驗(yàn)樣品在(0～5.9)keV區(qū)間內(nèi)的計(jì)數(shù)率(cpm),單位為計(jì)數(shù)每分(min-1);E——探測效率，%(測定方法按照附錄C的規(guī)定);60——單位轉(zhuǎn)換系數(shù)；m?——測量用的待測液的質(zhì)量，單位為克(g);鐵的化學(xué)回收率Y按照公式(2)計(jì)算。式中：Y——鐵的化學(xué)回收率；Co——鐵載體溶液(5.2)的濃度，單位為毫克每升(mg/L);V?——待測液稀釋后的體積，單位為毫升(mL);m?——待測液的總質(zhì)量，單位為克(g);……….4T/CIRA47—2023試驗(yàn)報告至少包括下列內(nèi)容：b)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)編號或方法名稱；c)結(jié)果及其表示；d)測定中發(fā)現(xiàn)的異?，F(xiàn)象。5T/CIRA47—2023(資料性)鐵萃取色層柱A.1鐵萃取色層柱的尺寸：填充樹脂粉的有效高度大于3cm,柱內(nèi)徑大于8mm。A.2樹脂粉：樹脂粉固定相為氨基甲酰-甲基氧膦衍生物和磷酸三丁酯的混合物。6T/CIRA47—2023(規(guī)范性)鐵59干擾的修正準(zhǔn)確稱取約0.1000g標(biāo)準(zhǔn)鐵59源(5.17)于液閃計(jì)數(shù)瓶(6.4)中，再加入5.9mL0.05mol/L的鹽酸和14.0mL閃爍液，再加蓋密封，搖勻，用酒精棉球擦拭液閃瓶外壁，置于液體閃爍譜儀中暗化30min,再測量30min,計(jì)算鐵59在(0～5.9)keV中的凈計(jì)數(shù)率與(0～5.9)keV中的凈計(jì)數(shù)率的占比。若樣品中存在鐵59,則鐵55的凈計(jì)數(shù)率修正見公式(B.2):n=n?—f×n?…………(B.1)n——鐵55的凈計(jì)數(shù)率(cpm),單位為計(jì)數(shù)每分(min-1);n?——樣品在(0～5.9)keV中的總凈計(jì)數(shù)率(cpm),單位為計(jì)數(shù)每分(min-1);f——計(jì)算鐵59在(0～5.9)keV中的凈計(jì)數(shù)率與(5.9～500)keV中的凈計(jì)數(shù)率的占比；7T/CIRA47—2023(規(guī)范性)探測效率的測定準(zhǔn)確稱取約0.1000g標(biāo)準(zhǔn)鐵55源(5.16)于液閃計(jì)數(shù)瓶(6.4)中，再加入5.9mL0.05mol/L的鹽酸和14.0mL閃爍液，再加蓋密封，搖勻，用酒精棉球擦拭液閃計(jì)數(shù)瓶外壁，置于液體閃爍譜儀中暗化30min,再測量30min,獲得(0～5.9)keV區(qū)間內(nèi)的計(jì)數(shù)率，記為ny。按公式(C.1)計(jì)算儀器對鐵55