二氧化钚中釷的ICP-AES法測定

覃波 李秀娟 蔣軍清 夏占國 李吉花 楊松濤 米文光

中核四〇四有限公司第三分公司 甘肅蘭州 732850

二氧化钚中釷元素與钚元素性質(zhì)接近，應(yīng)用常規(guī)的分離方法不能使其完全分離[1]，導(dǎo)致分析結(jié)果偏差較大，嚴(yán)重影響二氧化钚樣品中釷元素的準(zhǔn)確測定。本文采用HNO3-HF混酸溶解二氧化钚[2]樣品，以9mol/L的鹽酸溶液為淋洗液，以強(qiáng)堿性陰離子樹脂分離钚和釷元素，用電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜（ICP-AES）進(jìn)行測定[3]。對釷與钚的分離條件和干擾進(jìn)行試驗(yàn)，以優(yōu)選的條件，進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)加入回收、精密度試驗(yàn)，建立了二氧化钚中釷元素的測定方法。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器設(shè)備及試劑與材料

IRIS IntrepidII XSP/Glove光譜儀，美國TJA公司；硝酸，優(yōu)級(jí)純；鹽酸，優(yōu)級(jí)純；分離柱，柱內(nèi)徑為5mm，內(nèi)部填裝強(qiáng)堿性陰離子樹脂，樹脂床高120mm。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

稱取二氧化钚樣品40mg，置于聚四氟乙烯坩鍋中，加入11mol/LHNO3+0.08mol/LHF混酸10ml，加熱溶解并蒸干。用2mL濃鹽酸溶解，繼續(xù)加熱蒸干，重復(fù)操作三次。加入1mL9mol/L鹽酸溶解，轉(zhuǎn)入9mol/L鹽酸平衡好的分離柱內(nèi)進(jìn)行分離，并以9mol/L鹽酸溶液淋洗雜質(zhì)元素，收集6mL流出液待測。

1.3 結(jié)果計(jì)算

樣品中雜質(zhì)元素含量按公式（1）計(jì)算

式中：

A-雜質(zhì)元素的含量，μg/g；

C-樣品溶液中測得元素的濃度，μg/mL；

V-待測樣品體積，mL；

G-樣品質(zhì)量，g。

2 結(jié)果與討論

2.1 分析譜線選擇

選定283.2nm和238.7nm兩條分析線，用標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行測定，283.2nm處所測結(jié)果的圖譜顯示干擾嚴(yán)重，而283.7nm處所測結(jié)果比較接近加入標(biāo)準(zhǔn)值，因此選定283.7nm為分析測定釷元素的分析線。

2.2 釷元素淋洗曲線

取10μg的釷標(biāo)準(zhǔn)溶液于陰離子交換柱中進(jìn)行分離，并用9mol/L鹽酸溶液淋洗，每1mL流出液接收一次，共計(jì)接收10次，進(jìn)行ICP-AES測定。以流出液體積和元素含量作圖，繪制釷元素的淋洗曲線。由淋洗曲線圖可看出，淋洗液達(dá)到6mL時(shí)，所有釷元素均已流出。

2.3 檢出限及測量下限

表1 樣品的精密度和重加回收率

采用空白溶液測定10次，統(tǒng)計(jì)測量結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)偏差σ，按3σ計(jì)算檢出限和方法測量下限。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在確定譜線下，釷元素的檢出限為0.056μg/mL，對40mg的二氧化钚樣品，元素的測定下限為10μg/g。

2.4 淋洗液濃度選擇

分別試驗(yàn)了7mol/mL-10mol/mL鹽酸溶液作為淋洗液，試驗(yàn)結(jié)果表明：采用強(qiáng)堿性陰離子樹脂進(jìn)行钚與釷元素分離，用9mol/mL的鹽酸溶液作為淋洗液，分離效果較好。本試驗(yàn)采用9mol/mL鹽酸溶液作為雜質(zhì)元素的淋洗液。

2.5 基體對釷元素測定的影響

在含有釷元素的標(biāo)準(zhǔn)溶液中，分別加入不同量的钚，測定釷元素的含量。钚對釷雜質(zhì)元素光譜測定的影響實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)钚量為50μg時(shí)，待測雜質(zhì)元素的光譜測定仍不受影響。

2.6 重加回收率和精密度試驗(yàn)

準(zhǔn)確稱取40mg二氧化钚樣品，加入標(biāo)準(zhǔn)溶液，按照實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行分析，計(jì)算方法回收率和精密度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，樣品的重加回收率在91%-105%之間，精密度優(yōu)于10%，見表1。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)論

（1）采用強(qiáng)堿性陰離子樹脂，利用離子交換分離技術(shù)，在9mol/L鹽酸介質(zhì)中，可定量分離钚與釷元素。

（2）對于40mg的二氧化钚樣品，樣品的重加回收率在91%-105%之間，RSD優(yōu)于10%。

（3）該方法可用于二氧化钚樣品中釷元素的定量分析。