Способ определения содержания америция-241 в объектах внешней среды

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ АМЕРИЦИЯ-241 В ОБЪЕКТАХ ВНЕШНЕЙ СРЕДЫ(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт радиобиологии Национальной академии наук Беларуси(72) Авторы Грушевич Людмила Евгеньевна Кудряшов Владимир Петрович Миронов Владислав Петрович(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт радиобиологии Национальной академии наук Беларуси(57) Способ определения содержания америция-241 в объектах внешней среды, включающий подготовку образца, введение внутреннего стандарта, извлечение радионуклидов,очистку и выделение америция-241 на мишень, измерение -излучения мишени и определение содержания америция-241 по соотношению площадей пиков америция-241 и внутреннего стандарта, отличающийся тем, что в качестве внутреннего стандарта вводят калифорний-252 в количестве, обеспечивающем активность 0,001-10,0 Бк.(56). . . ., 1997, . 48.5, . 705-713..90239240, 238, 241. , 1992.2132074 1, 1999.5442180 , 1995. Изобретение относится к области охраны окружающей среды, а именно к радиоэкологическому мониторингу и определению уровней загрязнения объектов внешней среды(почва, аэрозоли, вода, биообъекты) по америцию-241. Изобретение может быть использовано для оценки дозовых нагрузок на человека за счет америция-241 и в ядерной технологии для определения содержания америция-241(241 А). 241 является долгоживущим трансурановым радионуклидом (период полураспада 458 лет). 241 А в отличие от изотопов плутония обладает высокой подвижностью по компонентам пищевых цепочек и вследствие этого дозовая нагрузка на организм будет формироваться не только за счет ингаляции, но и его перрорального поступления. 241 А является искусственным радионуклидом, и его поступление во внешнюю среду связано с развитием ядерной энергетики как в мирных, так и в военных целях. Известен ряд способов определения 241 А в объектах окружающей среды по собственному -излучению 241 А 1-4. Недостатком указанных способов является невысокая чувствительность определения уровней 241 А в объектах внешней среды. 5607 1 Наиболее близким по техническому решению является способ определения содержания америция в объектах внешней среды, включающий озоление навески, введение внутреннего стандарта, извлечение радионуклидов, очистку и выделение америция на мишень,измерение -излучения мишени и определение содержания америция-241 по соотношению площадей пиков америция-241 и внутреннего стандарта 5. При этом навеску объекта окружающей среды озоляют в муфельной печи. Озоленную навеску переносят в термостойкий стакан и вносят определенное количество внутреннего стандарта - раствора 243 А. Проводят концентрирование, радиохимическую очистку, выделение и изготовление мишени с америцием. Мишень измеряется на альфа-спектрометре. Недостатком указанного способа является невысокая точность определения 241 А, т.к. в качестве внутреннего стандарта используется 243. Регистрация 241 А на -спектрометре проводится по характеристическим пикам -частиц, соответствующих энергии 5,48 Мэв. Для 243 А энергия -частиц составляет 5,30 Мэв. Разница между энергиями -частиц для этих изотопов составляет 0,18 Мэв. Такая небольшая разница в энергиях не позволяет обеспечить хорошее разрешение двух пиков. Недостаточное разрешение пиков определяемого радионуклида и внутреннего стандарта снижает точность определения активности 241 А в образце. Кроме того, в результате развития ядерной энергетики во внешнюю среду был также выброшен и 243, что также является источником дополнительных ошибок. Задачей настоящего изобретения является создание способа, обеспечивающего информативность о состоянии загрязнения окружающей среды америцием-241 с высокой точностью. В результате решения данной задачи достигается новый технический результат, заключающийся в более точном определении в объектах окружающей среды 241. Поставленная задача решается тем, что способ определения содержания америция-241 в объектах внешней среды включает в себя озоление навески, введение внутреннего стандарта, извлечение радионуклидов, очистку и выделение америция-241 на мишень, измерение альфа-излучения мишени. Отличительной особенностью изобретения является то, что введение внутреннего стандарта осуществляют путем использования в качестве стандарта калифорния-252 в количестве 0,001-10 Бк. Сущность предлагаемого изобретения заключается в следующем. В качестве внутреннего стандарта используется калифорний-252 (252). Энергия -частиц 252 составляет 6,11 Мэв. Разница между энергиями 252 и 241 А составляет 0,63 Мэв. Достаточно высокая разница в энергиях -частиц 252 и 241 А позволяет определять 241 А в объектах окружающей среды с достаточной точностью, причем требования к качеству мишеней,изготовленных с 252, значительно ниже, чем для 243. Кроме того, вследствие невысокого периода полураспада (2,5 года) 252 С в настоящее время в объектах окружающей среды отсутствует. 252 принадлежит к семейству актинидов и является химическим аналогом 243 А. Поэтому при проведении всех радиохимических процедур, связанных с выделением 241 А из объектов внешней среды, выход 252 полностью идентичен выходу 241 А. Это позволяет использовать 252 в качестве внутреннего стандарта при радиохимическом выделении 241 А. Величина активности вводимого 252 ограничена, во-первых,чувствительностью современных -спектрометров. Активности ниже 0,001 Бк недоступны для регистрации. Превышение величины 10 Бк приводит к уменьшению эффективности регистрации, обусловленной мертвым временем спектрометра. Примеры 1-5. Навеску почвы массой 10 г озоляли в муфельной печи при 600 С. К озоленной навеске почвы прибавляли в качестве внутреннего стандарта раствор 252 и 243. Золу обрабатывали 7,5 М 3 и кипятили в течение 30 мин. Раствор отфильтровывали и операцию повторяли. Промывные воды соединяли. Раствор пропускали через анионит АВ-17 в 3 форме. Затем анионит промывали 50 мл 7,5 М азотной кислоты. Промывные воды соединяли и выпаривали до сухих солей. Осадок растворяли в 10 мл 8 М НС и пропускали че 2 5607 1 рез анионит АВ-17 в - форме для очистки от железа. Фильтрат выпаривали и остаток растворяли в 5-10 мл 1 М НС. Раствор пропускали через катионит ФИБАН-1 К в Н форме. Катионит промывали 25 мл 1 М НС. Актинидную фракцию элюировали 25 мл 4 М НС. Элюат выпаривали, в стаканчик вливали 10 мл 0,5 М 3 и добавляли раствор азотнокислого церия (содержание церия не должно превышать 50 мкг в пересчете на металл). Раствор нейтрализовали аммиаком,не содержащим СО 2. Полученный осадок отфильтровывали через мембранный фильтр. Активность мишени измеряли на -спектрометре фирмы . Содержание 241 А определяли по соотношению площадей пиков 241 А (Е 5,48 МэВ) и внутреннего стандарта 252 (6,11 Мэв). Пример 6. Америций-241 определяли по методу 3, где в качестве внутреннего стандарта использовали 243. Результаты измерений представлены в таблице. Активность введенАктивность 241 А,Погрешность 252 ного , Бк Бк определения,1 0,0005 1,2 100 2 0,001 1,8 15 3 5 1,7 10 4 10 1,9 25 5 12 2,4 48 243 6 (прототип) введено 5 Бк А 2,8 56 Как видно из табличных данных, активность внутреннего стандарта ограничена пределами 0,001-10 Бк вследствие того, что активности ниже 0,001 Бк недоступны для регистрации, а выше 10 Бк из-за мертвого времени спектрометра приводят к увеличению погрешности измерения 241. Таким образом, предложенный способ позволяет определять содержание 241 в объектах внешней среды с высокой точностью при введении в пробу 252 в количестве 0,00110 Бк.мишени Источники информации 1. Ярошевич О.И., Жук И.В., Светлакова И.Н. и др. Методика определения удельной активности радионуклида 241 в пробах почв инструментальным методом по собственному гамма-излучению, // Перечень методических документов в области радиационного контроля, допущенных Белстандартом к применению в Республике Беларусь. - Минск, 1992. 2. Ярошевич О.И., Жук И.В., Ломоносова Е.И. Разработка инструментальных методов контроля за содержанием радионуклидов в почвах // Докл. АН Беларуси. - 1993. - Т. 37.6. - С. 49-52. 3. Кавхута Г.А., Башарин А.В., Ицакова Д.А. Методика определения содержания америция в биологических объектах // Перечень методических документов в области радиационного контроля, допущенных Белстандартом к применению в Республике Беларусь. Минск, 1992. 4.. . ., 1997. - . 48. -5. - . 705-713. 5..90239240, 238 241. , 1992. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.