T-CIRA 47-2023 核电厂液态流出物中铁55分析 液体闪烁法

核电厂液态流出物中铁55分析中国同位素与辐射行业协会I Ⅲ 12规范性引用文件 1 1 1 1 2 2 2 310试验报告 4附录A(资料性)铁萃取色层柱 5附录B(规范性)铁59干扰的修正 6附录C(规范性)探测效率的测定 7Ⅲ1T/CIRA47—2023核电厂液态流出物中铁55分析液体闪烁法本文件规定了液体闪烁法分析核电厂液态流出物中铁55活度浓度的方法原理、试剂与材料、仪器本文件适用于核电厂液态流出物中铁55的分析，其他核反应堆设施参照使用。本方法对核电厂液态流出物中铁55的定量检测下限为0.3Bq/L。2规范性引用文件本文件没有规范性引用文件。3术语和定义本文件没有需要界定的术语和定义。4方法原理在流出物样品加入铁载体溶液，以磷酸铁沉淀富集铁离子，用铁萃取色层柱对铁离子进行分离和纯化，用液体闪烁谱仪测定铁55的活度，根据测定结果计算液态流出物样品中铁55的活度浓度。5试剂与材料5.1所有试剂，除特别声明外，均为分析纯试剂；实验环节所用水为电导率小于或等于0.50mS/m的去离子水或者同等纯度的水，每批关键试剂使用前均做空白试验。5.3铁萃取色层柱(见附录A)。5.4酚酞指示剂(0.5%,乙醇体系)。5.5无水乙醇[w(CH₃CH₂OH)≥99.5%]。5.6氨水(NH₃·H₂O,30%)。5.7硝酸(HNO₃,65%)。5.8硝酸溶液(HNO₃,8mol/L)。5.9盐酸溶液(HCl,10mol/L)。5.10盐酸溶液(HCl,0.25mol/L)。5.11盐酸溶液(HCl,0.05mol/L)。5.12氟化氢溶液(HF,1mol/L)。5.13磷酸二氢钠溶液(NaH₂PO₄,3mol/L)。5.14闪烁液(商用)。2T/CIRA47—20235.16标准铁55源(约100Bq/g)。5.17标准铁59源(约100Bq/g)。5.19铁标准溶液(0.100mg/L,基体为2%硝酸)。5.20铁标准溶液(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可拆卸式漏斗/滤瓶。6.4液闪计数瓶(20mL,低钾玻璃材质)。6.5移液枪/移液管。6.6真空抽滤箱。6.7真空泵。6.8电感耦合等离子体原子发射光谱仪(ICP-AES),用于测量分离过程铁的化学回收率。6.9电热板。6.10常用玻璃容器：量筒(1L)、烧杯(1.5L、100mL)等。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样品前处理8.1.1用量筒(6.10)取液态流出物样品1.00L(V),置于1.5L烧杯中，边搅拌边用硝酸溶液(5.7)调节pH值约为2,加入1.00mL(V₀)铁载体溶液(5.2)和1mL磷酸二氢钠溶液(5.13),然后继续搅拌8.1.2加入几滴酚酞指示剂(5.4),用氨水(5.6)调节至溶液变为红色。8.1.3将微孔滤膜(5.15)用去离子水湿润后，放置于可拆卸式漏斗(6.3)中，将滤瓶连接真空泵(6.7),对8.1.2的沉淀和溶液进行抽滤，弃去滤液。用去离子水和无水乙醇(5.5)洗涤沉淀。8.1.4将微孔滤膜和沉淀物一并转入100mL烧杯中，用少量硝酸(5.7)湿润微孔滤膜和沉淀物，直至沉淀溶解为止。8.1.5向烧杯中加入硝酸溶液(5.8),制成预处理样品溶液，体积控制在20mL左右。8.2.1将铁萃取色层柱安装在真空抽滤箱上。8.2.2依次用5mL硝酸溶液(5.8)、8.1.5预处理样品溶液、20mL盐酸溶液(5.9)以不大于2mL/min流速通过铁萃取色层柱，弃去流出液。8.2.3用14mL盐酸溶液(5.10)以2mL/min流速洗脱铁，洗脱液收集于已知质量的100mL烧杯中。8.2.4将洗脱液在电热板上加热近干，加入10mL盐酸溶液(5.11)溶解，制成待测液。若待测液呈黄3T/CIRA47—2023色，滴加1滴氟化氢溶液(5.12)。8.2.5称量待测液的总质量，记为m₁。8.3.1从待测液中称取6.00g(m₂)于液闪计数瓶(6.4)中，加入14mL闪烁液，加盖密封，摇匀，暗化8.3.2将液闪计数瓶放入液体闪烁谱仪(6.1)进行测量30min,获得(0～5.9)keV区间内的计数率8.3.4从待测液中取出1.00g(m₃),用硝酸溶液(5.18)稀释到1000mL(V₁),用ICP-AES测量铁离子浓度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，获得(0～5.9)keV区间内的计数率(nb)。9数据处理流出物中铁55的活度浓度按照公式(1)计算。式中：…….A———样品中铁55的活度浓度，单位为贝克每升(Bq/L);ns———样品在(0～5.9)keV区间内的计数率(cpm),单位为计数每分(min-¹);nb——空白试验样品在(0～5.9)keV区间内的计数率(cpm),单位为计数每分(min-¹);E——探测效率，%(测定方法按照附录C的规定);60——单位转换系数；m₂——测量用的待测液的质量，单位为克(g);铁的化学回收率Y按照公式(2)计算。式中：Y——铁的化学回收率；Co——铁载体溶液(5.2)的浓度，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);m₁——待测液的总质量，单位为克(g);……….4T/CIRA47—2023试验报告至少包括下列内容：b)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/CIRA47—2023(资料性)铁萃取色层柱A.1铁萃取色层柱的尺寸：填充树脂粉的有效高度大于3cm,柱内径大于8mm。A.2树脂粉：树脂粉固定相为氨基甲酰-甲基氧膦衍生物和磷酸三丁酯的混合物。6T/CIRA47—2023(规范性)铁59干扰的修正准确称取约0.1000g标准铁59源(5.17)于液闪计数瓶(6.4)中，再加入5.9mL0.05mol/L的盐酸和14.0mL闪烁液，再加盖密封，摇匀，用酒精棉球擦拭液闪瓶外壁，置于液体闪烁谱仪中暗化30min,再测量30min,计算铁59在(0～5.9)keV中的净计数率与(0～5.9)keV中的净计数率的占比。若样品中存在铁59,则铁55的净计数率修正见公式(B.2):n=n₁—f×n₂…………(B.1)n——铁55的净计数率(cpm),单位为计数每分(min-¹);n₁——样品在(0～5.9)keV中的总净计数率(cpm),单位为计数每分(min-¹);f——计算铁59在(0～5.9)keV中的净计数率与(5.9～500)keV中的净计数率的占比；7T/CIRA47—2023(规范性)探测效率的测定准确称取约0.1000g标准铁55源(5.16)于液闪计数瓶(6.4)中，再加入5.9mL0.05mol/L的盐酸和14.0mL闪烁液，再加盖密封，摇匀，用酒精棉球擦拭液闪计数瓶外壁，置于液体闪烁谱仪中暗化30min,再测量30min,获得(0～5.9)keV区间内的计数率，记为ny。按公式(C.1)计算仪器对铁55