T-CIRA 46-2023 核电厂液态流出物中锶89和锶90分析 液体闪烁法

CCSZ33核电厂液态流出物中锶89和锶90分析发布I Ⅲ 1 1 1 1 1 2 2 2 310试验报告 3附录A(资料性)锶萃取色层柱 5附录B(规范性)计数区间的确定和探测效率的测定 6附录C(资料性)液态流出物中锶89和锶90的计算 8Ⅲ核电厂液态流出物中锶89和锶90分析本方法对核电厂液态流出物中锶89的定量检测下限为0.04Bq/L,锶90的定量检测下限为4方法原理5.10盐酸溶液(HC1,0.1mol5.12标准锶89源(约300Bg/g)。2T/CIRA46—20235.13标准锶90源(约90Bq/g)。5.14硝酸溶液(HNO₃,2%)。5.15锶标准溶液(0.100mg/L,基体为2%硝酸)。5.16锶标准溶液(0.250mg/L,基体为2%硝酸)。6仪器与设备6.1低本底液体闪烁谱仪，对无猝灭碳14源探测效率在95%以上。6.2分析天平：分度值0.1mg。6.3液闪计数瓶(20mL,低钾玻璃材质)。6.4真空抽滤箱。6.6移液枪/移液管。6.7电感耦合等离子体原子发射光谱仪(ICP-AES),用于测量分离过程锶的化学回收率。6.8常用玻璃容器：量筒(1L)、烧杯(1.5L、100mL)等。6.9阳离子交换柱壳(Φ15mm×240mm)。液态流出物样品应不少于2L,保存于密闭聚乙烯塑料桶中，置于通风良好处。8试验步骤8.1.1用量筒(6.8)取液态流出物样品1.00L,置于1.5L烧杯中，边搅拌边用硝酸溶液(5.5)调节pH约为2,加入1.00mL(V₀)锶载体溶液(5.2),继续搅拌10min。8.1.2将适量阳离子交换树脂用去离子水浸泡10min,装入阳离子交换柱壳(6.9)中，柱的上下端用玻璃棉填充。8.1.3依次用30mL硝酸溶液(5.7)、样品溶液、30mL硝酸溶液(5.7)以8mL/min的速度通过阳离子交换柱。8.1.4用25mL硝酸溶液(5.5)以5mL/min的速度通过阳离子交换柱，解析阳离子，收集阳离子解8.2.1将锶萃取色层柱安装在真空抽滤箱上。8.2.2依次用10mL硝酸溶液(5.5)、阳离子解析液、10mL3mol/L硝酸～0.05mol/L草酸混合溶液、10mL硝酸溶液(5.5)以2mL/min流速通过锶萃取色层柱，弃去流出液。记录阳离子解析液通过锶萃取色层柱的中间时刻。8.2.3用12mL硝酸溶液(5.8)以1mL/min流速解析锶萃取色层柱，收集锶解析液。8.2.4将锶解析液置于电热板上加热近干。用2.50mL硝酸溶液(5.8)溶解残渣，制成锶待测液。8.2.5称量锶待测液的质量，记为m。3T/CIRA46—20238.3测量8.3.1仪器首次使用前，应确定锶89和锶90的计数区间，确定方法见附录A。8.3.2从待测液中称取2.00g(m₂)于液闪计数瓶(6.3)中，加入18.00mL闪烁液，加盖密封，摇匀。用酒精棉擦拭瓶壁，暗化30min。8.3.3将液闪计数瓶放入液体闪烁谱仪(6.1)进行测量60min,获得锶89和锶90计数区间的计数率nsi(其中i代表锶89或锶90),并记录样品测量的中间时刻。8.3.5准确称取约0.1000g(m₃)锶待测液，用硝酸溶液(5.14)稀释到100mL(V₁),用ICP-AES测量锶离子浓度C1。8.4空白试验用去离子水替代液态流出物样品，按8.1～8.3中步骤做空白试验，分别获得锶89和锶90计数区间的本底计数率nbi。9数据处理9.1流出物中锶89的活度浓度按照公式(1)计算。…………(1)式中：A———样品中锶89的活度浓度，单位为贝克每升(Bq/L);ns——样品在锶89计数区间的计数率(cpm),单位为计数每分(min-¹);nb——空白试验样品在锶89计数区间的计数率(cpm),单位为计数每分(min-¹);E——探测效率，%(测定方法按照附录B的规定);m₁——锶待测液的总质量，单位为克(g);M2测量用的待测液的质量，单位为克(g);Y———锶的化学回收率，%。锶的化学回收率Y按照公式(2)计算。式中：Y——锶的化学回收率；Co——锶载体溶液(5.2)的浓度，单位为毫克每升(mg/L);C1——待测液稀释后的锶浓度，单位为毫克每升(mg/L);V₁——待测液稀释后的体积，单位为毫升(mL);9.2流出物中锶90的活度浓度按附录C计算。10试验报告试验报告至少包括下列内容：4T/CIRA46—2023b)执行标准编号或方法名称；c)结果及其表示；d)测定中发现的异常现象。5T/CIRA46—2023(资料性)锶萃取色层柱A.1锶萃取色层柱的尺寸：填充树脂粉的有效高度大于3cm,柱内径大于8mm。A.2树脂粉：树脂粉固定相为二环已烷并-18-冠-6衍生物，可为锶树脂粉或有相同成分的其他树脂粉。6T/CIRA46—2023(规范性)计数区间的确定和探测效率的测定B.1计数区间的确定和锶90的探测效率B.1.1准确称取约0.5000g标准锶90源(5.13)于100mL烧杯中，再加入25mL硝酸溶液(5.5)和1.00mL锶载体溶液(5.2),搅拌10min。B.1.2将锶萃取色层柱安装在真空抽滤箱上。B.1.3依次用10mL硝酸溶液(5.5)、B.1.1得到的溶液、10mL3mol/L硝酸～0.05mol/L草酸混合溶液、10mL硝酸溶液(5.5)以2mL/min流速通过锶萃取色层柱，弃去流出液。B.1.4用12mL硝酸溶液(5.8)以1mL/min流速解析锶萃取色层柱，收集锶解析液。B.1.5将锶解析液置于电热板上加热近干。用2.50mL硝酸溶液(5.8)溶解残渣，制成锶待测液。B.1.6称量锶待测液的质量，记为m₁。B.1.7从待测液中称取2.00g(m₂)于液闪计数瓶(6.3)中，加入18.00mL闪烁液，加盖密封，摇匀。用酒精棉擦拭瓶壁，暗化30min。B.1.8将液闪计数瓶放入液体闪烁谱仪(6.1)进行测量60min,获得锶90β测量能谱及样品测量计数率。B.1.9以锶90β测量能谱中最高截止点之前的能量区间作为锶90计数区间，以锶90β测量能谱中最高截止点之后的能量区间作为锶89计数区间。B.1.10在ICP-AES(6.7)上，使用锶标准溶液(5.15、5.16)绘制锶标准曲线。B.1.11准确称取约0.1000g(m₃)锶待测液，用硝酸溶液(5.14)稀释到100mL(V₁),用ICP-AES测量锶离子浓度c1。用公式(B.1)计算锶90探测效率。E———探测效率；ny——标准锶90源在锶90计数区间的计数率(cpm),单位为计数每分(min-¹);nb——空白试验样品在锶90计数区间的计数率(cpm),单位为计数每分(min-¹);m——加入标准源的质量，单位为克(g);c——标准源的活度浓度，单位为贝克每克(Bq/g);Y———锶的化学回收率，%。B.2锶89的探测效率准确称取约0.1000g标准锶89源(5.12)于20mL液闪瓶，再加入1.9mL硝酸溶液(5.8)和18.0mL闪烁液，加盖密封摇匀，置于液闪谱仪中暗化30min,测量60min。获得锶89计数区间内的计数率，记为ny。用公式(B.2)计算探测效率。式中：E探测效率；7ny——标准锶89源在锶89计数区间的计数率(cpm),单位为计数每分(min-¹);8T/CIRA46—2023(资料性)液态流出物中锶89和锶90的计算C.1锶90对锶89测量的影响锶89和锶90实际测量谱图见图C.1所示。计数率/cpm计数率/cpm的l0.50.3200250300350400450500550600haMraw2标引序号说明：1——锶90谱图；2锶89和锶90实际测量谱图。图C.1锶89和锶90实际测量谱图根据不同仪器和谱图选择合适的计数区间(以1220型低本底液体闪烁谱仪测量的谱图C.1为例，选择150～700道址计数区间作为锶90计数区间，选择700～850道址计数区间作为锶89计数区间)。通过图C.1锶89和锶90实际测量谱图，可得关系式(C.1)。A₁———锶89的活度浓度，单位为贝克每升(Bq/L);E锶89在锶90计数区间的探测效率，%;A₂——锶90的活度浓度，单位为贝克每升(Bq/L);锶90在锶90计数区间的探测效率，%;a———样品测量谱图在锶90计数区间内的净计数率(cpm),单位为计数每分(min-¹);E₁2——锶89在锶89计数区间的探测效率，%;b——样品测量谱图在锶89计数区间区间内的净计数率(cpm),单位为计数每分(min-¹)。9T/CIRA46—2023经计算，锶89和锶90的活度浓度A₁、A₂见公式(C