ICS73.020 D14 中华人民共和国国家标准 GB/T13071—2010 代替GB/T13071—1991 地 质水样 234U/238U、230Th/232Th 放射性活度比值的测定 萃淋树脂萃取色层分离α能谱法 Geologicalwaterssamples—Determinationofradioactiveratios234U/238Uand 230Th/232Th—Extractionchromatographandalphaspectrometrymeasure 2010-11-10发布 2011-02-01实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中国国家标准化管理委员会发布中华人民共和国 国家标准 地质水样 234U/238U、230Th/232Th 放射性活度比值的测定 萃淋树脂萃取色层分离α能谱法 GB/T13071—2010 * 中国标准出版社出版发行 北京复兴门外三里河北街16号 邮政编码:100045 网址www.spc.net.cn 电话:68523946 68517548 中国标准出版社秦皇岛印刷厂印刷 各地新华书店经销 * 开本880×12301/16 印张0.75 字数17千字 2010年12月第一版 2010年12月第一次印刷 * 书号:155066·1-41035 如有印装差错 由本社发行中心调换 版权专有 侵权必究 举报电话:(010)68533533 前 言 本标准代替GB/T13071—1991《地质水样中234U/238U、230Th/232Th放射性比值的测定方法》。 本标准与GB/T13071—1991相比,主要变化如下: ———规范了标准的标题; ———增加了警示、警告内容; ———增加了废弃物的处理条款; ———删除了目次; ———简化了测量仪器; ———更正了部分错误。 本标准由中华人民共和国国土资源部提出。 本标准由全国国土资源标准化技术委员会归口。 本标准负责起草单位:国家地质实验测试中心。 本标准起草单位:核工业北京地质研究院。 本标准主要起草人:武朝辉、刘立坤。 本标准所代替标准的历次版本发布情况为: ———GB/T13071—1991。 ⅠGB/T13071—2010 地质水样 234U/238U、230Th/232Th 放射性活度比值的测定 萃淋树脂萃取色层分离α能谱法 警示———使用本标准的人员应有正规实验室工作的实践经验。本标准并未指出所有可能的安全问 题。使用者有责任采取适当的安全和健康措施,并保证符合国家有关法规规定的条件。 1 范围 本标准规定了P350萃淋树脂萃取色层分离α能谱法和CL-TBP萃淋树脂萃取色层分离α能谱法测 定5L地质水样中234U/238U,230Th/232Th放射性活度比值的方法。 本标准适用于5L地质水样中234U/238U,230Th/232Th放射性活度比值的测定。对于5L环境水样 中234U/238U,230Th/232Th放射性活度比值的测定可参照使用。 测定范围: 铀:大于1.23×10-3Bq/L; 钍:大于1.23×10-3Bq/L; 230Th/232Th:不大于15。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的 修改版<不包括勘误的内容>或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是 否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。 GB/T6379(所有部分) 测量方法与结果的准确度(正确度与精密度) GB9133 放射性废物的分类 GB14500 放射性废物管理规定 3 P350萃淋树脂萃取色层分离α能谱法 3.1 原理 取水样一定体积,加入硝酸酸化后。加载体三氯化铁与氯化铵,用氨水调pH值,使铀、钍富集以氢 氧化物形式沉淀。沉淀用浓硝酸溶解,制备成上柱溶液,通过P350萃取色层柱后,与其他干扰元素分离, 使铀钍纯化。用盐酸洗脱钍,再用氟化钠洗脱铀。用电沉积方法制备钍和铀的α源。分别在α能谱仪 上测量铀、钍同位素的α能谱曲线,并求得其比值。 3.2 试剂 本部分除非另有说明,在分析中均使用符合国家标准的分析纯试剂和蒸馏水或同等纯度水。 3.2.1 草酸铵。 3.2.2 氯化铵。 3.2.3 硝酸铝[Al(NO3)3·9H2O]。 3.2.4 酒石酸。 3.2.5 氨水(ρ0.91g/mL)。 3.2.6 硝酸(ρ1.42g/mL)。 3.2.7 氢氟酸。 1GB/T13071—2010 3.2.8 盐酸(ρ1.19g/mL)。 3.2.9 高氯酸(ρ1.73g/mL)。警告———易爆品,小心操作! 3.2.10 无水乙醇(ρ0.78g/mL)。 3.2.11 200号溶剂油。 3.2.12 P350(甲基磷酸二甲庚酯)。 3.2.13 Fe3+盐溶液(20g/L):15g三氯化铁(FeCl3·6H2O分析纯)溶于10mL盐酸(3.2.8)中,用水 稀释至100mL。 3.2.14 盐酸c(HCl)3mol/L。 3.2.15 王水(3+1):盐酸(3.2.8)3份+硝酸(3.2.6)1份。 3.2.16 氟化钠溶液(2g/L):2g氟化钠溶于水,稀释到1000mL。 3.2.17 上柱液15g硝酸铝(3.2.3):溶于15mL硝酸(3.2.6)中用水稀释到100mL。 3.2.18 洗涤液:2g酒石酸(3.2.4)溶于15mL硝酸(3.2.6)中用水稀释到100mL。 3.2.19 P350煤油溶液:取60mLP350(3.2.12)用煤油(3.2.11)稀释至100mL。 3.2.20 铀电沉积液:称取2g氯化铵(3.2.2)和5g草酸铵(3.2.1),溶解于100mL水中,用盐酸 (3.2.14)调pH值为6。 3.2.21 钍电沉积液:称取2g氯化铵(3.2.2)和5g草酸铵(3.2.1),溶解于100mL水中,用盐酸 (3.2.8)调pH值为2。 3.2.22 平衡铀标准溶液:取标准平衡原生铀矿,用王水(3.2.15)加热溶解,蒸至近干,加硝酸(3.2.6) 用水溶解,并稀释至刻度,摇匀。 3.2.23 平衡钍标准溶液:取硝酸钍(已达放射性平衡),用硝酸(3.2.6)加热溶解,用水稀释至刻度, 摇匀。 3.2.24 X-5树脂:聚二乙烯苯,粒径175μm~246μm(即60目~80目)。 3.2.25 色层柱的制备: a) X-5树脂的处理———将树脂装入一支底部垫有玻璃纤维的大交换柱(视处理量而定体积)内, 用无水乙醇(3.2.10)洗涤,以除去残存的制孔剂,一直洗至在承接的几滴流出液中加入一滴水 后无浑浊出现为止,抽滤,取出后,放在红外灯下或烘箱内,控制温度在80℃左右,烘至无乙醇 气味为止,装入磨口瓶内备用; b) 制备色层柱———称取10g干树脂(3.2.24)放入150mL烧杯中,加入25mLP350煤油溶液 (3.2.19)充分搅拌,在水浴上蒸至无煤油味后,将拌好的色层粉用上柱液(3.2.17)浸泡4h以 上,换用蒸馏水,以半浆糊状装入色层柱(3.3.9)中,柱底垫以玻璃纤维,色层粉上部压以玻璃 纤维,色层柱自滴流量为0.8mL/min~1.0mL/min。新装的色层柱用15mL上柱液 (3.2.17),15mL盐酸(3.2.14),8mL氟化钠(3.2.16),20mL水淋洗,依次反复淋洗2次~ 3次,在使用之前用15mL上柱液(3.2.17)平衡备用。 3.3 仪器及装置 3.3.1 多道α能谱。 3.3.2 真空泵:真空度小于13Pa。 3.3.3 241Am,铀或钍α标准源。 3.3.4 直流稳定电源。 3.3.5 铂电极。 3.3.6 不锈钢圆片。 3.3.7 电沉积槽:体积20cm3左右。 3.3.8 恒温水浴箱。 3.3.9 色层柱ϕ7mm×70mm。 2GB/T13071—2010 3.4 取样 取水样时,要使其尽量清澈,若有浑浊,应先过滤,然后立即加入硝酸(3.2.6)酸化至pH值为1~2。 3.5 分析步骤 3.5.1 水样预处理 量取5L酸化后的水样,倒入5L烧杯中加热煮沸,加三氯化铁溶液(3.2.13)3mL及氯化铵 (3.2.2)15g,充分搅拌,然后缓缓地加入氨水(3.2.5),边加边搅拌,调节pH值至8~9,此时有沉淀析 出,放置2h以上,用虹吸管吸去上层清液。 3.5.2 铀、钍的分离 将上述沉淀用20mL~30mL硝酸(3.2.6)溶解于400mL的烧杯中,蒸至5mL左右,加硝酸 (3.2.6)5mL,氢氟酸(3.2.7)1mL,蒸干冒尽白烟后,用15mL上柱液(3.2.17)溶解盐类,加热煮沸 后,使其通过已用上柱液(3.2.17)平衡好的色层柱待流干后,用20mL上柱液(3.2.17)洗烧杯2次~ 3次,用20mL洗涤液(3.2.18)洗色层柱2次~3次,使其铀钍纯化。然后用20mL盐酸(3.2.14)洗脱 钍;用10mL氟化钠(3.2.16)洗脱铀,铀钍溶液分别承接于50mL烧杯中。 3.5.3 电沉积制备α源 3.5.3.1 制备铀α源 在分离纯化后的溶液中加入硝酸(3.2.6)1mL,高氯酸(3.2.9)0.5mL放在电炉上蒸至白烟冒 尽,取下烧杯,稍冷却,加入盐酸(3.2.8)1mL,低温蒸干,取下烧杯,稍冷却,用10mL铀电沉积液 (3.2.20)溶解盐类,倒入电沉积槽(3.3.7)内,将电沉积槽移入水温约为70℃的恒温水浴箱(3.3.8)中, 接通电源(3.3.4),将电流调至1.2A,此时,电沉积液的pH值为6,当通电3