质谱同位素稀释法测量电镀标准铀靶残液中微量铀
铀中微量~(237)Np的分析
第24卷第1期核 化 学 与 放 射 化 学V ol.24N o.1 2002年2月Journal of Nuclear and RadiochemistryFeb.2002 收稿日期:2001207205; 修订日期:2001210217 作者简介:王孝荣(1972-),男,山西保德人,助理研究员,核化工专业。
文章编号:025329950(2002)0120016205铀中微量237Np 的分析王孝荣,林灿生,刘峻岭,朱国辉,王效英,李金英中国原子能科学研究院放射化学研究所,北京 102413摘要:建立了准确测定常量铀中微量镎的方法。
方法包括萃取色层法分离和质谱法测量。
对影响测定准确度的关键问题进行了讨论。
结果表明,全程Np 的回收率>80%,对U 的去污因子DF >1×106。
用该法成功地测定了后处理流程台架温实验水相铀产品中237Np 的含量。
关键词:镎;萃取色层;质谱;铀产品;分析中图分类号:O6141352 文献标识码:A 超铀元素镎的长寿命同位素237Np 是一个极毒核素(T 1/2=2.144×106a ),也是冷却后的乏燃料中镎的唯一同位素。
核燃料后处理对铀产品中镎的控制要求十分严格[1～4]。
国内一直没有很好地解决铀产品中微量镎的准确测定问题。
对于微量镎用放射性活度法测量灵敏度不够[5]。
选用灵敏度较高的质谱法(ICP/MS )进行定量测量,能满足实际要求,但存在两个技术难点:一是常量的238U 对微量的237Np 干扰很大,根据样品中铀镎比以及质谱法的要求,分离程序对铀的去污因子应大于1×106;二是质谱仪对237Np 测量效率的刻度。
本文将萃取色层法与质谱测量相结合,用237Np 标准溶液标定ICP/MS 对237Np 的测量效率,以239Np 为示踪剂校正分离程序的化学产额,以建立铀中微量镎的分析方法,并对后处理流程台架温实验的样品进行分析。
热表面电离质谱法测定贫化铀样品痕量铀同位素比值及含量
２０１０年８月Ａｕｇｕｓｔ２０１０岩 矿 测 试ＲＯＣＫＡＮＤＭＩＮＥＲＡＬＡＮＡＬＹＳＩＳＶｏｌ．２９，Ｎｏ．４３７３～３７６收稿日期：２００９ ０８ ２６；修订日期：２００９ １２ １５作者简介：郝樊华（１９６３－），男，四川绵阳人，研究员，从事原子核物理工作。
通讯作者：刘雪梅（１９７６－），女，河北安平县人，助理研究员，从事同位素质谱分析工作。
Ｅ ｍａｉｌ：ｓｃｍｙｌｘｍｚｊ＠ｓｉｎａ．ｃｏｍ。
文章编号：０２５４５３５７（２０１０）０４０３７３０４热表面电离质谱法测定贫化铀样品痕量铀同位素比值及含量郝樊华，刘雪梅 ，胡思得，龙开明（中国工程物理研究院核物理与化学研究所，四川绵阳 ６２１９００）摘要：选用磷酸为离子流发射剂，热表面电离质谱法分析纳克量级贫化铀样品的铀同位素比值，方法最大相对标准偏差＜２．９％。
以２３３Ｕ为稀释剂，采用同位素稀释法对铀的含量进行测定，扩展不确定度为２．４％（Ｋ＝２）。
研究表明，在纳克量级的铀同位素比值测定中，来自铼带等铀本底的干扰影响不容忽视，需要进一步研究并扣除。
关键词：铀；同位素；纳克量级；贫化铀样品；热表面电离质谱法中图分类号：Ｏ６５７．６３；Ｏ６１４．６２；Ｏ６１５．２文献标识码：ＢＤｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｏｆＩｓｏｔｏｐｅＲａｔｉｏｓａｎｄＣｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆＴｒａｃｅＵｒａｎｉｕｍｉｎＤｅｐｌｅｔｅｄＵｒａｎｉｕｍＳａｍｐｌｅｓｂｙＴｈｅｒｍａｌＩｏｎｉｚａｔｉｏｎＭａｓｓＳｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙＨＡＯＦａｎ ｈｕａ，ＬＩＵＸｕｅ ｍｅｉ ，ＨＵＳｉ ｄｅ，ＬＯＮＧＫａｉ ｍｉｎｇ（ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＮｕｃｌｅａｒＰｈｙｓｉｃｓａｎｄＣｈｅｍｉｓｔｒｙ，ＣｈｉｎａＡｃａｄｅｍｙｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＰｈｙｓｉｃｓ，Ｍｉａｎｙａｎｇ ６２１９００，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＷｉｔｈＨ３ＰＯ４ａｓｔｈｅｉｏｎｉｚａｔｉｏｎｉｎｔｅｎｓｉｆｉｅｒ，ｔｈｅｉｓｏｔｏｐｅｒａｔｉｏｓｏｆｕｒａｎｉｕｍｉｎｔｈｅｄｅｐｌｅｔｅｄｕｒａｎｉｕｍｓａｍｐｌｅｓｗｉｔｈｕｒａｎｉｕｍｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎａｔｎａｎｏｇｒａｍ ｌｅｖｅｌｗｅｒｅｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄｂｙｔｈｅｒｍａｌｉｏｎｉｚａｔｉｏｎｍａｓｓｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ（ＴＩＭＳ）ｗｉｔｈｔｈｅｐｒｅｃｉｓｉｏｎｏｆ＜２．９％ＲＳＤ．Ｗｉｔｈ２３３Ｕａｓｔｈｅｄｉｌｕｅｎｔ，ｔｈｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆｕｒａｎｉｕｍｉｎｔｈｅｓａｍｐｌｅｓｗｅｒｅａｌｓｏｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄｂｙｉｓｏｔｏｐｅｄｉｌｕｔｉｏｎｍａｓｓｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ（ＩＤＭＳ）ｗｉｔｈｔｈｅｅｘｐａｎｄｅｄｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙｏｆ２．４％．Ｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｉｎｕｒａｎｉｕｍｉｓｏｔｏｐｅｒａｔｉｏｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｆｏｒｔｈｅｓａｍｐｌｅｓｗｉｔｈｎａｎｏｇｒａｍ ｌｅｖｅｌｏｆｕｒａｎｉｕｍ，ｕｒａｎｉｕｍｂａｃｋｇｒｏｕｎｄｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｆｒｏｍｒｈｅｎｉｕｍｆｉｌａｍｅｎｔａｎｄｏｔｈｅｒｓｏｕｒｃｅｓｓｈｏｕｌｄｎｏｔｂｅｉｇｎｏｒｅｄ，ｗｈｉｃｈｉｓｎｅｅｄｅｄｆｏｒｆｕｒｔｈｅｒｓｔｕｄｙｔｏｒｅｍｏｖｅｔｈｅｂａｃｋｇｒｏｕｎｄｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｕｒａｎｉｕｍ；ｉｓｏｔｏｐｅ；ｎａｎｏｇｒａｍ ｌｅｖｅｌ；ｄｅｐｌｅｔｅｄｕｒａｎｉｕｍｓａｍｐｌｅ；ｔｈｅｒｍａｌｉｏｎｉｚａｔｉｏｎｍａｓｓｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ铀材料是一种重要的裂变材料，广泛应用于核反应堆和核电站等许多领域［１］。
电感耦合等离子体质谱法测定矿物渣中微量铀和钍
试验与研究电感耦合等离子体质谱法测定矿物渣中微量铀和钍徐鸿志,陈志伟,刘东武,牛金叶(山东理工大学分析测试中心,淄博255049)摘 要:采用改进的微波消解程序处理矿物渣样品,用185Re作为内标同位素,以在线内标加入法补偿样品的基体干扰,提出了测定矿物渣中微量铀和钍的电感耦合等离子体质谱法。
铀和钍的方法检出限分别为0.017,0.021ng・g-1;铀和钍的平均加标回收率(n=6)分别为99.0%, 101.3%;相对标准偏差(n=6)分别为4.02%和3.54%。
两种标准物质中铀和钍的测定结果与标准值相符合。
关键词:电感耦合等离子体质谱法;矿物渣;铀;钍中图分类号:O657.3 文献标识码:A 文章编号:100124020(2008)1020911202ICP2MS Determination of Micro2amounts of U ranium andThorium in Mineral SlagsXU H ong2zhi,CHEN Zhi2w ei,L IU Dong2wu,NIU Jin2ye(A nal ytical and Testing Center,S handong Uni versit y of Technolog y,Zibo255049,China)Abstract:A method of ICP2MS determination of micro2amounts of uranium and thorium in mineral slags, with the application of an improved program of microwave assisted sample digestion,using185Re as istopic internal standard to compensate for matrix interference by on2line addition of internal standard,was proposed.Detection limits(3S)were found to be0.017ng・g-1and0.021ng・g-1for uranium and thorium respectively.Tests for recovery and precision were made by adding standard solutions of uranium and thorium to a slag sample and analyzed by the proposed method,giving values of average recovery99.0%and101.3%for uranium and thorium,and values of RSD′s(n=6) 4.02%and3.54%respectively.Two CRM′s were analyzed by the proposed method,giving results in consistency with the certified values.K eyw ords:ICP2MS;Mineral slags;Uranium;Thorium 铀和钍是赋存于自然界中的天然放射性元素,广泛分布在各种不同的地质环境中。
同位素稀释质谱法测定铀铌合金中铀含量
同位素稀释质谱法测定铀铌合金中铀含量魏兴俭;邓大超;张海路;袁莉;余春荣【摘要】根据同位素稀释质谱法原理,推导了铀铌合金中铀含量的计算公式.研究了铀铌合金的分解方法,优化了取样量和稀释剂用量,探讨了质谱谱线干扰和合金元素干扰对测量结果的影响.加入硝酸和氢氟酸定量溶解铀铌合金,再定量加入铀同位素稀释剂,直接制备成混合试样溶液,应用质谱法测定混合溶液、铀铌合金试样的铀同位素比,最后计算出铀铌合金中铀含量.确定的方法无需定量分离铀.为了对分析结果的准确性进行验证,应用XRF法、ICP-AES法和元素分析法测量铀铌合金中铌含量和杂质元素总量,反推得到相应的铀含量,其结果同实验方法的结果是一致的.对铀铌合金样品进行分析,测定结果的相对标准不确定度为0.2％(6次测定),扩展不确定度为0.5％(95％置信水平).【期刊名称】《冶金分析》【年(卷),期】2013(033)004【总页数】5页(P35-39)【关键词】同位素稀释质谱法;铀铌合金;铀含量【作者】魏兴俭;邓大超;张海路;袁莉;余春荣【作者单位】中国工程物理研究院,四川绵阳621900;中国工程物理研究院,四川绵阳621900;中国工程物理研究院,四川绵阳621900;中国工程物理研究院,四川绵阳621900;中国工程物理研究院,四川绵阳621900【正文语种】中文【中图分类】TG115.3+37金属铀作为重要的核材料在诸多领域得到了应用，但它也存在一些理化性能方面的缺陷。
为了提高金属铀的抗腐蚀性能和综合力学性能，有时需要添加铌、锆、钛、钼等元素，将其合金化。
在这些铀合金中，铀铌（U－Nb）合金由于其良好的理化性能而成为应用较广泛的铀合金材料［1］。
U－Nb合金的化学组分对合金性能有很大影响［2］，因此准确测定其化学组分是U－Nb合金工艺过程必不可少的质量监控步骤。
U－Nb合金化学组分包括U、Nb和杂质元素含量。
其中Nb含量一般应用发射光谱法或X射线荧光光谱法进行测定［3］，金属杂质元素应用发射光谱法进行测定［4］，而非金属杂质元素应用元素分析仪进行测定［5］。
同位素稀释法测量溶液中铀含量的不确定度评定
2019.10科学技术创新-13-同位素稀释法测量溶液中铀含量的不确定度评定刘庆凯徐梦恬马贤刘涛王筠(核工业理化工程研究院，天津300180)摘要：采用国家标准的同位素稀释质谱法测量酸性溶液中的铀含量。
依据CNAS等标准，分析了测量结果中不确定度的来源，计算了每种因素造成的不确定度，最后合成了最终测量结果的标准不确定度和扩展不确定度。
关键词:铀含量；同位素稀释质谱法；不确定度中图分类号:0657.63文献标识码:A文章编号:2096-4390(2019)10-0013-02在核燃料的循环利用过程中的燃料的提取，纯化与后处理过程，经常需要将铀转化为酸性溶液状态，一般为硝酸体系的铀溶液。
为了避免处理过程中的损失，往往需要进行物料衡算，因此溶液中铀含量的测量具有重要意义。
酸性溶液中铀含量的测量有多种方式，比如质谱标准曲线法，滴定法，同位素稀释法等。
相对于其它方法，同位素稀释法优点是不需要定量地分离出被测元素或化合物，适用于成分复杂、分离困难的样品分析。
结合电感耦合等离子体质谱(ICP-MS),该方法有高灵敏度，低检出限等优点。
本文依据JJF1267-2010(同位素稀释质谱基准方法》和CNAS-JL06：2006《化学分析中不确定度的评估指南》,应用现代统计学理论对于整个测量过程的不确定度的来源评定和评估，确定了同位素稀释质谱法测溶液中铀含量的测试结果的置信区间。
1仪器、计量器具与试剂1.1仪器与计量器具a.珀金-埃尔默(PE)公司生产的ELAN系列DRC-e型号的电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS),2005年生产。
b.METTLER TOLED0公司生产的XPE205型号电子天平，量程220g;d=0.01mg o1.2试剂和样品a.八氧化三铀标准物质04205;b.U丰度标准物质CRM145;c.Bv-in级硝酸；d.水(电阻率18Mfl-cm);e.浓缩同位素示踪剂；f.液体待测样品(硝酸体系)。
砂岩铀矿地质样品中铀含量仲裁分析方法——同位素稀释电感耦合等离子体质谱法
关 键 词 ： 岩 铀 矿 地 质 样 品 ； 含 量 ； 位 素 稀 释 电感 耦 合 等 离 子 体 质 谱 砂 铀 同
中图分类号 ： ５．３ ０６ ７ ６ 文献标志码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ０６ ３ （０ ８ ０－２ ７０ １ ０ —９ １２ ０ ） ３０ ７—７
Ａｒ ｔ ａ ｂｉｒ ｌＡｎａ ｙ ｉ ｆ Ｕｒ ｎｉ ｍ ｎ Ｓ ｎ ｓ ｏ ｅ Ｕｒ ｎｉ ｍ ｌｓｓｏ ａ ｕ ｉ ａ ｄ ｔｎ ａ ｕ Ｇｅ ｌ ｇ ｃ ｌＳ ｍ ｐ ｅ ｙ Ｉ ｏ ｏ ｌ ｉ ｎ Ｉ ｄ ｃ ｉ ｅ ｙ ｏｏ ｉａ ａ ｌ ｓ ｂ ｓ ｔ ｐｅ Ｄｉｕｔｏ ｎ ｕ ｔｖ ｌ Ｃｏ ｐｌ ｄ Ｐｌ ｓ ａ Ｍ ａ ｓ Ｓ ｃ ｒ ｍ ｅ ｅ ｙ ｕ ｅ ａｍ ｓ ｐｅ ｔ ｏ ｔｒ
ｆ ｈｅ ａ ｂｉｒ ｌａ ａ ｙБайду номын сангаасｉ ｆｕｒ ｎ ｕｍ ｎ ｓ ｎｄ ｔ ｅ ｕ ａ ｕ ｇｅ ｌ ｉａ ａ ｏｒｔ ｒ ｔ ａ ｎ ｌ ｓ ｓ ｏ ＇ ｉ ａ ｉ ａ ｓ ｏｎ ｒ ｎｉ ｍ ｏ ｏｇ ｃ ｌｓ ｍｐｌｓ ｅ
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第 ４ 卷 第３ ２ 期
２ ０年 ３ ０８ 月
原
子
能
科
学
技
术
Ｖｏ ． ２ ＮＯ ３ １４ ， ．
2013执业药师药物分析复习资料：同位素稀释质谱法
提供准确的结果是所有微量、痕量分析面对的难题。
一般说来，随着被测元素浓度降低，不同实验室或不同分析方法提供的测量结果的差异将急剧升高。
在微量和痕量分析中，为了得到准确的结果，基本上有两种途径，即采用标准物质的相对分析方法和使用权威（高准确度）方法。
在前一种情况下，由于目前能应用于解决各种分析问题的标准物质数目相当有限，限制了该方法的使用，而且由于化学测量涉及复杂的化学反应，测量过程长、影响因素多等原因，使测量结果的准确度受到影响。
权威方法是指其特性值可以依据基本测量单位直接被测量的或可能通过用准确的数学公式表示的物理或化学理论间接地联系到基本单位进行测量的方法。
这些方法有可靠的理论基础和严格的数学表达式；测量环节清楚、明了，不确定度能够估计和表达；在同等品种和同等量级的测量中，所提供的量值同其它方法相比具有最高的计量特性，即准确度高，并能直接溯源到国际基本单位。
1995年国际计量委员会（CIPM）物质量咨询委员会（CCQM）确认了同位素稀释质谱法、库仑法、重量法、滴定法和凝固点下降法是具有权威性的化学计量方法。
同位素稀释质谱法（IDMS）是通过同位素丰度的精确质谱测量和所加入稀释剂的准确称量，求得待测样品中某元素的绝对量，有效地把元素的化学分析转变为同位素测量，因此具有同位素质谱测量的高精度和化学计量的高准确度。
一旦稀释剂加入并与待测物达到平衡，同位素比值即已恒定，只要测量操作正确不致污染就不会改变，即使在元素分离与取样过程中有所丢失，对分析结果也无影响，不需严格定量分离。
测量结果可直接溯源到摩尔。
使用高灵敏度的质谱计可以进行微量、痕量和超痕量的分析，元素周期表中大约80%的元素都可用该法进行测量，与其它方法相比，IDMS具有测量范围广、灵敏度高、准确度好的特点。
自上世纪中期、随着高性能单聚焦、双聚焦质谱仪器、动态质谱仪器的大量涌现，质谱仪与计算机、质谱仪与层析技术的联合使用，质谱分析获得了新的发展。
同位素稀释质谱-γ能谱法测定天然铀燃料元件燃耗
同位素稀释质谱-γ能谱法测定天然铀燃料元件燃耗陈云明;张劲松;梁帮宏;李兵;冯伟伟;钟军;胡银;刘志;孙鹏【摘要】天然铀燃料元件燃耗低,裂变产物少,燃耗测定难度大.本文选取137Cs为燃耗监测核素,采用高效液相色谱法(HPLC)分离燃料元件溶液中的铀,同位素稀释-热电离质谱法(ID-TIMS)测定燃料元件中铀浓度,基于高灵敏度γ能谱法测定裂变产物137Cs.介绍了铀与裂变产物高效液相色谱分离、铀质谱测定、稀释剂与样品比例优化、137Cs点源制备、数据修正计算等过程,给出了3根天然铀燃料棒所取样品的燃耗测定值.【期刊名称】《四川大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2016(053)005【总页数】5页(P1076-1080)【关键词】天然铀燃料元件;同位素稀释质谱法;燃耗;137Cs;高效液相色谱【作者】陈云明;张劲松;梁帮宏;李兵;冯伟伟;钟军;胡银;刘志;孙鹏【作者单位】中国核动力研究设计院第一研究所,成都610005;中国核动力研究设计院第一研究所,成都610005;中国核动力研究设计院第一研究所,成都610005;中国核动力研究设计院第一研究所,成都610005;中国核动力研究设计院第一研究所,成都610005;中国核动力研究设计院第一研究所,成都610005;中国核动力研究设计院第一研究所,成都610005;中国核动力研究设计院第一研究所,成都610005;中国核动力研究设计院第一研究所,成都610005【正文语种】中文【中图分类】O631.5燃耗是燃料元件在反应堆内消耗程度的指标，核燃料燃耗关系到反应堆运行的经济性及安全性，燃耗的准确测定对核燃料元件研制和核燃料转换等都具有重要意义. 破坏法被公认为最可靠的燃耗测定方法，一般以148Nd、98Mo等稳定核素作为燃耗监测核素，采用同位素稀释质谱法测定铀与监测核素浓度，依据监测核素裂变产额计算燃料元件燃耗[1-7].轻水堆核电站燃料元件和研究堆燃料元件中235U富集度一般在3%以上，燃料元件燃耗相对较深，148Nd产生量相对较高，测量时其它裂变产物引入误差小，可以忽略不计.天然铀燃料元件中235U富集度仅为0.7%，燃料元件燃耗深度一般不超过10000MWd/tU，远低于常规高富集度燃料元件，因此天然铀元件堆内运行后产生的裂变产物量较少，要获得准确的燃耗数据，作为燃耗监测核素的148Nd准确测量十分关键.然而，辐照后元件中裂变产物极为复杂，基体干扰及本底引入会严重影响微量148Nd的分离及测定，尤其是放射性样品分离难度更大[8,9].137Cs作为核燃料裂变过程中的主要产物，具有较高的γ能谱检测灵敏度，虽然会受到反应堆运行历史和自身衰变的影响，但在具备准确燃料运行史的前提下，不失为一种较好的燃耗监测核素[10-17].本文采用同位素稀释质谱法测定铀浓度，γ能谱法测定137Cs浓度，将高准确度的同位素稀释质谱法与高灵敏度的γ能谱法相结合，对各种影响因素进行了修正计算，建立了137Cs作为燃耗监测核素的测量方法，并对3根天然铀燃料棒所取样品进行了燃耗测定，获得了满意的结果. 2．1 主要仪器与试剂2．1．1 主要仪器Finnigan MAT 262热电离质谱仪：90°扇形磁场，分辨本领大于500，丰度灵敏度小于5×10-5；Waters 600E高效液相色谱仪：两个四元梯度泵，基线噪声小于5×10-4AU，基线漂移小于5×10-3AU/h；高纯锗γ谱仪：相对探测效率45%，分辨率1.85keV，能量响应范围40keV至10MeV；AG245电子天平，厚壁手套箱，微波消解装置，除气装置，电热板等.2．1．2 主要试剂铀浓度标准溶液：铀浓度为1.015×10-3g/mL；233U稀释剂：欧洲标准局IRMM-040a，233U丰度为98.0430%；铀同位素国家标准：GBW04225，核工业814厂生产，形态为U3O8粉末；硝酸，辛烷磺酸，偶氮胂III，pH调节液等；去离子水：电阻率>18MΩ.cm.2．2 铀与裂变产物分离在燃料元件上切取样品，将样品与适量浓硝酸加热反应，使样品完全溶解.准确称取两份元件溶液，在其中一份中加入233U稀释剂溶液.在电热板上将溶液蒸至近干，冷却后加入适量的pH调节液.采用高效液相色谱分离铀与裂变产物，色谱柱为C18柱，淋洗液为0.05 mol/L乳酸溶液，流速为0.5mL/min.用配有0.45 μm过滤头的注射器抽取100μL样品溶液注入色谱仪进样阀，样品经过色谱柱时，燃料元件溶液中裂变元素基本不保留而先流出色谱柱，而铀却被保留在色谱柱上，在乳酸淋洗液作用下铀被洗脱，从而实现了铀与其他复杂组分的色谱分离.色谱分离后的铀样品溶液经微波消解去除色谱分离时引入的有机物，最终制成满足质谱测定要求的硝酸体系样品.2．3 铀同位素比值测定铀同位素比值采用热电离质谱仪测量.铼带在除气装置中预先加热，除去铼带上的水汽及杂质.用2μL移液器吸取色谱分离后溶液，将溶液滴在样品铼带中央位置，在铼带上加2A电流烘干样品，将样品送入热电离质谱离子源室.离子源室真空压力达到10-7mbar量级时，即可进行测量.将电离带与样品带电流分别升至4.0A和0.8A，等待3分钟左右，除去易挥发和易电离的物质.缓慢升电离带电流至5.5A，样品带升至2A，当U+离子较稳定时即可采集数据.233U、235U和238U离子流分别由6号、4号和2号法拉第接收器同时检测，234U、236U离子流信号小，由阻滞电位四极杆(RPQ)跳峰检测. 2．4 137Cs点源制备将塑料薄膜固定在直径30mm塑料圆环上，制作成点源样品支撑托盘.用微量天平称量约0.01g样品溶液滴于样品支撑托盘正中心，静置数天，使样品自然晾干.所有γ能谱刻度源和实际燃料元件溶液样品源都采用以上方法制备.2．5 137Cs比活度测定137Cs特征能量为661.61keV，为保证测量准确度，要求γ射线全能峰计数均大于104.先用137Cs标准源对γ谱仪进行能量和效率刻度，然后对样品点源进行测定.根据以下公式计算燃耗样品溶液137Cs比活度：其中，As为燃耗样品溶液137Cs比活度；At为137Cs标准点源活度；ns为样品点源测量净计数率；nt为137Cs标准点源测量净计数率；ms为点源样品溶液质量.2．6 燃耗计算燃耗定义为已发生裂变的核燃料核数占原始核燃料核数的百分数，由定义推导百分比燃耗计算公式如下：式中：F为百分比燃耗值；XU、P137分别为燃料溶液中铀、137Cs的摩尔浓度；Y137为137Cs的平均裂变产额.燃料溶液中铀摩尔浓度XU由同位素稀释-热电离质谱法测定，137Cs摩尔浓度P137由γ能谱测定.百分比燃耗可由下式转换为能量燃耗：式中：Bu为能量燃耗值；E为可裂变重核每次裂变释放的能量，取207.1MeV；M为可裂变重核平均原子量.3．1 最佳稀释比计算燃料元件溶液中铀浓度由同位素稀释质谱测定，将元件溶液样品与233U稀释剂混合，测定混合样品中233U与238U原子数比例(233U/238U)即可求出燃料元件溶液中铀的原子数.233U/238U同位素比值是同位素稀释质谱法定量的关键.为了减小同位素稀释质谱法的测量误差，需优化稀释剂与样品混合比例，即计算最佳稀释比.燃料元件中没有233U，即233U/238U为0，从理论上讲添加任何比例的稀释剂均满足误差传递最小化原则.但实际测量中需综合考虑放射性样品操作量、色谱分离浓度、质谱检测器线性范围、稀释剂成本等诸多因素，确定最佳稀释剂与样品混合比例.实验中，将混合后233U/238U确定为0.1左右，在节约稀释剂的同时实现较高的质谱测量精度.为满足色谱分离条件及质谱分析样品量要求，最终确定样品与稀释剂均称取0.1g进行混合.3．2 同位素比值校正质谱测定同位素比值时，由于重离子的优先传输造成的质量歧视会导致同位素比值“偏离”真实值，其偏离程度是两个同位素质量差的函数，这种效应被称为“质量歧视”，关系式为：其中，R测量为同位素比实验测量值，R参考为同位素比理论值，K为单位质量偏倚系数，ΔM为同位素之间质量差.实验中测定GBW04225铀同位素国家标准物质，R235/238参考值为0.031035，R235/238实测值为0.031082，根据公式(4)计算K值为0.000505.235U/238U同位素比值的质量歧视修正系数k235/238由下式计算：其他同位素比值修正系数可类比计算，计算结果见表1.铀同位素比值均进行质量歧视校正后作为最终测定结果，校正值R校正计算公式如下：R校正=R测量/k3．3 燃耗监测核素选取148Nd、98Mo等稳定核素需经色谱分离、热电离质谱分析，由于天然铀燃耗低，裂变产物量少，分离和测定困难.因此选取放射性核素作为监测核素，利用高灵敏度γ能谱直接分析.137Cs裂变产额高，半衰期长，γ能谱干扰小.特别是235U、239Pu的137Cs热中子裂变产额相近，分别为6.2208%、6.5881%，这对239Pu裂变份额较大的天然铀燃料元件燃耗分析尤为重要.因此，选用放射性裂变产物137Cs作为燃耗监测核素.3．4 137Cs衰变修正137Cs衰变导致原子数发生变化，燃耗计算需求出裂变时产生的137Cs原子数，因此需对137Cs活度测量值做修正.修正主要考虑堆运行史和燃料冷却期间137Cs 原子数变化，根据衰变律，测量时137Cs比活度为：式中：A为测量时燃耗样品溶液中137Cs比活度值；λ为137Cs衰变常数；P为辐照产生的137Cs原子数；t1为元件在堆内辐照时间；t2为元件出堆到测量时的时间.由此可修正计算裂变产生的137Cs原子数.3．5 测定结果从3根天然铀燃料元件上各切取1个样品，每个样品约100mg，同位素稀释-热电离质谱及γ能谱实测结果见表2、表3，由公式(2)、(3)计算燃耗值见表4.本文运用同位素稀释质谱法准确测定铀含量，避免了放射性样品的定容、转移等繁复操作，制样及分离过程不需要考虑铀回收率，保证了放射性样品测定精度，减小实验人员受照剂量.选用137Cs为燃耗监测核素，采用点源法测定137Cs活度，减少样品用量，提高分析精度.通过高效液相色谱分离、热电离质谱测定、点源制备、γ能谱测定等流程，测定了3根天然铀燃料棒燃耗，建立了适于天然铀燃料元件燃耗测定的技术方法.【相关文献】[1] Monsecour M R. 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戊基磷酸二戊酯萃取色层分离－电感耦合等离子体质谱法测定铀产品中９种杂质元素
２０１５年７月Ｊｕｌｙ２０１５岩 矿 测 试ＲＯＣＫＡＮＤＭＩＮＥＲＡＬＡＮＡＬＹＳＩＳＶｏｌ．３４，Ｎｏ．４４１４～４１９收稿日期：２０１５－０４－２４；修回日期：２０１５－０６－２０；接受日期：２０１５－０７－０３作者简介：朱留超，助理研究员，从事核保障技术研究。
Ｅ ｍａｉｌ：ｚｈｕｌｉｕｃｈａｏ＠ｓｏｈｕ．ｃｏｍ。
通讯作者：赵永刚，研究员，从事核材料分析及保障技术研究。
Ｅ ｍａｉｌ：ｚｈａｏｙｇ＠ｃｉａｅ．ａｃ．ｃｎ。
文章编号：０２５４５３５７（２０１５）０４０４１４０６ＤＯＩ：１０．１５８９８／ｊ．ｃｎｋｉ．１１－２１３１／ｔｄ．２０１５．０４．００６戊基磷酸二戊酯萃取色层分离－电感耦合等离子体质谱法测定铀产品中９种杂质元素朱留超，王同兴，赵永刚 ，徐常昆，赵立飞，姜小燕，赵兴红（中国原子能科学研究院放射化学研究所，北京１０２４１３）摘要：铀产品中杂质元素的含量测定在核法证学溯源分析或燃料元件厂质量检验中具有重要应用价值，保证测量的准确度主要在于控制流程空白、提高杂质元素的回收率。
本文建立了戊基磷酸二戊酯（ＵＴＥＶＡ）树脂快速分离铀与杂质元素、电感耦合等离子体质谱法（ＩＣＰ－ＭＳ）测定杂质元素含量的系统流程。
结果表明，ＵＴＥＶＡ树脂对铀的吸附能力强，铀样品取样量为１６．４３ｍｇ时，全流程对铀的去污因子大于３×１０５，９种杂质元素（锰钼镍铜铬铝钛钒镉）的回收率为９５．１％～１０５．１％，国家标准物质ＧＢＷ０４２０５中杂质元素的分析结果与参考值在不确定度（ｋ＝２）范围内一致。
本工作建立的分离流程对铀的去污效果好，特别适用于样品量少的情况下铀中杂质元素的分析，为核法证分析最终的归因溯源或燃料质量检验提供了技术支持。
关键词：铀产品；杂质元素；去污因子；戊基磷酸二戊酯（ＵＴＥＶＡ）树脂萃取色层分离；电感耦合等离子体质谱法中图分类号：Ｏ６５７．６３；Ｏ６１４．６２文献标识码：Ａ核法证学产生于上世纪九十年代，主要是运用各种分析技术对截获的非法贩卖的核材料或放射性物质进行分析，并为侦测和阻止涉核犯罪提供线索和证据［１－３］。
同位素稀释—火花源质谱法用于各种标准参考物质中微量元素的定值
同位素稀释—火花源质谱法用于各种标准参考物质中微量元
素的定值
李炳林;王美雁
【期刊名称】《分析化学》
【年(卷),期】1989(17)2
【摘要】建立了定量测定各种物质中微量元素的同位素稀释火花源质谱法,并将此法广泛应用於标定国内许多单位研制的一些地质、生物和环境标准参考物质中微量元素的含量。
该法具有绝对测量性质、灵敏、干扰小和能同时测定多元素等优点。
测定结果准确可靠。
【总页数】4页(P170-173)
【作者】李炳林;王美雁
【作者单位】不详;不详
【正文语种】中文
【中图分类】TQ421.31
【相关文献】
1.同位素稀释火花源质谱法定值测定茶叶和茶树叶标样中九种微量元素 [J], 李炳林
2.同位素稀释火花源质谱法定量分析人发标准物质 [J], 马树钦
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