一种高放料液中微量镎含量的分析方法发明专利

专利名称：一种高放料液中微量镎含量的分析方法

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202011557002.2

专利申请（专利权）人：中核四0四有限公司
权利人地址：甘肃省嘉峪关市中核四0四办公楼1015室

专利发明（设计）人：何南玲,陈勤,吉永超,江海波,易宝山,蒋军清,姜国杜,林靖波,张亚东,赵爱,杜小莉,尚斌

专利摘要：本发明属于后处理分析技术领域，具体涉及一种高放料液中微量镎含量的分析方法。将高放料液稀释降低放射性后，在实验室进行两次固相萃取分离，有效分离样品中的镎，并通过α能谱实现准确测量。将1AF、1AW料液在热室中经过简单稀释操作降低放射性后输送至分析实验室，采用TEVA树脂柱进行微量镎的分离，采用α谱仪分析测定镎含量。方法操作简便，分析结果准确度高，大大减少了实验人员在高辐射场所下操作的时间。

主权利要求：
1.一种高放料液中微量镎含量的分析方法，其特征在于：(1)硝酸溶液制备
量取硝酸，边搅拌边加入去离子水中，冷却后转入容量瓶中，用水稀释；
(2)氨基磺酸亚铁溶液制备
称取氨基磺酸固体和还原铁粉于烧杯中，加入去离子水，再加入浓硝酸使其溶解，过滤后使用；
(3)硝酸‑过氧化氢溶液制备
移取过氧化氢和浓硝酸于容量瓶中，用去离子水定容；
(4)硝酸‑氨基磺酸亚铁‑醋酸溶液制备
称取氨基磺酸、还原铁粉于烧杯中，加入去离子水，缓慢加入浓硝酸和醋酸，过滤至棕色容量瓶中，备用；
(5)硝酸‑氢氟酸溶液制备
移取氢氟酸和浓硝酸于容量瓶中，用去离子水定容；
(6)1AF、1AW料液的稀释
在分装热室取1AF、1AW料液，加入到稀硝酸溶液中，搅拌均匀；取搅拌均匀后的1AF、1AW稀释样品输送至分析实验室岗位手套箱中；
(7)样品调价
移取1AF、1AW稀释样品，加入硝酸‑过氧化氢或硝酸‑氨基磺酸亚铁溶液进行调价，得到调价后样品；
(8)TEVA柱平衡
用硝酸对TEVA柱进行淋洗；
(9)调价后样品上柱淋洗
将(7)中调价后样品全部转入平衡好的TEVA柱，待样品液全部通过TEVA柱后，用硝酸‑氨基磺酸亚铁‑醋酸溶液淋洗TEVA柱；
(10)第一次洗脱
用硝酸‑HF溶液洗脱TEVA柱，洗脱液全部接收于一个干净的烧杯中；
(11)第一次洗脱液的处理
将第一次洗脱液在电炉上缓慢烘干，再加入浓硝酸缓慢烘干，重复一次；
(12)第二次调价
向(11)烧杯中加入硝酸‑过氧化氢溶液，摇晃溶解后放置；
(13)TEVA柱平衡
用硝酸对(10)中TEVA柱进行淋洗；
(14)第二次调价后溶液上柱淋洗
将(12)中调价后样品溶液全部转入平衡好的TEVA柱，待样品液全部通过TEVA柱后，用硝酸‑氨基磺酸亚铁‑醋酸溶液淋洗TEVA柱；
(15)第二次洗脱
用硝酸‑HF溶液洗脱(14)中的TEVA柱，洗脱液全部接收到试剂瓶中，摇匀备用；
(16)样品测量源盘的制备
准确移取(15)洗脱液于不锈钢小盘中，在电炉上低温烘干，再将电炉调至红热状态灼烧，取下冷却；
(17)样品测量源盘的测量
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将制备好的样品源盘放至α能谱中测量，读取 Np的测量计数率；
(18)根据样品计数率、标准计数率、空白计数率和稀释倍数计算1AF、1AW样品中的镎含量。
2.根据权利要求1所述的高放料液中微量镎含量的分析方法，其特征在于：(2)氨基磺酸亚铁溶液制备：称取氨基磺酸固体和还原铁粉于250mL烧杯中。
3.根据权利要求1所述的高放料液中微量镎含量的分析方法，其特征在于：(3)硝酸‑过氧化氢溶液制备：移取过氧化氢和浓硝酸于100mL容量瓶中。
4.根据权利要求1所述的高放料液中微量镎含量的分析方法，其特征在于：(4)硝酸‑氨基磺酸亚铁‑醋酸溶液制备：称取0.9～1.0g氨基磺酸，0.20～0.30g还原铁粉于250mL烧杯中，加入80～90mL去离子水，缓慢加入10～20mL浓硝酸和0.2～0.5mL醋酸，采用中速定量滤纸过滤至棕色容量瓶中，备用。
5.根据权利要求1所述的高放料液中微量镎含量的分析方法，其特征在于：(5)硝酸‑氢氟酸溶液制备：移取氢氟酸和浓硝酸于100mL容量瓶中。
6.根据权利要求1所述的高放料液中微量镎含量的分析方法，其特征在于：(6)1AF、1AW料液的稀释：在分装热室取1AF、1AW料液1.0mL，加入到500mL稀硝酸溶液中，用压空搅拌均匀；取搅拌均匀后的1AF、1AW稀释样品10mL用气动送样输送至分析实验室岗位手套箱中。
7.根据权利要求1所述的高放料液中微量镎含量的分析方法，其特征在于：(7)样品调价：移取1AF、1AW稀释样品2～4mL，加入硝酸‑过氧化氢或硝酸‑氨基磺酸亚铁溶液进行调价
10min，得到调价后样品。
8.根据权利要求1所述的高放料液中微量镎含量的分析方法，其特征在于：(8)TEVA柱平衡：用至少5mL2mol/L硝酸对TEVA柱进行淋洗。
9.根据权利要求1所述的高放料液中微量镎含量的分析方法，其特征在于：(9)调价后样品上柱淋洗：将(7)中调价后样品全部转入平衡好的TEVA柱，待样品液全部通过TEVA柱后，用10～20mL硝酸‑氨基磺酸亚铁‑醋酸溶液淋洗TEVA柱。
10.根据权利要求1所述的高放料液中微量镎含量的分析方法，其特征在于：(11)第一次洗脱液的处理：将第一次洗脱液在电炉上缓慢烘干，再加入0.5～1.0mL浓硝酸缓慢烘干，重复一次；(12)第二次调价：向(11)烧杯中加入硝酸‑过氧化氢溶液，摇晃溶解后放置
10min；(13)TEVA柱平衡：用2mol/L硝酸对(10)中TEVA柱进行淋洗；(16)样品测量源盘的制备：准确移取(15)洗脱液0.2～0.4mL于不锈钢小盘中，在电炉上低温烘干，再将电炉调至红热状态灼烧30s，取下冷却。 说明书 : 一种高放料液中微量镎含量的分析方法技术领域[0001] 本发明属于后处理分析技术领域，具体涉及一种高放料液中微量镎含量的分析方法。背景技术[0002] 中试厂后处理生产线需要分析镎含量来判断镎在工艺流程中走向，因此准确测定工艺料液中的镎含量对提镎生产线的顺利运行具有极其重要的意义。目前1AF、1AW等高放料液中镎的测量，是在热室中利用UTEVA萃取色层柱对微量铀、镎、钚进行吸附和洗脱，将分离后的样品输送到分析实验室石墨岗位，采用石墨晶体预衍射法测量微量镎。但是在中试厂实际应用过程中，由于料液的放射性强，样品前处理必须在热室中进行操作，使用机械手进行分离操作的过程耗时长，操作难度大，机械手的故障率增加，岗位人员劳动强度大、受照时间长。而且，由于料液的变化，石墨岗位经常出现小于测量下限的样品，无法准确测量1AF、1AW样品中的微量镎含量。发明内容[0003] 本发明的目的在于提供一种高放料液中微量镎含量的分析方法，将1AF、1AW料液在热室中经过简单稀释操作降低放射性后输送至分析实验室，采用TEVA树脂柱进行微量镎的分离，采用α谱仪分析测定镎含量。方法操作简便，分析结果准确度高，大大减少了实验人员在高辐射场所下操作的时间。[0004] 为达到上述目的，本发明所采取的技术方案为：[0005] 一种高放料液中微量镎含量的分析方法，[0006] (1)硝酸溶液制备[0007] 量取硝酸，边搅拌边加入去离子水中，冷却后转入容量瓶中，用水稀释；[0008] (2)氨基磺酸亚铁溶液制备[0009] 称取氨基磺酸固体和还原铁粉于烧杯中，加入去离子水，再加入浓硝酸使其溶解，过滤后使用；[0010] (3)硝酸‑过氧化氢溶液制备[0011] 移取过氧化氢和浓硝酸于容量瓶中，用去离子水定容；[0012] (4)硝酸‑氨基磺酸亚铁‑醋酸溶液制备[0013] 称取氨基磺酸、还原铁粉于烧杯中，加入去离子水，缓慢加入浓硝酸和醋酸，过滤至棕色容量瓶中，备用；[0014] (5)硝酸‑氢氟酸溶液制备[0015] 移取氢氟酸和浓硝酸于容量瓶中，用去离子水定容；[0016] (6)1AF、1AW料液的稀释[0017] 在分装热室取1AF、1AW料液，加入到稀硝酸溶液中，搅拌均匀；取搅拌均匀后的1AF、1AW稀释样品输送至分析实验室岗位手套箱中；[0018] (7)样品调价[0019] 移取1AF、1AW稀释样品，加入硝酸‑过氧化氢或硝酸‑氨基磺酸亚铁溶液进行调价，得到调价后样品；[0020] (8)TEVA柱平衡[0021] 用硝酸对TEVA柱进行淋洗；[0022] (9)调价后样品上柱淋洗[0023] 将(7)中调价后样品全部转入平衡好的TEVA柱，待样品液全部通过TEVA柱后，用硝酸‑氨基磺酸亚铁‑醋酸溶液淋洗TEVA柱；[0024] (10)第一次洗脱[0025] 用硝酸‑HF溶液洗脱TEVA柱，洗脱液全部接收于一个干净的烧杯中；[0026] (11)第一次洗脱液的处理[0027] 将第一次洗脱液在电炉上缓慢烘干，再加入浓硝酸缓慢烘干，重复一次；[0028] (12)第二次调价[0029] 向(11)烧杯中加入硝酸‑过氧化氢溶液，摇晃溶解后放置；[0030] (13)TEVA柱平衡[0031] 用硝酸对(10)中TEVA柱进行淋洗；[0032] (14)第二次调价后溶液上柱淋洗[0033] 将(12)中调价后样品溶液全部转入平衡好的TEVA柱，待样品液全部通过TEVA柱后，用硝酸‑氨基磺酸亚铁‑醋酸溶液淋洗TEVA柱；[0034] (15)第二次洗脱[0035] 用硝酸‑HF溶液洗脱(14)中的TEVA柱，洗脱液全部接收到试剂瓶中，摇匀备用；[0036] (16)样品测量源盘的制备[0037] 准确移取(15)洗脱液于不锈钢小盘中，在电炉上低温烘干，再将电炉调至红热状态灼烧，取下冷却；[0038] (17)样品测量源盘的测量[0039] 将制备好的样品源盘放至α能谱中测量，读取237Np的测量计数率；[0040] (18)根据样品计数率、标准计数率、空白计数率和稀释倍数计算1AF、1AW样品中的镎含量。[0041] (2)氨基磺酸亚铁溶液制备：称取氨基磺酸固体和还原铁粉于250mL烧杯中。[0042] (3)硝酸‑过氧化氢溶液制备：移取过氧化氢和浓硝酸于100mL容量瓶中。[0043] (4)硝酸‑氨基磺酸亚铁‑醋酸溶液制备：称取0.9～1.0g氨基磺酸，0.20～0.30g还原铁粉于250mL烧杯中，加入80～90mL去离子水，缓慢加入10～20mL浓硝酸和0.2～0.5mL醋酸，采用中速定量滤纸过滤至棕色容量瓶中，备用。[0044] (5)硝酸‑氢氟酸溶液制备：移取氢氟酸和浓硝酸于100mL容量瓶中。[0045] (6)1AF、1AW料液的稀释：在分装热室取1AF、1AW料液1.0mL，加入到500mL稀硝酸溶液中，用压空搅拌均匀；取搅拌均匀后的1AF、1AW稀释样品10mL用气动送样输送至分析实验室岗位手套箱中。[0046] (7)样品调价：移取1AF、1AW稀释样品2～4mL，加入硝酸‑过氧化氢或硝酸‑氨基磺酸亚铁溶液进行调价10min，得到调价后样品。[0047] (8)TEVA柱平衡：用至少5mL2mol/L硝酸对TEVA柱进行淋洗。[0048] (9)调价后样品上柱淋洗：将(7)中调价后样品全部转入平衡好的TEVA柱，待样品液全部通过TEVA柱后，用10～20mL硝酸‑氨基磺酸亚铁‑醋酸溶液淋洗TEVA柱。[0049] (11)第一次洗脱液的处理：将第一次洗脱液在电炉上缓慢烘干，再加入0.5～1.0mL浓硝酸缓慢烘干，重复一次；(12)第二次调价：向(11)烧杯中加入硝酸‑过氧化氢溶液，摇晃溶解后放置10min；(13)TEVA柱平衡：用2mol/L硝酸对(10)中TEVA柱进行淋洗；(16)样品测量源盘的制备：准确移取(15)洗脱液0.2～0.4mL于不锈钢小盘中，在电炉上低温烘干，再将电炉调至红热状态灼烧30s，取下冷却。[0050] 本发明所取得的有益效果为：[0051] 利用本发明建立的高放料液中微量镎含量的分析方法，可以降低样品的放射性强度，并有效地将1AF、1AW样品中的镎与钚等放射性核素进行分离，能够满足后处理工艺分析的要求，方法准确可靠。具体实施方式[0052] 下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。[0053] 一种用于高放料液中微量镎含量的分析方法，将高放料液稀释降低放射性后，在实验室进行两次固相萃取分离，有效分离样品中的镎，并通过α能谱实现准确测量，其技术方案具体包括如下步骤：[0054] (1)硝酸溶液制备[0055] 量取一定量的硝酸，边搅拌边加入去离子水中，冷却后转入容量瓶中，用水稀释至刻度。[0056] (2)氨基磺酸亚铁溶液制备[0057] 称取一定量的氨基磺酸固体和一定量的还原铁粉于250mL烧杯中，加入去离子水，再加入浓硝酸使其溶解，过滤后使用。[0058] (3)硝酸‑过氧化氢溶液制备[0059] 移取一定量的过氧化氢和浓硝酸于100mL容量瓶中，用去离子水定容。[0060] (4)硝酸‑氨基磺酸亚铁‑醋酸溶液制备[0061] 称取0.9～1.0g氨基磺酸，0.20～0.30g还原铁粉于250mL烧杯中，加入80～90mL去离子水，缓慢加入10～20mL浓硝酸和0.2～0.5mL醋酸，采用中速定量滤纸过滤至棕色容量瓶中，备用。[0062] (5)硝酸‑氢氟酸溶液制备[0063] 移取一定体积的氢氟酸和浓硝酸于100mL容量瓶中，用去离子水定容。[0064] (6)1AF、1AW料液的稀释[0065] 在分装热室取1AF、1AW料液1.0mL，加入到500mL稀硝酸溶液中，用压空搅拌均匀。取搅拌均匀后的1AF、1AW稀释样品10mL用气动送样输送至分析实验室岗位手套箱中。[0066] (7)样品调价[0067] 移取1AF、1AW稀释样品2～4mL，加入硝酸‑过氧化氢或硝酸‑氨基磺酸亚铁溶液进行调价10min，得到调价后样品。[0068] (8)TEVA柱平衡[0069] 用至少5mL2mol/L硝酸对TEVA柱进行淋洗。[0070] (9)调价后样品上柱淋洗[0071] 将(7)中调价后样品全部转入平衡好的TEVA柱，待样品液全部通过树脂柱后，用10～20mL硝酸‑氨基磺酸亚铁‑醋酸溶液淋洗TEVA柱。[0072] (10)第一次洗脱[0073] 用一定体积的硝酸‑HF溶液洗脱(9)中的TEVA柱，洗脱液全部接收于一个干净的烧杯中。[0074] (11)第一次洗脱液的处理[0075] 将第一次洗脱液在电炉上缓慢烘干，再加入0.5～1.0mL浓硝酸缓慢烘干，重复一次。[0076] (12)第二次调价[0077] 向(11)烧杯中加入一定量的硝酸‑过氧化氢溶液，摇晃溶解后放置10min。[0078] (13)TEVA柱平衡[0079] 用一定体积的2mol/L硝酸对(10)中TEVA柱进行淋洗。[0080] (14)第二次调价后溶液上柱淋洗[0081] 将(12)中调价后样品溶液全部转入平衡好的TEVA柱，待样品液全部通过树脂柱后，用一定体积的硝酸‑氨基磺酸亚铁‑醋酸溶液淋洗TEVA柱。[0082] (15)第二次洗脱[0083] 用一定体积的硝酸‑HF溶液洗脱(14)中的TEVA柱，洗脱液全部接收到试剂瓶中，摇匀备用。[0084] (16)样品测量源盘的制备[0085] 准确移取(15)洗脱液0.2～0.4mL于不锈钢小盘中，在电炉上低温烘干，再将电炉调至红热状态灼烧30s，取下冷却。[0086] (17)样品测量源盘的测量[0087] 将制备好的样品源盘放至α能谱中测量10min，读取237Np的测量计数率。[0088] (18)根据样品计数率、标准计数率、空白计数率和稀释倍数计算1AF、1AW样品中的镎含量。[0089] 实例一、1AW样品中镎含量的分析[0090] (1)2mol/L硝酸溶液制备[0091] 量取约100mL水于250mL烧杯中，加入34.5mL分析纯的浓硝酸，搅拌均匀后，转移至250mL容量瓶中，用水定容后，转移至试剂瓶中，备用。[0092] (2)2mol/L硝酸‑0.2mol/L氨基磺酸亚铁溶液制备[0093] 称取3.88g(准确至10mg)氨基磺酸、1.12g(准确至10mg)还原铁粉于250mL烧杯中，加入86mL去离子水，缓慢加入14mL分析纯浓硝酸,采用中速定量滤纸过滤至棕色试剂瓶中，备用。(注：此溶液有效期为7天)[0094] (3)6mol/L硝酸‑9％过氧化氢溶液制备[0095] 移取分析纯过氧化氢5mL和浓硝酸40mL于100mL容量瓶中，用去离子水定容，摇匀备用。[0096] (4)2mol/L硝酸‑0.05mol/L氨基磺酸亚铁‑0.05mol/L醋酸溶液制备[0097] 称取0.97g(准确至10mg)氨基磺酸，0.28g(准确至10mg)还原铁粉于250mL烧杯中，加入86mL去离子水，缓慢加入14mL浓硝酸和0.3mL醋酸，溶解后，采用中速定量滤纸过滤至棕色试剂瓶中，备用。[0098] (5)0.02mol/L硝酸—0.02mol/L氢氟酸溶液制备[0099] 移取40％氢氟酸0.1mL和浓硝酸0.2mL于100mL容量瓶中，用去离子水定容，摇匀备用。[0100] (6)1AW料液的稀释[0101] 在分装热室取1AW料液1.0mL，加入到500mL0.1mol/L硝酸溶液中，通入压缩空气搅拌均匀。取搅拌均匀后的1AW稀释样品10mL用气动送样输送至分析实验室岗位手套箱中。[0102] (7)样品调价[0103] 移取1AW稀释样品4mL，加入10mL2mol/L硝酸‑0.2mol/L氨基磺酸亚铁进行调价10min，得到调价后样品。[0104] (8)TEVA柱平衡[0105] 用5mL2mol/L硝酸对柱子进行淋洗。[0106] (9)调价后样品上柱淋洗[0107] 将(7)中调价后样品全部转入平衡好的TEVA柱，待样品液全部通过树脂柱后，用15mL2mol/L硝酸‑0.05mol/L氨基磺酸亚铁‑0.05mol/L醋酸溶液淋洗TEVA柱。[0108] (10)第一次洗脱[0109] 用5mL0.02mol/L硝酸‑0.02mol/LHF溶液洗脱(9)中的TEVA柱，洗脱液全部接收到100mL的烧杯中。[0110] (11)第一次洗脱液的处理[0111] 将第一次洗脱液在电炉上缓慢烘干，再加入0.5mL浓硝酸烘干，重复一次。[0112] (12)第二次调价[0113] 向烧杯中加入4mL6mol/L硝酸‑9％过氧化氢溶液，摇晃溶解后放置10min。[0114] (13)TEVA柱平衡[0115] 用5mL2mol/L硝酸对TEVA柱进行淋洗。[0116] (14)第二次调价后溶液上柱淋洗[0117] 将(12)中调价后样品溶液全部转入平衡好的TEVA柱，待样品液全部通过树脂柱后，用15mL2mol/L硝酸‑0.05mol/L氨基磺酸亚铁‑0.05mol/L醋酸溶液淋洗TEVA柱。[0118] (15)第二次洗脱[0119] 用5mL0.02mol/L硝酸‑0.02mol/LHF溶液洗脱(14)中的TEVA柱，洗脱液全部接收到20mL的试剂瓶中，摇匀备用。[0120] (16)样品测量源盘的制备[0121] 准确移取(15)中的洗脱液0.4mL于不锈钢小盘中，在电炉上低温(低于150℃)烘干，再将电炉调至红热状态灼烧30s，取下冷却，得到样品测量源盘。[0122] (17)样品测量源盘的测量[0123] 将制备好的样品源盘放至α能谱中测量10min，读取237Np的测量计数率n。[0124] (18)结果计算[0125] 根据样品计数率、标准计数率、空白计数率和稀释倍数计算1AW样品中的镎含量。1AW样品中镎含量按公式(1)计算：[0126][0127] 式中：[0128] ρ——样品中镎的浓度，单位为克每升(g/L)；[0129] n——测得的样品计数率，每分钟计数(cpm)；[0130] nB——本底计数率，每分钟计数(cpm)；[0131] ns——镎工作标准源的计数率，每分钟计数(cpm)；[0132] f——试样在分装热室和实验室总的稀释倍数；[0133] m——镎工作标准源中镎的含量，单位为毫克(mg)；[0134] V——样品测量源盘制制备时移取的洗脱液体积，单位为毫升(mL)。计算得到该1AW样品中镎含量为ρg/L。

专利地区：甘肃

专利申请日期：2020-12-25

专利公开日期：2024-09-10

专利公告号：CN114689616B