"Методические указания по определению стронция-90 в пробах аэрозолей и выпадений"
(утв. Госкомгидрометом СССР 17.03.1989)

В составлении и экспертной оценке Методических указаний принимали участие:

от Госкомгидромета СССР - НПО "Тайфун", ЛАМ, ИПГ;

от АН СССР - ГЕОХИ;

от Госагропрома СССР - ЦИНАО, ВНИИПТИХИМ;

от Госстандарта СССР - НПО "ВНИИФТРИ".

Радиохимическое определение стронция-90 основано на переводе радионуклида в растворимое состояние путем последовательных обработок пробы растворами карбоната аммония и соляной кислоты с последующей очисткой от мешающих радионуклидов путем осаждения гидроокиси железа, карбонатов щелочноземельных металлов, а в случае необходимости и хроматов бария.

Измерение радиоактивности стронция-90 проводится по его дочернему иттрию-90 после накопления и выделения последнего с носителем стабильного иттрия.

Выход носителя стронция определяется пламенно-фотометрическим методом.

Низкофоновая установка для радиометрии бета-излучения <*>.

--------------------------------

<*> В случае отсутствия низкофоновой установки можно использовать приборы типа РКБ4-1е М.

Пламенный фотометр любой марки или атомно-абсорбционный спектрофотометр с пламенной ионизацией.

Весы лабораторные аналитические по ГОСТ 19491-74.

Весы лабораторные технические (ВЛКТ-500).

Шкаф сушильный термостатируемый по ГОСТ 3765-55.

Печь муфельная с терморегулятором до 1000 °С.

Плитка электрическая по ГОСТ 14919-83.

Лампа зеркальная 3М-8, 220 х 500, для сушки проб.

Центрифуга ЦЛС-3 или ТУ 5-375-4260-76.

Штатив металлический.

Эксикатор.

Посуда стеклянная термостойкая мерная фарфоровая: стаканы по ГОСТ 10394-72 емкостью 50, 100, 150, 200, 500 и 1000 куб. см.

воронки по ГОСТ 8613-75 диаметром 5, 10 см.

колбы конические по ГОСТ 1770-74 емкостью 250, 500 и 1000 куб. см.

пипетки 1, 2, 5 и 10 куб. см.

колбы мерные 50, 100, 500 и 1000 куб. см.

центрифужные пробирки на 10 куб. см и 100 куб. см.

стеклянные капельницы емкостью 50 куб. см.

бюксы объемом 40 куб. см.

стеклянные палочки длиной 30 см (толстые) и 15 см (тонкие).

капилляры стеклянные диаметром 0,6 см.

тигли фарфоровые N 2, 5 и 6.

Реактивы и материалы:

Аммоний углекислый по ГОСТ 3770-75, х.ч., насыщенный раствор.

Аммиак водный по ГОСТ 3760-79, ч.д.а., раствор безугольного аммиака.

Кислота соляная по ГОСТ 3118-77, х.ч., растворы 2 и 6 моль/л.

Стронций азотнокислый по ГОСТ 5429-74, ч.д.а., растворы 10 и 25 мг/куб. см в расчете на металл.

Кальций азотнокислый, 4-водный по ГОСТ 4142-66, ч.д.а., раствор 50 мг/куб. см в расчете на металл.

Железо хлорное, 6-водное по ГОСТ 4147-74, ч.д.а., раствор 10 мг/куб. см в расчете на металл.

Азотная кислота по ГОСТ 4461-67 х.ч., раствор 3 моль/л.

Перекись водорода по ГОСТ 10929-64, х.ч.

Барий хлористый по ГОСТ 4108-72, х.ч., раствор 20 мг/куб. см на металл.

Кислота уксусная по ГОСТ 61-75, х.ч., раствор 6 моль/л.

Аммоний уксуснокислый по ГОСТ 3117-78, ч.д.а., раствор 3 моль/л.

Натрий хромовокислый, 4-водный по ТУ 6-09-91-34, ч.д.а., раствор 3 моль/л.

Иттрий хлористый, 6-водный по ТУ 6-09-4474, х.ч., раствор 7,5 мг/куб. см в расчете на металл.

Кислота щавелевая по ГОСТ 22180-76, х.ч., насыщенный раствор.

Индикатор метиловый оранжевый.

Натрий гидроокись по ГОСТ 4388-72, ч.д.а.

Спирт этиловый по ГОСТ 18300-72.

Бумага индикаторная универсальная.

Фильтры бумажные беззольные "белая лента" диаметром 5, 7, 9, 12, 15 см.

Бумага фильтровальная лабораторная по ГОСТ 12026-66.

Шланг резиновый медицинский с внутренним диаметром 0,5 и 1,0 см.

Безугольный аммиак готовят следующим способом: 50 г азотнокислого кальция растворяют в 300 куб. см дистиллированной воды и добавлением 20-процентного раствора гидроокиси натрия осаждают гидроокись кальция, осадок с раствором оставляют на 24 часа. Затем отфильтровывают осадок на воронке с фильтром "белая лента", промывают 3 - 4 раза по 50 куб. см аммиачной водой (1:10). Осадок переносят в стакан, разбавляют водой до 600 куб. см, взбалтывают 5 раз в течение дня и оставляют отстаиваться. 200 куб. см осветленного раствора приливают к 800 куб. см концентрированного аммиака и оставляют на 4 суток, после чего безугольный аммиак готов к употреблению.

Безугольный аммиак можно получить также следующим образом. В эксикатор наливают концентрированный аммиак и на подставку помещают стаканы с прокипяченной водой. Время насыщения воды 3 суток.

1. Навеску пробы аэрозолей или выпадений в виде зольного остатка (обычно не более 5 г) помещают в химический термостойкий стакан объемом 300 - 400 куб. см, вносят носитель стронция (50 мг в расчете на металл). В стакан приливают 100 - 120 куб. см насыщенного раствора углекислого аммония и пробу кипятят при периодическом перемешивании 2 часа. После охлаждения пробы осадок отделяют центрифугированием (центрифуга ЦЛС-3), промывают 2 раза по 80 куб. см дистиллированной воды. Раствор и промывные воды отбрасывают (см. примечание 1).

2. Осадок из центрифужной пробирки осторожно переносят в минимальном количестве раствора 6 моль/л соляной кислоты в стакан, в котором проводилась карбонатная обработка. Пробу в стакане при периодическом перемешивании упаривают досуха. К остатку приливают 50 - 60 куб. см раствора 6 моль/л соляной кислоты и пробу кипятят при перемешивании 20 мин., при этом остаток размягчается, отделяется от дна стакана и измельчается. После отстоя осадка горячий раствор фильтруют на воронке через фильтр "белая лента", осадок промывают 50 - 60 куб. см дистиллированной воды. Фильтр с осадком отбрасывают.

3. Фильтрат и промывные воды объединяют, упаривают до объема 80 - 90 куб. см, переносят в мерную колбу на 100 куб. см, доводят дистиллированной водой до метки и перемешивают. Из колбы пипеткой отбирают 1 куб. см раствора в мерную колбу на 50 куб. см, доводят дистиллированной водой до метки и перемешивают. Этот раствор используют для определения исходного содержания стабильного стронция пламенно-фотометрическим методом.

При анализе проб, загрязненных "свежими" продуктами деления, см. примечание 2.

5. К раствору приливают аммиак до pH = 9 - 10 и затем насыщенный раствор углекислого аммония в количестве, равном объему пробы. Пробу греют при температуре 60 - 90 °С в течение часа, затем охлаждают. Осветленную часть раствора декантируют, осадок отфильтровывают на воронке с фильтром "белая лента", промывают 2 раза по 15 - 20 куб. см дистиллированной воды. Раствор отбрасывают.

6. Осадок на фильтре растворяют минимально возможным количеством 6 моль/л соляной кислоты в стакан, в котором проводилось осаждение карбонатов. Фильтр промывают 50 куб. см дистиллированной воды. Фильтр отбрасывают. В пробу вносят раствор хлорного железа (10 мг в расчете на металл), 0,5 куб. см 30-процентной перекиси водорода и повторяют операции пункта 4. Время отделения второго осадка гидроокиси железа записывают и считают за начало накопления иттрия-90. Фильтр с осадком отбрасывают.

7. Фильтрат подкисляют 1 - 2 куб. см 6 моль/л соляной кислоты, вносят носитель иттрия (15 мг в расчете на металл) и оставляют для накопления иттрия-90.

10. Осадок в центрифужной пробирке растворяют в минимально возможном объеме 3 моль/л азотной кислоты, добавляя кислоту по каплям до полного растворения осадка. К полученному раствору (1 - 1,5 куб. см) добавляют вначале по каплям насыщенный раствор щавелевой кислоты до объема 9 - 10 куб. см и ставят на водяную баню для коагуляции оксалата иттрия (10 мин.). Осадок отделяют центрифугированием, раствор сливают, а осадок промывают 2 раза по 8 - 9 куб. см горячей дистиллированной воды, затем 2 раза по 4 - 5 куб. см этилового спирта. Раствор и промывные воды отбрасывают.

11. К осадку в центрифужной пробирке приливают несколько раз по 0,5 куб. см этилового спирта и количественно с помощью капилляра переносят на предварительно взвешенную подложку, сушат под зеркальной лампой до постоянного веса при температуре не более 50 °С.

12. Осадок с подложкой взвешивают для определения химического выхода стабильного иттрия.

13. Измерение бета-радиоактивности проводят на низкофоновой радиометрической установке в день выделения иттрия, через 2 - 3 и 14 - 17 суток. Это позволяет проверить чистоту выделенного препарата, сравнив его период полураспада с известным периодом полураспада иттрия-90.

Примечания:

1. При анализе проб аэрозолей или выпадений весом меньше 1 г, в пробу дополнительно вносят раствор кальция (50 мг в расчете на металл). При весе пробы больше 5 г увеличивают количество углекислого аммония и соляной кислоты при переведении радионуклида в растворимое состояние.

2. При анализе проб аэрозолей или выпадений, отобранных после появления "свежих" продуктов деления (до 4-х месяцев), необходима радиохимическая очистка стронция от бария. В раствор, полученный после отделения первого осадка гидроокиси железа (п. 4), вносят раствор хлористого бария (20 мг в расчете на металл), 1 - 2 капли индикатора метилового оранжевого, по каплям раствор 2 моль/л соляной кислоты до розового цвета, затем еще 2 капли этой кислоты и добавляют 10 куб. см буферной смеси (2 куб. см 6 моль/л уксусной кислоты и 8 куб. см 3 моль/л уксуснокислого аммония). Раствор нагревают почти до кипения и добавляют 2 куб. см 3 моль/л раствора хромовокислого натрия. Нагревание продолжают, потирая стеклянной палочкой по стенкам стакана, до образования осадка и последующего осветления раствора (30 - 40 мин.).

В пробу еще раз приливают раствор хлористого бария и греют в течение 30 - 40 мин. Пробу охлаждают, осадок отфильтровывают через фильтр "белая лента" и промывают 2 раза по 10 - 15 куб. см 0,6-процентного уксуснокислого аммония. Осадок отбрасывают. Анализ продолжают с пункта 5.

3. При необходимости быстрого получения результатов выделение иттрия-90 можно проводить через 3 - 5 суток, не дожидаясь установления равновесия стронция-90 и иттрия-90. При этом при расчете содержания стронция-90 следует вносить поправку - коэффициент, учитывающий накопление иттрия-90.

Расчет содержания стронция-90

а) в пробах аэрозолей:

Если определенное содержание стронция-90 в пробах выпадений проводится за несколько суток и по нескольку планшетов, то при расчете в числитель формулы ставится количество суток, а в знаменатель - количество объединенных в одну пробу планшеток.