❶ 水中氚的分析方法
樓主，您好。 1 主題內容與適用范圍本標准規定了分析水中氚的方法。本標准適用於測量環境水(江、河、湖水和井水等)中的氚，本方法的探測下限為0.5Bq／L。2 方法提要向含氚水樣中依次加高錳酸鉀，進行常壓蒸餾，鹼式電解濃縮，二氧化碳中和，真空冷凝蒸餾。然後將一定量的蒸餾液與一定量的閃爍液混合，用低本底液體閃爍譜儀測量樣品的活性。3 試劑除非另有說明，分析時均使用符合國家標準的分析純試劑。3.1 高錳酸鉀，KMnO4。3.2 2,5-二苯基惡唑，OC(C6H5)＝NCH＝CC6H5，簡稱PPO，閃爍純。3.3 甲苯，C6H5CH3。3.4 1,4-[雙-(5-苯基惡唑-2)]苯，[OC(C6H5)＝CHN＝C]2C6H4，簡稱POPOP，閃爍純。3.5 氫氧化鈉，NaOH。3.6 TritonX-100(曲吹通X-100)，C8H17(C6H4)(OCH2CH2)10OH。3.7 標准氚水，濃度和待測試樣盡量相當，誤差±3％。3.8 無氚水，含氚濃度低於0.1Bq／L的水。3.9 二氧化碳。3.10 液氮。4 儀器和設備4.1 低本底液體閃爍譜儀，計數效率大於15％本底小於2cpm。4.2 分析天平，感量0.1mg，量程大於10g。4.3 蒸餾瓶，500mL。4.4 蛇形冷凝管，250cm。4.5 磨口塞玻璃瓶，500mL。4.6 容量瓶，1 000mL。4.7 樣品瓶，聚乙烯或聚四氟乙烯，或石英瓶，20mL。4.8 電解槽，見附錄B(參考件)。4.9 真空冷凝蒸餾收集瓶，見附錄B(參考件)。4.10 井形電爐，見附錄B(參考件)。4.11 直流電源，電壓范圍0～90V，連續可調，電流0～60A。4.12 真空泵，10L／min。4.13 濕度控制器，可調范圍0～100℃。5 分析步驟5.1 蒸餾5.1.1 取300mL水樣，放入蒸餾瓶(4.3)中，然後向蒸餾瓶中加入1g高錳酸鉀(3.1)。蓋好磨口玻璃塞子，並裝好蛇形冷凝管(4.4)，待用。5.1.2 加熱蒸餾，將開始蒸出的幾毫升蒸餾液棄去，然後將蒸餾液收集於磨口塞玻璃瓶(4.5)中。密封保存。5.2 電解濃縮5.2.1 先要調節陽極位置，使電解後剩下的溶液體積為8mL。5.2.2 將250mL蒸餾液(5.1.2)，放入電解槽(4.8)中，並加入2.5g氫氧化鈉(3.5)。5.2.3 將電解槽放入冷卻水箱，通自來水冷卻。然後連接線路，接通電源，並使起始電解電流為40～50A。進行電解。5.2.4 電解結束後，向電解槽緩慢地通入二氧化碳20min。 5.3 真空冷凝蒸餾5.3.1 把稱重過的收集瓶(4.9)，放入液氮中冷卻5min後，將其與放在井形電爐(4.10)中的電解槽連接。然後打開收集瓶上的閥門，抽真空，並同時對電解槽加熱，溫度控制在100℃以內。冷凝蒸餾30min。5.3.2 再次稱重收集瓶，確定其蒸餾液凈重。5.4 制備試樣5.4.1 配製溶劑以1份曲吹通X-100(3.6)與2.5份甲苯(3.3)的比例，配製適量溶劑，搖盪混合均勻後放置待用。5.4.2 配製閃爍液，將6.00gPPO(3.2)和0.30gPOPOP(3.4)，放入1000mL容量瓶(4.6)中，用溶劑(5.4.1)溶解並稀釋至刻度。搖盪混合均勻後放入暗箱保存。5.4.3 制備本底試樣將無氚水按5.1步驟進行蒸餾，取其蒸餾液6.00mL放入20mL聚乙烯樣品瓶中，再加入閃煉液(5.4.2)14.0mL，搖盪混合均勻後密封保存。5.4.4 制備待測試樣取6.00mL蒸餾液(5.3.2)和14.0mL閃爍液(5.4.2)，放入20mL聚乙烯樣品瓶中，搖盪混合均勻後密封保存。5.4.5 制備標准試樣取6.00mL標准氚水(3.7)和14.0mL閃爍液(5.4.2)，放入到20mL聚乙烯樣品瓶中，搖盪混合均勻後密封保存。6 測量把制備好的試樣[包括本底試樣(5.4.3)，待測試樣(5.4.4)和標准試樣(5.4.5)]，同時放入低本底液體閃爍譜儀的樣品室中，避光12h。6.1 儀器准備調試儀器使之達到正常工作狀態。6.2 測定本底計數率選定一確定的計數時間間隔進行計數。6.3 測定儀器效率 選用一確定計數時間間隔，對標准試樣進行計數，求出標准試樣的計數率，然後用下式計算儀器的計數效率：式中：E——儀器的計數效率，儀器的計數效率，(計數／分)／(衰變／分)；儀器的計數效率， Nd——標准試樣計數率，計數／分；標准試樣計數率，計數／分； Nb——本底試樣計數率，計數／分；本底試樣計數率，計數／分； D——加入到標准試樣中氚的衰變數，衰變／分。6.4 測量樣品 選用一確定的計數時間間隔，對待測樣品進行計數。7 分析結果的計算 計算水中氚的放射性濃度公式為式中：A——水中氚的放射性濃度，Bq／L；V1——電解濃縮前水樣的體積，mL；Vf——電解濃縮後水樣的體積，mL；Vm—－測量時所用水樣的體積，mL；E——儀器對氚的計數效率，(計數／分)／(衰變／分)；Ng——待測試樣的總計數率，計數／分；K——單位換算系數，6.00×10－2(1(1衰變／分)／(BqmL)；(1 Re——電解濃縮回收率；Nb——本底試樣的計數率，計數／分。 註：用標准氚水，按電解濃縮步驟進行電解，然後進行制樣測量，用Re＝Df／Di算出Re值，式中Df是電解前水樣中氚的衰變數；Df是經電解濃縮後水中氚的衰變數。8 精密度 方法的重復性和再現性。水平值(Bq／L)重 復 性再 現 性SRγSrR0.632.845.420.0620.310.330.170.870.930.240.560.700.681.581.97本方法在正常和正確操作情況下，由同一操作人員，在同一實驗室內，使用同一儀器，並在短期內，對相同試佯所作兩個單次測試，結果之間的差值超過重復性，平均來說20次中不多於1次。 本方法在正常和正確操作情況下，由兩名操作人員，在不同實驗室內，對相同試樣所作兩個單次測試，結果之間差值，超過再現性，平均來說20次中不多於1次。 如果兩個單次測試結果之間的差值超過了相應的重復性和再現性數值，則認為這兩個結果是可疑的。註：本精密度數據是在1987年和1988年由7個實驗室對3個水平的試樣所作的試驗中確定的。9 誤差 分析結果的相對標准誤差由下式確定：式中：σm——分析方法的相對標准偏差；Na——待測試樣的凈計數率，計數／分；——待測試樣的凈計數率，計數／分； Nb——本底試樣的計數率，計數／分；——本底試樣的計數率，計數／分； ts——待測試樣的計數時間，min；——待測試樣的計數時間，min； tb——本底試樣的計數時間，min；——本底試樣的計數時間，min； σRe——電解濃縮回收率的標准偏差；——電解濃縮回收率的標准偏差； σe——儀器對氚的計數效率的標准偏差。——儀器對氚的計數效率的標准偏差。 附錄A 正確使用標準的說明。詳情請參考國家標准物質網www.rmhot.com(參考件)A1 如果待測試樣中氚的濃度較高，或儀器的靈敏度足夠高，用儀器直接測量，能得到滿意的結果時，可以省去電解濃縮一步，樣品經常壓蒸餾，制樣後，直接用儀器測量即可。A2 電解濃縮時，應首先調節好陽極位置，正確的調節方法是，先在電解槽中，加入8mL含1％(m／V)氫氧化鈉溶液，然後將陽極插入電解槽中，邊上、下調節陽極位置，邊用萬用表測量陰陽極間的電阻，當獲得一個突然變小或變大的電阻值時，再仔細調節一下，在突然變化的那個位置上，用陽極上的兩個螺母，把陽極管固定在法蘭盤上，陽極位置便可調節好了。A3 電解濃縮時，如果採用比附錄B中的電解槽的陰極面積大或者小的陰極時，則電解的起始電流，可按陰極電流密度控制在0.1－0.2A／cm2范圍值，計算出新採用的電解槽的起始電流范圍。A4 在操作過程中，例如制備試樣、蒸餾等每一可能引起樣品間交叉污染的步驟中，要注意避免交叉污染。操作要按先低水平，後高水平順序進行等。A5 電解濃縮回收率Re與電解槽的電極材料，電解質，冷卻水溫度，電流密度，體積濃縮倍數以及電解方式等有關。採用減容電解方式(即本標准採用的方式)則Re＝(Vf/V4)1/β，式中的β是氚的電解分離系數。如果上述條件有任何一個發生了改變，則原來的見和β值不能再使用，這時應該用標准氚水，按電解步驟進行電解，重新確定新的參數Re和β值。如果只是冷卻水溫度發生了變化，可按每升高1℃，β降低1.3％，對β進行修正，再由β算出Re，一般可以不必重作實驗。冷卻水溫度變化多少度，就該修正β和Re值，這要根據測量誤差的要求而定。 A6 如果標准氚水比待測試樣中的氚放射性濃度高出幾個數量級，例如2.21×106dpm／g誤差±3％的標准氚水，應將標准氚水進行稀釋後，方可使用。稀釋方法是用分析天平(4.2)精確地稱取一定量標准氚水，一般是0.18左右，加入到一定容積(如1000mL的)容量瓶中，然後再用無氚的蒸餾水稀釋至刻度，搖盪混合均勻，按下式算出稀釋後標准氚水的比放射性活度：式中：C——比放射性活度，(衰變／分)／mL；DS——加入到容量瓶中的標准氚水絕對活度，衰變／分；VS——容量瓶的容積，mL。