1 主題內(nèi)容與適用范圍

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了水中碘-131含量的分析方法。

本標(biāo)準(zhǔn)適用于有關(guān)核設(shè)施、同位家生產(chǎn)和應(yīng)用單位在正常運(yùn)行和事故情況下環(huán)境水中碘-131的分析。

本方法對β放射性的探測下限為3×10^-3Bq／L和對γ放射性的探測下限為4×10^-3Bq／L。對¹⁰⁶Ru-¹⁰⁶Rh核素和總裂片的去污系數(shù)在1.2×10⁵以上。

2 方法提要

水樣品中，碘-131用強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂濃集、次氯酸鈉解吸、四氯化碳萃取、亞硫酸氫鈉還原。水反萃，制成碘化銀沉淀源。用低本底β測量裝置或低本底γ譜儀測量。

3 試劑和材料

所用試劑，除特別注明者外，均使用符合國家標(biāo)準(zhǔn)的分析純試劑和蒸餾水或同等純度的水。

3.1 碘載體溶液，

3.1.1 配制：

溶解13.070g碘化鉀于蒸餾水中，轉(zhuǎn)入1L容量瓶。加少許無水碳酸鈉，稀釋至刻度。碘的濃度為10mg／mL。

3.1.2 標(biāo)定：

在6個(gè)100mL燒杯中，分別用移液管吸取5mL碘載體溶液(3.1.1)，加50mL蒸餾水，攪拌下滴加濃硝酸(3.10)，溶液呈金黃色，加10mL硝酸銀溶液(3.6)。加熱至微沸，冷卻后用G4玻璃砂坩堝抽濾。依次用5mL水和5mL無水乙醇各洗三次。在烘箱內(nèi)110℃下烘干，冷卻后稱重。計(jì)算碘的濃度。

3.2 ¹³¹I參考溶液：核純；

3.3 次氯酸鈉溶液(NaClO)：活性氯含量為2.6％；

3.4 四氯化碳(CCl₄)：99.5％；

3.5 鹽酸羥胺溶液：c(NH₂OH·HCl)＝3mol／L；

3.6 硝酸銀溶液(AgNO₃)：1％(m／m)；

3.7 亞硫酸氫鈉溶液(NaHSO₃)：5％(m／m)；

3.8 氫氧化鈉溶液(NaOH)：5％(m／m)；

3.9 氫氧化鈉溶液：c(NaOH)＝1mol／L；

3.10 硝酸(HNO₃)：ρ＝1.40g／mL；

3.11 鹽酸：c(HCl)＝1mol／L。

3.12 離子交換樹脂：

3.12.1 樹脂型號：3.12.1.1 201×7Cl^－型陰離子交換樹脂，40～60目；3.12.1.2 251×8Cl^-型陰離子交換樹脂，40～60目。

3.12.2 樹脂處理：

將新樹脂于蒸餾水中浸泡2h，洗滌并除去漂浮在水面的樹脂。用5％NaOH(3.8)浸泡16h，棄NaOH溶液。蒸餾水洗滌樹脂至中性。再用HCl(3.11)浸泡2h后，棄HCl溶液，樹脂轉(zhuǎn)為Cl－型。用蒸餾水洗至中性。

3.12.3 樹脂裝柱：

將樹脂(3.12.1)裝入玻璃交換柱中(4.3)，柱床高10.4cm，柱的上下端用少量聚四氟乙烯細(xì)絲填塞。再用20mL蒸餾水洗柱。

3.12.4 樹脂再生：

用50mL蒸餾水格樹脂洗至中性。再用50mL 1mol／LHCl以1mL／min的流串通過樹脂柱，樹脂轉(zhuǎn)為Cl-型。*后用蒸餾水洗至中性。

4 儀器和設(shè)備

4.1 低本底β測量裝置：對銫-137平面源測量100min，置信度為95％時(shí)，*小探測限0.05Bq；

4.2 低本底γ譜儀或γ測量裝置：對單一的銫-137薄源測量1000min，置信度為95％時(shí)，*小探測限0.1Bq；

4.3 玻璃交換柱：見附錄A(補(bǔ)充件)中圖A1；

4.4 分析天平：感量0.1mg；

4.5 高頻熱合機(jī)；

4.6 玻璃可拆式漏斗：見附錄A(補(bǔ)充件)中圖A2；

4.7 不銹鋼壓源模具：見附錄A(補(bǔ)充件)中圖A3；

4.8 封源銅圈：見附錄A(補(bǔ)充件)中圖A4。

5 采樣與樣品制備

5.1 取樣：按國家有關(guān)水質(zhì)取樣規(guī)定執(zhí)行。

5.2 試樣制備：將10L環(huán)境水樣品于20L聚乙烯塑料桶中，調(diào)pH為6.5～7.0，經(jīng)澄清后，取上清液。

6 分析步驟

6.1 吸附

在試樣中(5.2)加入20mg碘載體。以100～120mL／min流速通過離子交換柱(3.2.3)，用蒸餾水洗柱。

6.2 解吸

用60mLNaClO(3.3)解吸液，流速為0.5mL／min解吸，解吸液轉(zhuǎn)入250mL分液漏斗中。

6.3 萃取

向分液漏斗中加入20mL四氯化碳(3.4)，6mL鹽酸羥胺(3.5)和5mL硝酸(3.10)，振蕩2min

(注意放氣)，四氯化碳呈紫色。靜置分相，有機(jī)相轉(zhuǎn)移到100mL分液漏斗中。用15mL和5mL四氯化碳分別進(jìn)行第二次、第三次萃取。各振蕩2min，靜置后合并有機(jī)相。

6.4 水洗

用等體積蒸餾水洗滌有機(jī)相，振蕩2min，靜置分相，有機(jī)相轉(zhuǎn)入另一個(gè)分液漏斗中，棄水相。

6.5 反萃

在有機(jī)相中加等體積的蒸鎦水，加亞硫酸氫鈉溶液(3.7)8滴。振蕩2min(注意放氣)。紫色消退，靜置分相，棄有機(jī)相。水相移入100mL燒杯中。

6.6 沉淀

將上述燒杯加熱至微沸，除凈剩余的四氮化碳。冷卻后，在攪拌下滴加濃硝酸(3.10)，當(dāng)溶液呈金黃色時(shí)，立即加入6mL硝酸銀溶液(3.6)。加熱至微沸，取下冷卻至室溫。

6.7 制源

將碘化銀沉淀轉(zhuǎn)入墊有已恒重濾紙的玻璃可拆式漏斗(4.6)抽濾。用蒸餾水和乙醇各洗三次。取下載有沉淀的濾紙，放上不銹鋼壓源模具(4.7)，置烘箱中，于110℃烘干15min。在干燥器中冷卻后稱重。計(jì)算化學(xué)產(chǎn)額。

6.8 封源

將沉淀源夾在兩層質(zhì)量厚度為3mg／cm2的塑料膜中間，放好封源銅圈(4.8)。將高頻熱合機(jī)刀(4.5)壓在封源銅圈上。加熱5s，粘牢后取下樣品源，剪齊外緣，待測。

6.9 測量和計(jì)算

6.9.1 β測量

6.9.1.1 繪制自吸收曲線

取0.1mL適當(dāng)活度的碘-131參考溶液(3.2)滴在不銹鋼盤內(nèi)。加1滴堿溶液(3.9)，使其慢慢烘干，制成與樣品測定條件一致的薄源。在低本底β測量裝置(4.1)上測量，其放射性活度為IO。

取6個(gè)100mL燒杯分別加入0.5，1.0，1.5，2.0，2.5，3.0mL碘載體溶液(3.1.1)。各加入0.1mL碘-131參考溶液(3.2)，按6.7～6.8操作制源。將薄源和制備的6個(gè)沉淀源，同時(shí)在低本底β測量裝置上測定放射性活度。各源的放射性活度經(jīng)化學(xué)產(chǎn)額校正為I，以IO為標(biāo)準(zhǔn)，求出不同樣品厚度的碘化銀沉淀源I的自吸收系數(shù)E。然后，以自吸收系數(shù)為縱坐標(biāo)，以碘化銀沉淀源質(zhì)量厚度為橫坐標(biāo)，在方格坐標(biāo)紙上繪制自吸收標(biāo)準(zhǔn)曲線。

6.9.1.2 儀器探測效率

用已知準(zhǔn)確活度的銫-137參考溶液制備薄源用于測定β探測效率。

6.9.1.3 計(jì)算

用公式(1)計(jì)算試樣中碘-131放射性濃度：

式中：A_β——131I放射性濃度，Bq／L；

N_c——試樣測得的計(jì)數(shù)率，計(jì)數(shù)／s；

N_b——試樣空白的本底計(jì)數(shù)率，計(jì)數(shù)／s；

η_β——β探測效率；

E——¹³¹I的自吸收系數(shù)；

Y——化學(xué)產(chǎn)額；

t——采樣到測量的時(shí)間間隔；

V——所測試樣的體積，L；

λ——¹³¹I的衰變常數(shù)。

6.9.2 λ測量

用低本底λ譜儀(4.2)測量0.364MeV全能峰的計(jì)數(shù)率。水中碘-131放射性濃度計(jì)算公式(2)如下：

式中：Ar——¹³¹I放射性濃度，Bq兒；

N_c——0.364MeV全能峰的計(jì)數(shù)率，計(jì)數(shù)／s；

N_b——0.364MeV全能峰下相應(yīng)的本底計(jì)數(shù)率，計(jì)數(shù)／s；

η_r——譜儀對0.364MeV左右(φ20平面薄膜源)全能峰的探測效率；

K——0.364MeV全能峰的分支比。

6.10 空白試驗(yàn)

每當(dāng)更換試劑時(shí)，必須進(jìn)行空白試驗(yàn)，樣品數(shù)不能少于6個(gè)。取量10L蒸餾水于10L下口瓶中。按5.1～6.8條操作，并計(jì)算空白試樣平均計(jì)數(shù)率和標(biāo)準(zhǔn)偏差。

7 精密度

本精密度數(shù)據(jù)是在1989年4月至10月，由3個(gè)實(shí)驗(yàn)室對4個(gè)水平的試樣所做的實(shí)驗(yàn)確定的。每個(gè)實(shí)驗(yàn)室對4個(gè)水乎各做四個(gè)平行測試樣品。

精密度測試結(jié)果 Bq