CC BY
6
воздуха ниже 20° подъема гексахлорана на пластинке может не произойти. Величина Ri в наших определениях колебалась от 0,42 до 0,57.
Описанный вариант методики можно рекомендовать как экспресс-метод для анализа черноземов, подобных тем, которые мы исследовали. Он дает несколько ориентировочные данные об остаточном количестве гексахлорана в почве. Но ценность его, по нашему мнению, заключается в достаточной надежности (воспроизводимости) и высокой производительности.
Поступила 9/1 1969 г.
УДК 81 в.632.791 -074
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБОГАЩЕННОГО УРАНА В МОЧЕ
А. Н. Ефимова и О. С. Андреева
В последние годы опубликованы сведения о широком использовании обогащенного урана при эксплуатации атомных электростанций, реакторов, энергетических установок и т. п. (Ф. С. Паттон и соавт.), в связи с чем большую актуальность приобретает разработка способов исследования обогащенного урана в биосредах работающих. Применение для этой цели люминесцентного метода невозможно, так как при одном и том же весовом количестве естественный и обогащенный уран обладает различной удельной активностью в зависимости от степени обогащения его изотопом U235 или, точнее, от процентного содержания совместно присутствующего с ним изотопа U234.
За рубежом описано несколько методов определения обогащенного урана в моче (Boni; Patterson, и др.). Рекомендуемый Boni электролитический способ отделения обогащенного урана в моче позволяет определять минимальное количество обогащенного урана, который соосаждается с фосфатами щелочноземельных металлов в аммиачной среде. Уран далее осаждается на анионообменной смоле и затем подвергается электролизу. Осаждение происходит на платиновые диски, которые измеряются на а-установке. При определении в моче минимального количества обогащенного урана платиновые диски подвергаются контакту с ядерными пластинками в течение недели. Подсчет треков ведется с помощью специального микроскопа. Достоинством метода является высокий выход урана (94%); чувствительность метода 7,5 раса/мин на 1,5 л мочи. Недостатками метода и его модификаций являются большая сложность, длительность исполнения (до 1 недели при малых концентрациях) и необходимость использования дорогостоящих материалов и оборудования (специальный микроскоп, платиновые диски и др.).
В последнее время за рубежом используется много методов выделения урана из необработанных проб мочи. Электролитическое отделение урана из необработанной пробы мочи экономически выгодно при проведении сотен анализов в месяц. Батарея электролитических ячеек, применяемых фирмой «Юнион Карбид Нуклеа Компани» (США), позволяет производить от 1 до 4 проб в месяц в отношении каждого рабочего, занятого на установках по про-. изводству обогащенного урана (Patterson; Hamrick). Недостатком указанного метода является возможность отложения на катоде ионов других металлов — железа, кальция, магния. Последние в моче содержатся в значительно большем количестве, чем уран — около 0,0003; 0,6 и 0,1 г/л соответственно в сравнении с 0,5« Ю-6—50-10~б г урана в 1 л (Ф. С. Паттон и соавт.). Указанные ионы могут мешать электролитическому осаждению урана и способствовать поглощению его а-частиц.Таким образом, большинство опубликованных методов характеризуется значительной сложностью и трудоемкостью.
Задачей наших исследований являлась разработка общедоступного метода, обладающего необходимой чувствительностью и не требующего дорогостоящих материалов и оборудования. В основу метода положена экстракция урана из обработанных проб мочи различными экстрагентами, обладающими максимальной эффективностью. Испытывались следующие экстра-генты: а) раствор трибутилфосфата (ТБФ) в керосине • (20%); б) эфир; в) раствор три-н-октилфюсфиноксида (ТОФО) в циклогексане (0,1 М).
В пробы мочи вносилось заведомо известное количество обогащенного урана в диапазоне 40—200 пикокюри на суточное количество мочи или 60— 300 расп/мин на 1 л. Эти величины выбраны в соответствии с рекомендованными в литературе данными (Jackson и Taylor) об активности суточных проб мочи, соответствующей максимально допустимому содержанию обогащенного урана в организме для нерастворимых и растворимых соединений (см. табл. 1).
Таблица 1
Содержание обогащенного урана в организме и биосубстратах
• Обогащенный уран (>8,5% U*»e)
Критический фактор а-активность 4,76 Мэв W*) 4,1—4.6 Мэв (М**») 4,18 Мэв (М"в)
растворимые соединения нерастворимые соединения
кости легкие
Предельно допустимое содержание в организме (по а-активности) Примерная доля нагрузки на организм, выделяемая с мочой в сутки Примерная активность суточных проб мочи, соответствующая предельно допустимому содержанию в организме 0,05 МКК 0,4% (в интервале отбора проб 30 — 60 дней) 200 пикокюри/суш количество или 300 расп/мин на 1 л мочи 0,02 мкк 0,2% 40 пикокюри/сут ко-личество или 60 расп/мин на 1 л мочи
Обработка проб мочи объемом 500 мл проводилась путем минерализации в течение 3 часов в присутствии концентрированной азотной кислоты (10 мл} и перекиси водорода (5 мл). Перед минерализацией в пробу мочи вносилась концентрированная ортофосфорная кислота (3 мл) с целью осаждения обогащенного урана совместно с фосфатами щелочноземельных металлов в аммиачной среде. Осадок после отфильтровывания и промывания раствором аммиака сжигался в муфельной печи при 600—700° в течение часа и растворялся в концентрированной соляной кислоте (10 мл), которая выпаривалась почти досуха; после этого слегка увлажненный осадок растворялся в азотной кислоте (5 мл). Уран извлекался в делительной воронке одним из указанных выше экстрагентов (2 мл) в присутствии различных высаливателей. Органический слой в случае использования ТБФ и ТОФО (1 мл) наносился
на мишень, выпаривался и просчитывался на установке «Б» со сцинтилляцион-ной приставкой. При использовании различных экстрагентов было проведено около 250 анализов.
Из табл. 2 видно, что выход обогащенного урана с применением ТБФ составлял в среднем 86,5%, с ТОФО — 93,1 %.' и с эфиром — 34,3%. Таким обра-
Таблица 2
Сравнительная эффективность различных экстрагентов по извлечению обогащенного урана
(в % введенного)
Экстра-гент f Высаливател ь Мини-мал ь-ная Максимальная Средняя • т = ±-
ТБФ ' Эфир ТОФО NaNo3 •. NaNo3 NaNo3 70,0 25,0 81,0 100,0 47,3 100,0 I 86,5 34,3 93,1 - 2,5 ' 3,0 1,46
Таблица 3
Сравнительная оценка выхода обогащенного урана (в % введенного) при использовании различных
высаливателей
зом, наилучшие результаты получены при использовании в качестве экстрагентов ТБФ и ТОФО.
Однако широкое использование ТОФО затруднительно из-за его значительной стоимости по сравнению с ТБФ и эфиром.
Следует отметить, что ТБФ и ТОФО при выпаривании обладают способностью растекаться за края мишени, что может при недостаточном опыте работы приводить к некоторым потерям. Поэтому рекомендуется наносить раствор на предварительно подогретую мишень небольшими порциями, не отнимая пипетки от мишени. В случае использования эфира органический слой весь переносился из делительной воронки в выпарительную чашечку, •испарялся досуха на водяной бане и дважды ополаскивался подкисленной водой (0,5 мл). Полученный раствор наносился на мишень и выпаривался под инфракрасной лампой.
В связи с тем что общедоступный экстрагент эфир дает относительно небольшой процент извлечения с высаливателем нитратом натрия, была проведена дополнительная серия опытов по определению химического выхода обогащенного урана с высаливателем нитратом алюминия.
Кроме того, исследовалась экстракционная способность ТБФ с применением высаливателей нитратов алюминия и аммония. Как видно из табл.3, применение нитрата алюминия повысило выход урана в эфир в среднем с 34,3 до 66,5%. При использовании в качестве экстрагента ТБФ с высали-вателями нитрата алюминия и нитрата аммония существенной разницы не обнаружено.
Анализируя представленный материал, мы видим, что при определении обогащенного урана в моче хорошие результаты получены при экстракции урана в ТБФ и ТОФО.
Ввиду того что для малорастворимых соединений урана, имеющих широкое практическое применение, допускается в суточном количестве мочи 40 пикокюри (—60 расп/мин-л), а для растворимых соединений — 200 пикокюри (—300 расп/мин-л), определение химического выхода урана производилось в пробах мочи, содержащихся от 15 до 300 расп/мин-л.
Химический выход обогащенного урана при применении ТБФ свыса-ливателями нитратами алюминия и натрия составлял в среднем 85,2—86,5%, максимально — 100%.
Рекомендуемый метод позволяет определять обогащенный уран, выводимый из организма с мочой при содержании его в теле на уровне предельно допустимой концентрации. Чувствительность метода 7—10 расп/мин.
Наличие других а-излучателей в моче может мешать определению обогащенного урана.
Содержание обогащенного урана в моче рассчитывается по формуле:
• Высаливатель Экстрагент Минимальная Максимальная Средняя т- 0 Уп
А1(Ы03)3 Эфир 53,5 70,0 66,5 3,6
№Ш3 Эфир 25,0 47,3 34,3 3,0
А1(Ы08)з ТБФ 69,4 100,0 85,2 3,4
ЫаШ3 ТБФ 70,0 100,0 86,5 2,5
ЫН4ГМОз ТБФ 55,0 73,1 63,2 2,0
X
N-К-Ь
2,2-10".а-/
кюри/проба,
где N — счет пробы за вычетом фона (в имп/мин)\ К — коэффициент пересчета, учитывающий эффективность установки; Ъ — количество экстрагента, взятого для извлечения урана (в мл)\ а — количество экстрагента, взятого для нанесения на мишень (в мл)\ / — коэффициент, учитывающий процент извлечения урана; 2,2-1012 — перевод распадов (в кюри).
Для достоверности полученных результатов при измерении необходимо добиваться одинакового расстояния от мишеней и эталона до люминофора при их обсчете, равнозначности и площадей мишени и эталона, использования постоянного эталона (желательно U234).
Остальные результаты представляются в кюри на 1 л мочи.
ЛИТЕРАТУРА
Паттон Ф. С., Гуджин Д. М., Гриффите В. Л. Ядерное горючее на основе обогащенного урана. М., 1966.—В о n i A. L., Hlth Phys., 1960, v. 2, p. 288.— Gackson S., Taylor N. В кн.: Assessment of Radioactivity in Man. Vienna, 1964, v. 1, p. 195.
Поступила 12/XII 1969 r.
ОБЗОРЫ
УДК 613-073.537(047)
ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЙ АНАЛИЗ В ГИГИЕНИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ
Канд. мед. наук Ю. В. Новиков, Ф. И. Гуров
Московский научно-исследовательский институт гигиены им. Ф. Ф. Эрисмана и Центральный
научно-исследовательский институт судебных экспертиз, Москва
Люминесцентный анализ является сейчас одним из наиболее чувствительных методов физико-химических исследований. С его помощью можно установить присутствие в исследуемом образце вещества в концентрации до 10""11 г/г. Это позволяет люминесцентному анализу конкурировать со многими физическими и физико-химическими методами, например спектральным, эмиссионным, спектрофотометрическим, полярографическим и даже радиоактивационным. От многих других методов люминесцентный анализ отличается простотой, экспрессностью, а также неизменяемостью вещества в процессе исследования.
Качественный и количественный люминесцентный анализ используется в гигиенических исследованиях для выявления некоторых загрязнений воздуха и воды, установления качества и питательной ценности пищевых продуктов, наличия посторонних химических примесей. С помощью этого метода можно обнаружить следы химических консерватов, антиокислителей, лекарственных препаратов, гормонов, пестицидов, вкусовых и ароматизирующих веществ, пищевых красителей и т. д.
При всех своих очевидных достоинствах люминесцентный метод еще не находит широкого применения в гигиенических исследованиях. Это объясняется тем, что широкие круги гигиенистов и санитарных врачей не осведомлены о конкретных возможностях метода, областях и способах его использования.
Способностью люминесцировать обладают газы и пары различных элементов (02, 12, и т. д.), соли некоторых веществ (редкоземельных элементов, ураниловых соединений), ароматические соединения (бензол, нафталин, антрацен и т. д.), растворы ряда красителей, кристаллофосфоры и многие другие вещества. Для нелюминесцирующих веществ разрабатываются специальные так называемые люминесцентные реакции, в результате которых получают соединения, обладающие люминесцентной способностью (А. А. Бабушкин и соавт.). Для того чтобы вещество начало люминесци-
