Способ определения америция-241 в почве

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт радиобиологии Национальной академии наук Беларуси(72) Авторы Кудряшов Владимир Петрович Конопля Евгений Федорович(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт радиобиологии Национальной академии наук Беларуси(57) Способ определения содержания америция-241 в почве, включающий озоление пробы почвы, извлечение радионуклидов путем кипячения пробы с азотной кислотой, изготовление счетной мишени, измерение активности радионуклидов на мишени с использованием-спектрометра и расчет содержания америция-241 в почве, отличающийся тем, что после озоления в пробу вводят в качестве внутреннего стандарта америций-243 в количестве, обеспечивающем активность 0,1-1000 Бк. Изобретение относится к области охраны окружающей среды, а именно к радиоэкологическому мониторингу объектов внешней среды на содержание 241. 241 относится к группе альфа излучающих трансурановых элементов и вследствие этого является одним из наиболее токсичных радионуклидов. Вследствие своей высокой подвижности в основных компонентах биосферы в организм 241 может поступать не только ингаляцией радиоактивных аэрозолей, но также с продуктами питания и водой. 241 является искусственным радионуклидом и в природе не встречается. Его появление в окружающей среде связано с развитием ядерной энергетики как в мирных, так и в военных целях, кроме того, его содержание в окружающей среде после Чернобыльской катастрофы непрерывно возрастает, поскольку он образуется в результате -распада 241. 241 кромечастиц испускает также и гамма кванты с энергией 14 Кэв (43 ) и 59 Кэв (34 ), что позволяет проводить его регистрацию на -спектрометре. Известны методы анализа на содержание 241 путем его радиохимического выделения из объектов окружающей среды, очистки, изготовления мишеней и спектрометрического измерения 1. 11220 1 2008.10.30 Недостатками этих методов является трудоемкость и длительность радиохимических процессов по определению содержания америция-241. Наиболее близким по техническому решению является способ определения содержания 241 , включающий озоление пробы почвы, извлечение радионуклидов путем кипячения пробы с азотной кислотой, изготовление мишени, измерение мишени на -спектрометре и математическую обработку результатов измерений 2. При кипячении с азотной кислотой в раствор переходят радионуклиды и макрокомпоненты - железо, кальций, магний и т.д., в то время как кремнеземные основы остаются в осадке, поэтому при выпаривании образовывают небольшое количество твердого вещества, что позволяет изготовить счетную мишень. Мишень обсчитывается на -спектрометре по линии 59 Кэв. Недостатком способа является невысокая точность измерения, поскольку нет контроля химического выхода, а также трудоемкость, т.к. химический выход определяется на основании многочисленных измерений одной и той же пробы, сравнением результатов измерений выхода радиохимическим методом с результатами измерений на -спектрометре. Задачей настоящего изобретения является создание способа, обеспечивающего информативность о загрязнении объектов внешней среды (почва, аэрозоли, вода и др.) 241 по гамма-излучению. В результате решения данной задачи достигается новый технический результат, заключающийся в создании способа определения содержания 241 в почве с высокой точностью, экспрессностью и меньшими трудозатратами. Поставленная задача достигается тем, что америций извлекается из объектов внешней среды путем кипячения навески почвы в азотной кислоте, выпаривания кислоты, изготовления из осадка счетной мишени, путем осаждения оксалатов стронция из осадка, измерения активности мишени на -спектрометре по линии 59 Кэв. Отличительной особенностью изобретения является то, что в качестве внутреннего стандарта в мишень добавляют 0,1-1000 Бк 243, а что предварительно в пробу в качестве внутреннего стандарта вводят америций-243 в количестве 0,1-1000 Бк. Сущность предлагаемого изобретения заключается в следующем. В навеску пробы почвы, взятой для анализа, с целью повышения точности измерении вводят внутренний стандарт - 243 из образцового радиоактивного раствора с известной активностью. Поведение 243 аналогично поведению 241, поэтому химические выходы будут идентичны. Энергия -квантов 243 составляет 75 Кэв (66 ) и позволяет с достаточно высокой точностью одновременно регистрировать эти изотопы для одной и той же мишени. Активность 243 задается путем введения точно отмеренного первоначального количества 243. Отсюда определяется активность 243 в образце. Предлагаемый способ исключает проведение трудоемких предварительных операций по определению химического выхода, чем достигается экспрессность метода и повышается точность измерений за счет введения в измеряемый образец внутреннего стандарта. Количество вводимого 243 ограничено тем, что активность более 1000 Бк вызывает уменьшение точности измерений вследствие увеличения фона, а величина ниже 0,1 Бк не регистрируется в течение времени измерения (4 часа). Примеры 1-5 Навеска почвы массой 1000 г переносится в фарфоровый тигель и озоляется в муфельной печи при 55050 С в течение 6-ти часов. Зола переносится в 2-х литровый стакан и в нее добавляется известное количество 243 . В стакан вносится 2-х кратный объем 8-ми молярной азотной кислоты и содержимое кипятится в течение 0,5-1 час при перемешивании. Жидкость отфильтровывается. Из выщелата изготавливают мишень путем соосождения америция с оксалатом стронция. Измерение содержания 241 проводится на -спектрометре по линии, соответствующей энергии гамма квантов 59 Кэв, а 243 - 73 Кэв. 2 11220 1 2008.10.30 Пример 6 Америций-241 определяли по методу-прототипу, причем предварительно проводилось определение химического выхода с использованием радиохимического метода из 20 образцов почвы. Величина химического выхода составила 20 . Результаты измерений представлены в таблице.примера 0,005 0,1 100 1000 2000 Внутренний стандарт не вводился. Предварительно было проведено 20 радиохимических анализов для определения химического выхода Таким образом, предложенный способ позволяет проводить измерения содержания америция-241 в почве с высокой точностью и исключить трудоемкие операции по определению химического выхода. Источники информации 1. Разработка инструментальных методов контроля за содержанием радионуклидов плутония и америция в почвах / О.И. Ярошевич, И.В. Жук, Е.И. Ломоносова, Н.Н. Светлакова, В.П. Миронов, В.П. Кудряшов // Докл. АН Беларуси. - 1993. - Т.37,6. - С. 49-52. 2. Патент РБ 7579 Способ определения америция-241 в почве. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3