Способ определения плутония

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЛУТОНИЯ, включающий введение в анализируемый раствор химического реагента с последующей количественной регистрацией элемента спектрометрическим методом, отличающийся тем, что, с целью снижения предела обнаружения, в качестве химического реагента используют молибдат свинца, смесь растворов высушивают, полученную шихту прокаливают и регистрирует интенсивность люминесценции кристаллофосфора.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

°

° ° с (21) 3396542/23-26 (22) 18.02.82 (46) 30.06.83. Бюл. М 24 (72) Ю.П.Новиков, В.Б.Глива, С.А.Иванова и Б.Ф.Иясоедов (71) Ордена Ленина институт геохимии и аналитической химии им.В.И.Вернадского АН СССР(53) 546.799.4:543.426(088.8) (56) 1. Милюкова И.С., Гусев Н.И,, Сентюрин И.Г., Скляренко И.С. Аналитическая химия плутония. M., "Наука", 1975, с. 123.

2. Саввин С.Б.Органические реаген-. ты группы араназо III. M., Атомиздат, 1971, с. гбг.

„SU„„1025669 А

МИ С 01G 56/00; С Ol N21 64 (54) (57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЛУТОНИЯ, включающий введение в анализируемый раствор химического реагента с последующей количественной регистрацией элемента спектрометрическим методом, отличающийся тем, что, с целью снижения предела обнаружения, в качестве химического реагента используют молибдат свинца, смесь растворов высушивают, полученную шихту прокаливают и регистрирует интенсивность люминесценции кристаллофосфора.

25669

40

1 10

Изобретение относится к аналитической химии, а именно способам люми-, несцентного определения микроколичеств плутония, и может быть использовано для определения этого элемен" та в различных объектах, Известен способ радиометрического определения микроколичеств плутония, основанный на регистрации его a(.-излучения. Нижний предел обнаружения плутония -239 при геометрии сК-детектора, равной 2!Г из чистых раствоpos составляет около 1 10 г в про бе !1) .

К основным недостаткам aL-радиометрического способа определения плутония можно отнести то, что в присутствии посторонних о -излучателей определение плутония без предварительной его очистки становится невозможным, Кроме того, в образцах плутония, выделенного иэ облученного урана, постоянно присутствуют несколько изотопов плутония, имеющих различную удельную активность, а также в ре зультате распада Ри 4"в образцах накапливается Am 4, который является интенсивным oL-излучателем и мешает определению плутония радиометрическим методом.

При использовании этого способа определения плутония особое внима ние необходимо уделять приготовле нию образцов для 4.-счета, так как наличие посторонних солей и влаги вносят несистематические ошибки в результаты анализа.

Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности и достигаемому результату является спектрофотометрический способ определения плутония (?).

Иетод основан на измерении оптической плотности растворов комплексов плутония с органическим реагентом арсеназо !!I.

Иолярный коэффициент погашения комплекса арсеназо III с плутонием в 5-6 И растворе азотной кислоты составляет 136000, что позволяет определять 2 10 " г/мл плутония.

Способ позволяет определить толь. ко сумму изотопов плутония. Для проведения анализа плутоний в исследуемом растворе предварительно переводят в степень окисления (!Ч).

К анализируемому раствору, содержащему плутоний (!Н), прибавляют

10-12 М азотную кислоту (обработанную мочевиной для разрушения окислов азота и азотистой кислот ) в таком количестве, чтобы концентрация ее в конечном объеме была в пределах 5-7 И.

Затем вводят 1 мл 0,001 И раствора арсеназо !!1, разбавляют, водой до 10 мл и измеряют оптическую плотность при 665 нм в кювете с толщиной слоя 10 мм, относительно раствора сравнения. Концентрацию плутония находят по градуировочному графику, построенному в тех же условиях.

Недостаток способа заключается в том, что определению мешает уран (Ч!) железо (III), а также элементы в степени окисления (!Ч) и особенно нептуний (!Ч), Кроме этого необходимо контролировать кислотность раствора, а также надежно и полно переводить плутоний в нужную степень окисления и стабилизировать его в этом .состоянии на время эксперимента.

Это не дает возможности анализировать образцы с содержанием плутония ниже 2 -10-т г/мл.

Цель изобретения — снижение предела обнаружения плутония.

Поставленная цель достигается способом, включающим введение в анализируемый раствор химического реагента молибдата свинца, смесь растворов высушивают, прокаливают полученную шихту и регистрируют интенсивность люминесценции кристаллофосфора, Отличие способа состоит в том, что в качестве химического .реагента используют молибдат свинца.

Сущность способа заключается в ре. гистрации интенсивности люминесценции кристаллофосфора на основе мо-, либдата свинца, активированного плутонием. Спектр люминесценции крис45 таллофосфора имеет- два пика с максимумами при 1935 и 1987 нм.

Пик с максимумом при 1987 нм характеризуется наибольшей интенсив50 ностью и используется для количественного определения плутония. Определение плутония проводят при соотношении Cp„ /С „, МоО, равном 1,7 х

x!0 9- 2 1О

Нижний предел соотношения Св / и

/С, определяется в основном ха4 рактеристиками используемой àïïàратуры (спектрометр СДЛ-I) и может

1025669, 4

В шесть кварцевых тиглей объемом

2,5-3,0 мл, содержащих по 300 мг молибдата свинца, вводят по 1 мл ана" лизируемого раствора, содержащего

g сопоставимые количества нептуния, а также урана, железа, редкоземельных элементов (количество их не долж» но превышать 1-10 г в пробе). 3a" тем в три из них вводят по 1 мл растtO вора, содержащего известное количество плутония. Содержимое тиглей высушивают перемешивают полученную шихту и прокаливают в муфельной печи при температуре 950 С в течение

Полученный таким образом кристаллофосфор перегружают в измерительные кюветы и определяют интенсивность люминесценции в области 1987 нм

2О в относительных единицах.

Полученные данные усредняют и по". лучают 2 точки прямой в координатах ) C p4,, 1 отн. ед. Содержание плутония в анализируемом растворе

:2 находят графически или по уравнению прямои, приведенному к виду С = " С ч

l ь " 4 где С - искомое количество плутония (г/мл), С - добавленное количество плутония (г/мл), 1 и I - интенсивность люминесценции для исследуемого образца и образца с добавкой плутония соответственно (отн.ед.). Погрешность определения при доверительном интервале 0,95 не превышает 103.

Составитель Е. Данилин

Техред Т.Маточка Корректор С.Шекмар

Редактор Е. flann

Заказ 4485/17 Тираж 471 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

1 быть снижен при использовании измерительных кювет с большей площадью, более светосильного монохроматора и т..д. При соотношении С /СР МоО более 2 -10 г/r происходит концент- рационное тушение люминесценции.

Предел обнаружения плутония при использовании спектрометра СДЛ-1 с возбуждением лампой ДРШ-250, кюветы с рабочей площадью 0,8 см, по 36критерию составляет 1,6-10 г плутония/г основы. Метод позволяет определять сумму изотопов плутония без предварительного переведения его в ту или иную степень окисления.

Определению плутония не мешают уран, железо редкоземельные элементы до 10 г в пробе, сопоставимые количества или меньше нептуния, америция, щелочные и щелочноземельные элементы.

Пример 1. Качественное определение плутония.

В кварцевый тигель объемом 2,53 мл, содержащий 300 мг молибдата свинца, вводят 1 мл анализируемого раствора. Содержимое тигля перемешивают, высушивают. и вновь перемешивают, Полученную шихту прокаливают в муфельной печи при температуре

950 С в течение 1 ч. Полученный таким образом кристаллофосфор перегру жают в измерительную кювету и снимают спектр люминесценции в области

1500-2000 нм при облучении кристаллофосфора Уф-светом ртутной лампы с фильтром 5-УФС-2. Плутоний определяют по наличию характеристических пиков с максимумами 1935 и 1987 нм, Пример 2. Количественное определение плутония.

Таким образом, предлагаемый способ по сравнению с известным позволяет на два порядка понизить предел обнаружения плутония и не требует при анализе стабилизации его в опре40 деленной степени окисления.