CC BY
4
УДК 614.73:546.799]-074
Т. Н. Рысина, Р. Я. Масловский
МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ ФОРМ НАХОЖДЕНИЯ ТРАНСУРАНОВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ В АЭРОЗОЛЯХ С ПОМОЩЬЮ ЭКСТРАКЦИИ РАЗЛИЧНЫМИ РАСТВОРИТЕЛЯМИ
В настоящее время уделяется серьезное внимание изучению форм нахождения трансурановых элементов в окружающей среде (Tamura; Bondietti и соавт.; Johnson и Wilhite; Edington и соавт.). В то же время сообщения об исследовании свойств трансурановых элементов в аэрозолях, отобранных на открытой местности, или в атмосферных выпадениях, в литературе отсутствуют. Между тем изучение свойств радионуклидов в аэрозолях достойно внимания, поскольку ветровой перенос является важным путем их распространения на местности, а состав аэрозолей в большей мере отражает состав почв. Кроме того, аэрозоли непосредственно поступают к человеку через дыхательные пути, и степень их токсичности зависит от растворимости поступающих соединений.
В большинстве опубликованных работ методика определения физико-химического состояния трансурановых элементов в объектах окружаю-, щей среды не изложена. Исключение составляет работа Edington и соавт., в которой подробно описана и обсуждена схема фракционирования плутония посредством обработки проб донных отложений различными растворителями.
Целью нашего исследования была разработка методики фракционирования трансурановых элементов аэрозолей соответственно свойствам их соединений. При этом за основу была взята вышеупомянутая схема (Edington и соавт.), предусматривающая выделение следующих форм радионуклидов: катионообменной, сорбированной, связанной с растительными компонентами и труднорастворимой, необменивающейся. Применительно к новой задаче нами была изменена техника фракционирования (объемы растворителей, а в случае сорбирования фракции — частично в состав растворителя; продолжительность и повторяемость некоторых обработок). Введена дополнительная обработка — разбавленной минеральной кислотой, с целью выделения подвижной фракции радионуклидов, определяемой в почвоведении в качестве фракции, доступной для усвоения растениями (А. В. Петербургский).
Предлагаемая методика предназначена для исследования проб аэрозолей, отобранных в натурных условиях на фильтры из ткани Петряно-ва. Сущность метода заключается в следующем.
■ Аэрозоли, содержащие трансурановые элементы, прямо на фильтре последовательно обрабатывают различными растворителями с целью идентификации вышеупомянутых форм радионуклидов, а именно: I — катионообменной, растворимой в 0,1М MgCb; II — сорбированной, извлекаемой
путем обработки 0,1М раствором цитрата натрия в присутствии гипосульфита; III — связанной с растительными компонентами, растворимой 0,1 н. NaOH; IV — подвижной, извлекаемой 1н. HCl; V — труднорастворимого остатка, или необменивающейся фракции.
Данная схема фракционирования не рассчитана на абсолютное разделение разных форм трансурановых элементов и пригодна главным образом для сравнительных оценок возможной подвижности радионуклидов в условиях внешней среды.
Количественную оценку трансурановых элементов в каждой фракции производят путем измерения а-активности после радиохимической очистки и выделения интересующих нуклидов. Суммарная погрешность метода в наибольшей степени зависит от погрешности измерения а-активности. При измерении а-активности в тонкослойных препаратах на остальных мишенях диаметром 100 мм с помощью сцинтилляционно-го а-счетчика (эффективность измерения 0,30; скорость счета фона 3—4 ими/мин; время измерения проб от 100 до 1000 с в зависимости от величины активности) погрешность была равной ±20%; суммарная погрешность метода при этом составляла ±25 %. Минимальная активность ос-излучателей в пробе, поддающаяся анализу по предлагаемой схеме, определяется чувствительностью радиометрического метода. Диапазон изученных нами активностей проб аэрозолей, давших воспроизводимые результаты фракционирования с указанной точностью, составил 4—207 Бк.
Продолжительность полного цикла фракционирования 6 дней, один исполнитель может проводить анализ 2 проб одновременно. Пробы аэрозолей отбирают аспирационным методом на круглые фильтры из ткани Петрянова диаметром 70 см. Для определения исходной а-активности на фильтре '/в часть его обугливают в фарфоровом тигле и озоляют в муфельной печи при температуре не выше 600 °С. Выщелачивание трансурановых элементов из золы, радиохимическую очистку, концентрирование и измерение а-активности проводят любым из известных методов (А. М. Воробьев). При этом получают лишь ориентировочную оценку исходной активности пробы, из-за неравномерного распределения пыли на фильтре.
Часть фильтра, предназначенную для обработки растворителями, разрезают на небольшие кусочки в один слой и помещают в плотно закрывающуюся колбу вместимостью 2 л, которая слу-
жит сосудом для экстракции. Ход анализа первой фракции включает следующее: фильтр заливают 1 л раствора МдС1г, перемешивают в течение 6—7 ч на аппарате для встряхивания и оставляют при комнатной температуре до утра без перемешивания. Экстракт фильтруют через беззольный фильтр с синей лентой. Фильтр Пет-рянова с пробой аэрозолей дважды промывают дистиллированной водой по 200 мл с перемешиванием в течение 15—20 мин. Промывные воды объединяют с основным экстрактом, бумажный фильтр присоединяют к фильтру Петрянова. Экстракт с добавлением 200 мл концентрированной НС1 упаривают до желаемого объема или досуха; концентрат берут на определение трансурановых элементов. Для анализа второй фракции фильтр Петрянова после обработки раствором Л^С12 заливают 0,8 л раствора лимоннокислого натрия, добавляют 2 г гипосульфита и нагревают на водяной бане; при температуре 80— 90 °С пробу выдерживают 30 мин при частом перемешивании. Экстракт фильтруют через бумажный фильтр. Фильтр Петрянова 2—4 раза промывают дистиллированной водой, промывные воды присоединяют к основному раствору, а бумажный фильтр — к фильтру Петрянова в колбе. Обработку фильтров цитратным раствором повторяют по той же схеме еще 2 раза. Экстракт упаривают с добавлением 200 мл соляной кислоты. При этом выпадает осадок серы, который отфильтровывают, промывают 6 н. ПС! и выбрасывают, а промывные воды присоединяют к основному экстракту. Для третьей фракции фильтр Петрянова заливают 1 л раствора ЫаОН и проводят обработку по схеме, описанной для I фракции. К полученному экстракту перед упариванием добавляют 25 мл концентрированной НС1. При кипячении выпадает небольшой рых-
лый осадок растительных подкислот. Его собирают на фильтре, озоляют в муфельной печи и анализируют на содержание a-активных веществ. I Для четвертой фракции фильтр с пробой заливают 1 л I н. HCl и проводят экстракцию аналогично I или III фракции; добавку концентрированной соляной кислоты перед упариванием уменьшают до 100 мл. Обработку фильтра нормальным раствором HCl повторяют еще раз. Для пятой фракции фильтр Петрянова с остатками аэрозолей после обработки всеми растворителями переносят в фарфоровую чашку, подсушивают, обугливают и озоляют при температуре выше 600 °С. Выщелачивание радионуклидов, очистку от примесей и концентрирование проводят известными методами (А. М. Воробьев).
Описанный метод фракционирования трансурановых элементов может быть дополнен количественным анализом на содержание в фракциях отдельных трансурановых элементов с помощью хроматографии. Результаты определения содержания трансурановых элементов в каждой фракции выражают в единицах радиоактивности (Бк), а также в процентах от суммарной активности, обнаруженной во всех фракциях.
Литература. Воробьев А. М. Методы определения радиоактивных веществ в воздухе. М., 1974. Петербургский А. Б. Основы агрохимии. М., 1979. Bondietii Е. A., Reinolds S. A.. Shanks M. H. — In: Transuranium Nuclides in the Environment. Vienna, 1976, p. 273—287.
Edington D. N.. Alberts J. ]., Wahlgren M. A. et al.—
Ibid., p. 493—516. Johnson D. R.. Wilhile E. L. — Trans. Am. nucl. Soc., 1979,
v. 33, p. 167—168. Tamtira T. — In: Transuranium Nucliden in the Environment. Vienna, 1976.
Поступила 28.02.83
УДК в M.73-07:002.6
И. А. Соболев, Л. М. Хомчик, В. Г. Зарх, В. Б. Семенов, И. Ф. Саму сев
АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА СБОРА, ОБРАБОТКИ И НАКОПЛЕНИЯ РАДИОМЕТРИЧЕСКОИ ИНФОРМАЦИИ
Московское научно-производственное объединение «Радон»
Радиационный контроль объектов окружающей среды проводится методом анализа проб воды, воздуха, почвы, растительности с целью измерения их ос-, р- и ^активностей и активностей отдельных радионуклидов.
Методы определения активности проб подробно освещены в методическом руководстве В. И. Гришмановского1. Для радиометрических лабораторий, проводящих массовые измерения, важ-
1 Дозиметрический и радиометрический контроль при работе с радиоактивными веществами и источниками ионизирующих излучении. / Под ред. В. И. Гришмановского. М., 1981, т. 2.
ным является автоматизация измерений а-, р- и у-активностей проб. Однако этот вопрос не освещен в технической литературе.
В данной работе предлагаются конкретные аппаратные и программные средства для автоматизации радиометрических измерений, обеспечивающие оперативность и надежность получения результатов, а также возможность автоматизированной обработки, накопления и классификации данных. Этим требованиям отвечают разработанные аппаратные и программные средства автоматизированной системы сбора, обработки и накопления радиометрической информации.
