一種海水中去鉀總β放射性核素活度濃度的測定方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于放射性元素檢測領域，涉及一種0放射性核素活度濃度的測定方法， 具體涉及一種海水中去鉀總0放射性核素活度濃度的測定方法。
【背景技術】
[0002] 當前世界范圍內(nèi)絕大多數(shù)核電廠沿海建設，核電廠反應堆運行過程中會產(chǎn)生裂變 產(chǎn)物，當燃料組件有破損時就會進入一回路冷卻劑中，如 1(l6Ru、9°Sr、137Cs等；一回路材料中 的鈷、錳、鐵、鎳、鋅、銻、銀等元素由于腐蝕等釋放到核反應堆冷卻水中，通過中子活化反應 產(chǎn)生 6°Co、58Co、54Mn、59Fe、63Ni、 65Zn、124Sb、n°Ag等放射性核素。上述核素除54Mn外均具有0 放射性。對沿海廠址而言，液態(tài)流出物主要排向海洋，對海洋環(huán)境的放射性活度產(chǎn)生影響。 受納海水中的0放射性核素對水體邊的人員產(chǎn)生外照射，通過飲食用受納海水中的水生 生物會對人體產(chǎn)生內(nèi)照射?！遁椛洵h(huán)境監(jiān)測技術規(guī)范》(HJ/T 61-2001)和《全國輻射環(huán)境監(jiān) 測方案（暫行）》（國家環(huán)保總局，2003年）均把環(huán)境樣品中的總0放射性列為監(jiān)測項目。 由于海水中含有大量 4°K(~6. 2Bq/L)，而鉀是人體必需元素之一，受體內(nèi)代謝自動調(diào)節(jié)，對 人體的輻射劑量非常微小，為了準確獲得沿海核設施運行過程對海洋環(huán)境的輻射影響必須 扣除 4°K的貢獻。因此，0放射性核素是反應堆運行過程中的必然產(chǎn)物，加強對海洋環(huán)境中 去鉀總0放射性核素的監(jiān)測具有判斷核電廠是否有異常排放，評估核動力廠放射性物質(zhì) 排放對公眾可能造成的輻射影響的實際意義。
[0003] 海水中總e放射性核素的化學分析通常采用蒸發(fā)法，該方法處理量小、均勻性 差、測量時間長、最低檢出限大，因此無法滿足海水樣品中總0放射性核素的測量要求。 并且，海水中 4°K放射性比活度（~6. 2Bq/L)遠高于海水中其它0放射性核素的比活度 (0.003~0.2775Bq/L)，總0放射性核素的測量無法反映核設施運行過程中對海洋環(huán)境中 0放射性的影響，除去 4°K貢獻的總0放射性核素的測定才能夠真實的反映核設施運行過 程中對海洋環(huán)境的輻射影響。因此，為了準確獲得沿海核設施運行過程對海洋環(huán)境的輻射 影響，對海水中0放射性核素的監(jiān)測必須扣除 4°K的貢獻。我國國家標準《飲用水礦泉水檢 驗方法》(GB/T8538-1995)中指出，當?shù)V泉水中的總0放射性>1.0Bq/L時，應減去 4°K的貢 獻。世界衛(wèi)生組織（WHO) 2004年頒布的《飲用水水質(zhì)導則》第三版中也指出在樣品分析測 得的總0放射性中，應減去4°K對0放射性的貢獻。
[0004] 當前國際和國內(nèi)均已具備測量環(huán)境樣品中單一放射性核素的能力，但對核電廠排 放的每一種0放射性核素測量是一項極其復雜、繁瑣、代價高昂的工作。目前國際和國內(nèi) 均認可總0放射性的測量結果可以作為0放射性污染的初篩指標（指導值），未超出所規(guī) 定活度濃度指導值時即可認為合格，不需進一步的核素分析；當去鉀總0放射性活度濃度 超過所定指導值時，樣品才需監(jiān)測單一放射性核素污染。將海水中去鉀總0的測量結果作 為初篩指標將大大減少核素分析工作量，降低分析成本。目前國內(nèi)扣除 4°K貢獻的總e放 射性的測定方法有兩種：從總0放射性中減去4°K放射性貢獻的減鉀總e放射性測定法和 通過化學分離鉀的去鉀總0放射性測定法。由于海水中 4°k放射性比活度遠高于海水中其 他0放射性核素的比活度，采用減鉀法所得扣除4°K貢獻的總e放射性的結果具有極大的 實驗誤差，只有采用去鉀法才可以準確的得到海水中扣除4°K貢獻的其他e放射性核素的 總活度?！逗Ｑ蟊O(jiān)測規(guī)范-放射性核素測定（HY/T 003.8-91)》（已作廢）采用鐵明礬-氯 化鋇共沉淀法測量海水中的去鉀總0 (去鉀總0放射性核素活度濃度的簡稱），該方法的 來源為美國環(huán)境保護署的標準《放射化學分析手冊（EPA 00-02)》和美國公共衛(wèi)生協(xié)會的標 準《水質(zhì)標準測量方法（7110C)》，這兩個標準均說明該分析方法僅適用于總a的放射性測 量。因此，開展海水中去鉀總0的監(jiān)測時難以采用以上兩種技術。
[0005] 當前國際和國內(nèi)通常采用4°K或9°Sr/9°Y對總e測量進行效率刻度， 4°K的最大能 量為1. 33MeV，而9°Sr/9°Y的最大能量分別為0. 546MeV和2. 280MeV。但核設施運行過程中 向環(huán)境釋放的0核素能量大多都在600keV以下，a測量儀對核素的探測效率在同等 測量條件下隨核素能量的增大而增加，因此采用的 4°K或9°Sr/9°Y作為海水去鉀總0放射性 效率刻度源不能夠真實的反映核設施運行過程向海水排放的0放射性核素。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明目的是為了克服現(xiàn)有技術的不足而提供一種海水中去鉀總0放射性核素 活度濃度的測定方法。
[0007] 為達到上述目的，本發(fā)明所采用的技術方案為：一種海水中去鉀總0放射性核素 活度濃度的測定方法，它包括以下步驟：
[0008] (a)向取用的海水中加入鈷元素載體形成鈷離子溶液，隨后調(diào)節(jié)其pH值至堿性， 再加入硫代乙酰胺反應形成硫化鈷沉淀；
[0009] (b)取所述硫化鈷沉淀置于600~800 °C進行灰化；
[0010] (c)向測量盤中加入研細后的灰化產(chǎn)物，加入乙醇鋪樣，置于流氣式正比計數(shù)器中 進行測量后計算即可。
[0011] 優(yōu)化地，所述步驟（C)中，將灰化產(chǎn)物置于流氣式正比計數(shù)器中測量前使用137Cs 標準物質(zhì)進行預先刻度并使用 241Am標準物質(zhì)測量a粒子對0的竄道因子。
[0012] 進一步地，步驟（a)中，用堿液調(diào)節(jié)所述鈷離子溶液pH至9.0~9. 5,攪拌并加熱 至60~80°C ;加入過量硫代乙酰胺后用堿液調(diào)節(jié)所述鈷離子溶液pH至8~9,繼續(xù)反應 0. 25~2小時；靜置10小時以上凝聚形成所述硫化鈷沉淀。
[0013] 進一步地，所述步驟（b)中，虹吸除去上清液，剩余部分用濾膜在真空下抽濾，將 帶有所述硫化鈷沉淀的濾膜置于600~800°C下灼燒1. 5~5小時。
[0014] 進一步地，所述鈷元素載體為硝酸鈷、氯化鈷或硫酸鈷，所述堿液為氨水或氫氧化 鈉溶液。
[0015] 由于上述技術方案運用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有下列優(yōu)點：本發(fā)明海水中 去鉀總0放射性核素活度濃度的測定方法，向海水中加入鈷元素載體形成鈷離子溶液并 加入加入硫代乙酰胺反應形成硫化鈷沉淀，對核設施運行過程中向海水排放的 58C〇、6°C〇、 59Fe、 65Zn、11(taAg等0放射性核素的富集率高于95%，從而確保了該分析方法最終制得的沉 淀較均勻，質(zhì)量適中；而且其檢測下限水平為3mBq/L，適于海水中去鉀總0放射性核素活 度濃度的監(jiān)測，同時也適于類似于海水樣品的高鹽水以及經(jīng)處理得到的含放射性核素的高 鹽水等的監(jiān)測。
【附圖說明】
[0016] 附圖1為實施例1海水中去鉀總0放射性核素活度濃度測定方法的流程圖；
[0017] 附圖2為本發(fā)明海水中去鉀總0放射性核素活度濃度測定方法中沉淀步驟在不 同恒溫時間下對Co 2+、Fe3+、Zn2+、Ag+的富集率。
【具體實施方式】
[0018] 本發(fā)明海水中去鉀總0放射性核素活度濃度的測定方法，它包括以下步驟：(a) 向取用的海水中加入鈷元素載體形成鈷離子溶液，隨后調(diào)節(jié)其pH值至堿性，再加入硫代乙 酰胺反應形成硫化鈷沉淀；(b)取所述硫化鈷沉淀置于600~800°C進行灰化；（c)向測量 盤中加入研細后的灰化產(chǎn)物，加入乙醇鋪樣，置于流氣式正比計數(shù)器中進行測量后計算即 可。所述步驟（c)中，將灰化產(chǎn)物置于流氣式正比計數(shù)器中測量前使用 137Cs標準物質(zhì)進行 預先刻度并使用241Am標準物質(zhì)測量a粒子對0的竄道因子。步驟（a)中，用堿液調(diào)節(jié)所 述鈷離子溶液pH至9. 0~9. 5,攪拌并加熱至60~80°C;加入過量硫代乙酰胺后用堿液調(diào) 節(jié)所述鈷離子溶液pH至8~9,繼續(xù)反應0. 25~2小時；靜置10小時以上凝聚形成所述 硫化鈷沉淀。所述步驟（b)中，虹吸除去上清液，剩余部分用濾膜在真空下抽濾，將帶有所 述硫化鈷沉淀的濾膜置于600~800°C下灼燒1. 5~5小時。所述鈷元素載體為硝酸鈷、氯 化鈷或硫酸鈷，所述堿液為氨水或氫氧化鈉溶液。上述海水中去鉀總0放射性核素活度濃 度的測定方法具有以下優(yōu)勢：（1)、具備大容量樣品處理能力，具有足夠低的探測下限水平 (3mBq/L)，適于海水中去鉀總0放射性核素活度濃度的監(jiān)測，同時也適于類似于海水樣品 的高鹽水以及經(jīng)處理得到的含放射性核素的高鹽水等的監(jiān)測；而采用從總0放射性中減 去 4°K放射性貢獻的減鉀總0放射性測定法的探測下限水平為~800mBq/L，沿海核設施在 無大量核泄漏情況下不會高于該探測下限，該探測下限不能滿足海水中去鉀總0的監(jiān)測 要求；（2)采用硫化鈷共沉淀富集海水中的0放射性核素，對堿金屬離子（ 4°K等）和堿土金 屬離子（Ca、Mg等）的富集率極低，對核設施運行過程中向海水排放的58C 〇、6°C〇、59Fe、65Zn、 n°mAg等0放射性核素的富集率高于95%，從而確保了該分析方法最終制得的沉淀較均勻， 質(zhì)量適中；（3)采用硫化鈷共沉淀富集海水中的0放射性核素，對a放射性核素的富集率 極低，可以避免海水中存在的a放射性核素及其子體所釋出的0粒子對測量結果的干擾， 從而可以更加真實的反映核設施運行過程對海水的輻射影響；(4)采用 137Cs標準物質(zhì)進行 0效率刻度，137Cs的最大能量為0. 514MeV，能夠更加真實的反映核