style="width:2.30666in;height:0.55894in" /> 本文是学习GB-T 13071-2010 地质水样 234U-238U、230Th-232Th 放射性活度比值的测定 - 萃淋树脂萃取色层分离 α 能谱法. 而整理的学习笔记,分享出来希望更多人受益,如果存在侵权请及时联系我们
本标准规定了P 萃淋树脂萃取色层分离α能谱法和CL-TBP
萃淋树脂萃取色层分离α能谱法测
定 5 L 地质水样中23U/28U,230Th/232Th 放射性活度比值的方法。
本标准适用于5 L 地质水样中23U/238U,230Th/232Th
放射性活度比值的测定。对于5 L 环境水样
中234U/238U,230Th/232Th 放射性活度比值的测定可参照使用。
测定范围：
铀：大于1.23×10-³Bq/L;
钍：大于1.23×10-³Bq/L;
230Th/232Th:不大于15。
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否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
GB/T6379 (所有部分) 测量方法与结果的准确度(正确度与精密度)
GB 9133 放射性废物的分类
GB 14500 放射性废物管理规定
3 P₃ s₀萃淋树脂萃取色层分离α能谱法
取水样一定体积，加入硝酸酸化后。加载体三氯化铁与氯化铵，用氨水调 pH
值，使铀、钍富集以氢
氧化物形式沉淀。沉淀用浓硝酸溶解，制备成上柱溶液，通过 Ps
萃取色层柱后，与其他干扰元素分离，
使铀钍纯化。用盐酸洗脱钍，再用氟化钠洗脱铀。用电沉积方法制备钍和铀的α源。分别在α能谱仪
上测量铀、钍同位素的α能谱曲线，并求得其比值。
本部分除非另有说明，在分析中均使用符合国家标准的分析纯试剂和蒸馏水或同等纯度水。
3.2.2 氯 化 铵 。
3.2.3 硝 酸 铝 [Al(NO₃)₃ ·9H₂O]。
3.2.4 酒 石 酸 。
3.2.5 氨水(p0.91 g/mL)。
3.2.6 硝酸(p1.42 g/mL)。
GB/T 13071—2010
3.2.8 盐 酸(p1.19 g/mL)。
3.2.9 高氯酸(p1.73 g/mL)。 警告—— 易爆品，小心操作!
3.2.10 无水乙醇(p0.78 g/mL)。
3.2.11 200号溶剂油。
3.2.12 P³s (甲基磷酸二甲庚酯)。
3.2.13 Fe³+ 盐溶液(20 g/L):15g 三氯化铁(FeCl₃ · 6H₂O 分析纯)溶于10
mL 盐酸(3.2.8)中，用水 稀释至 100 mL。
3.2.14 盐酸 c(HCl)3 mol/L。
3.2.15 王水(3+1):盐酸(3.2.8)3份+硝酸(3.2.6)1份。
3.2.16 氟化钠溶液(2 g/L):2g 氟化钠溶于水，稀释到1000 mL。
3.2.17 上柱液15 g 硝酸铝(3.2.3):溶于15 mL 硝酸(3.2.6)中用水稀释到100
mL。
3.2.18 洗涤液：2 g 酒石酸(3.2.4)溶于15 mL 硝酸(3.2.6)中用水稀释到100
mL。
3.2.19 P 煤油溶液：取60 mLPso(3.2. 12) 用煤油(3.2.11)稀释至100 mL。
3.2.20 铀电沉积液：称取2 g 氯化铵(3 .2 .2)和5 g 草酸铵(3.2.
1),溶解于100 mL 水中，用盐酸 (3.2.14)调 pH 值为6。
3.2.21 钍电沉积液：称取2 g 氯化铵(3 .2 .2)和5 g 草酸铵(3.2.
1),溶解于100 mL 水中，用盐酸 (3.2.8)调 pH 值为2。
3.2.22
平衡铀标准溶液：取标准平衡原生铀矿，用王水(3.2.15)加热溶解，蒸至近干，加硝酸(3.2.6)
用水溶解，并稀释至刻度，摇匀。
3.2.23
平衡钍标准溶液：取硝酸钍(已达放射性平衡),用硝酸(3.2.6)加热溶解，用水稀释至刻度，
摇匀。
3.2.24 X-5 树脂：聚二乙烯苯，粒径175μm～246μm (即60目～80目)。
3.2.25 色层柱的制备：
a) X-5 树脂的处理 — —
将树脂装入一支底部垫有玻璃纤维的大交换柱(视处理量而定体积)内，
用无水乙醇(3.2.10)洗涤，以除去残存的制孔剂，
一直洗至在承接的几滴流出液中加入一滴水
后无浑浊出现为止，抽滤，取出后，放在红外灯下或烘箱内，控制温度在80℃左右，烘至无乙醇
气味为止，装入磨口瓶内备用；
b) 制备色层柱 — — 称取10 g 干树脂(3.2.24)放入150 mL 烧杯中，加入25
mLP₃5 煤油溶液
(3.2.19)充分搅拌，在水浴上蒸至无煤油味后，将拌好的色层粉用上柱液(3.2.17)浸泡4
h 以
上，换用蒸馏水，以半浆糊状装入色层柱(3.3.9)中，柱底垫以玻璃纤维，色层粉上部压以玻璃
纤维，色层柱自滴流量为0.8 mL/min～1.0 mL/min。 新装的色层柱用15 mL 上
柱 液 (3.2.17),15mL 盐酸(3.2.14),8 mL 氟化钠(3.2.16),20 mL
水淋洗，依次反复淋洗2次~ 3次，在使用之前用15 mL
上柱液(3.2.17)平衡备用。
3.3.2 真空泵：真空度小于13 Pa。
3.3.3 ²4Am, 铀或钍α标准源。
3.3.7 电沉积槽：体积20 cm³ 左右。
3.3.9 色层柱φ7 mm×70 mm。
GB/T 13071—2010
取水样时，要使其尽量清澈，若有浑浊，应先过滤，然后立即加入硝酸(3.2.6)酸化至
pH 值为1～2。
量 取 5 L 酸化后的水样，倒入5 L 烧杯中加热煮沸，加三氯化铁溶液(3 . 2 .
13)3 mL 及 氯 化 铵
(3.2.2)15g, 充分搅拌，然后缓缓地加入氨水(3.2.5),边加边搅拌，调节 pH
值至8～9,此时有沉淀析
出，放置2 h 以上，用虹吸管吸去上层清液。
将上述沉淀用20 mL～30 mL 硝酸(3 . 2 . 6)溶解于400 mL 的烧杯中，蒸至5
mL 左右，加硝酸
(3.2.6)5 mL,氢氟酸(3.2.7)1 mL, 蒸干冒尽白烟后，用15 mL 上柱液(3.2.
17)溶解盐类，加热煮沸
后，使其通过已用上柱液(3.2. 17)平衡好的色层柱待流干后，用20 mL 上柱液(3
. 2 . 17)洗烧杯2次~ 3次，用20 mL 洗涤液(3 .2 .
18)洗色层柱2次～3次，使其铀钍纯化。然后用20 mL 盐酸(3.2. 14)洗脱
钍；用10 mL 氟化钠(3.2. 16)洗脱铀，铀钍溶液分别承接于50 mL 烧杯中。
3.5.3.1 制备铀α源
在分离纯化后的溶液中加入硝酸(3.2.6)1 mL, 高氯酸(3 . 2 .9)0 . 5 mL
放在电炉上蒸至白烟冒 尽，取下烧杯，稍冷却，加入盐酸(3.2.8)1 mL,
低温蒸干，取下烧杯，稍冷却，用10 mL 铀 电 沉 积 液
(3.2.20)溶解盐类，倒入电沉积槽(3.3.7)内，将电沉积槽移入水温约为70℃的恒温水浴箱(3.3.8)中，
接通电源(3.3.4),将电流调至1.2 A, 此时，电沉积液的 pH 值为6,当通电30
min 左 右 ，pH 值 由 6 升 到8,再由8降到2,此时加入三滴氨水(3 . 2 .
5),再延续3 min～5min 后，切断电源，取出阴极片，用水
冲洗后凉干，编好号，待测。
3.5.3.2 制备钍α源
在分离纯化后的钍溶液中加入硝酸(3.2.6)1 mL, 高氯酸(3.2.9)0.5 mL,
放在电炉上蒸至白烟冒 尽，取下烧杯，稍冷却，加入盐酸(3.2.8)1 mL,
低温蒸干，取下烧杯，稍冷却，用10 mL 钍 电 沉 积 液
(3.2.21)溶解盐类，倒入电沉积槽(3.3.7)内，将电沉积槽移入水温约为70℃的恒温水浴箱(3.3.8)中，
接通电源(3.3.4)将电流调至1.4 A, 此时，电沉积液的 pH 值为2,当通电40 min
左 右 ，pH 值 由 2 升 到 8,再由8降到2,此时，加入三滴氨水(3.2.5)再延续3
min～5min 后，切断电源，取出阴极片，用水冲洗
后凉干，编好号，待测。
3.5.4.1 工作条件的选择
3.5.4.1.1 测量能量分辨率：将2 Am 或铀或钍α源(3 .3
.3)放入多道α能谱仪探测真空室内，抽真 空、测量。按式(1)计算能量分辨率(R
以百分比表示)。
式 中 ：
E—— 能量最大或然值；
style="width:2.30666in;height:0.55894in" />
…………………………
(1)
△E—— 最大分布值之一半相应的能量宽度。
能量分辨率应小于2%。
3.5.4.1.2
确定探测器的工作电压：改变多道α能谱偏压，测出相应的能量分辨率。最佳能量分辨率
所对应的偏压为多道α能谱的工作电压。
3.5.4.2 刻度仪器
将 一 个放射性强度约为1 Bq
的铀，钍α源或其他已知能量的α源，放在多道α能谱探测真空室内，
抽真空，记录测量谱图，按表1各已知标准源的能量在能谱仪屏幕上出现的位置，即可标定出未知样品
GB/T 13071—2010
的能量及相应的核素。
表 1 铀、钍同位素的 a 射线能谱
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3.5.4.3 测量效率
将已知放射性强度的铀α源放在多道α能谱探测真空室内，抽真空，测量238U,23U
的α能谱，求出
实测计数与标准源理论计数的百分比，即为探测效率(以百分比表示),按式(2)计算。
style="width:4.76657in;height:0.59994in" /> (2)
3.5.4.4 测量全流程本底
按(3.5.
1,3.5.2,3.5.3)规定的方法，制备不少于5个空白铀、钍α源，放在多道α能谱探测真空室
内，抽真空后，测量全流程本底。测量时间应大于15 h,
取各样品计数的平均值作为全流程本底值。当
更换试剂或探测器时，应重新测量全流程本底。
3.5.4.5 测 量 样 品
首先，根据所要求的相对误差ε和样品计数率N, 按式(3)计算出测量时间 t。
style="width:0.91332in;height:0.56012in" /> (3)
然后，将待测样品的铀(或钍)α源放在多道α能谱探测真空室内，抽真空，按所确定的测量时间
t,
测量α能谱曲线，读取² U、238U,230Th、232Th 的峰面积。
将读取的峰面积扣除本底计数后，铀、钍同位素比值按式(4)和式(5)计算。
RU=23U/²8U=x/y(1±σ) (4)
RTh=230Th/232Th=x/y(1±σ) (5)
式 中 ：
234U、238U,²30Th、232Th——该同位素的峰面积；
x——234U 或230Th 的峰面积；
y——238U 或 2Th 的峰面积；
σ — — 相对标准偏差。
style="width:2.59332in;height:0.66682in" /> (6)
式中：
0x——√x;
oy √y。
本方法精密度的试验按GB/T6379
的规定进行。铀、钍的水平数均为3。各实验室的重复数为6,
GB/T 13071—2010
试验结果见表2。
表 2 精密度
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4 CL-TBP 萃淋树脂萃取色层分离α能谱法
用氢氧化铁吸附水中铀和钍，用5 mol/L 硝酸溶解过滤，用 CL-TBP
萃淋树脂分离铀和钍，把铀和
钍分别电沉积在不锈钢片上，用多道α能谱仪测量。
本部分除非另有说明，在分析中均使用符合国家标准的分析纯试剂和蒸馏水或同等纯度水。
4.2.3 浓硝酸(p1.42g/mL)。
4.2.4 氨水(p0.91g/mL)。
4.2.5 高氯酸(p1.73 g/mL)。 警告—— 易爆品，小心操作!
4.2.6 盐酸c(HCl)6 mol/L。
4.2.7 盐酸 c(HCl)2 mol/L。
4.2.8 硝酸c(HNO₃)5 mol/L。
4.2.9 Fe³+ 盐溶液(20 g/L):15g 三氯化铁(FeCl₃ · 6H₂O 分析纯)溶于10 mL
盐酸(4.2.6)中，用水 稀释至100 mL。
4.2.10 碳酸钠溶液50 g/L。
4.2.11 氯化铵溶液1 g/L。
4.2.12 铀电沉积液：称取2 g 氯化铵(4.2.2)和5 g 草酸铵(4.2.
1),溶解于100 mL 水中，用盐酸 (4.2.7)调 pH 值为6。
4.2.13 钍电沉积液：称取2 g 氯化铵(4.2.2)和5 g
草酸铵(4.2.1),溶解于100 mL 水中，用盐酸 (4.2.6)调 pH 值为2。
4.2.14 CL-TBP 萃淋树脂：粒度140 μm～246μm(60 目～120目)。
4.2.15 精密 pH 值试纸。
4.2.16 色层柱的制备：称取一定量的 CL-TBP
萃淋树脂，在碳酸钠溶液(4.2.10)中浸泡1 h, 湿法上
柱，用蒸馏水洗至中性，用硝酸(4.2.8)平衡后使用。
GB/T 13071—2010
4.3.2 真空泵：真空度小于13 Pa。
4.3.3 标准α源，² Am、铀或钍。
4.3.7 电沉积槽：体积20 cm³ 左右。
4.3.9 色层柱，φ7 mm×70 mm。
取水样时，要使其尽量清澈。若有浑浊，应先过滤，然后立即加入硝酸(4.2.3)酸化至
pH 值 为
1～2。
将酸化后的5 L 水样加三氯化铁溶液(4.2.9)10 mL 和氯化铵(4.2.4)10 g,
加热至沸，取下，用氨 水(14.4)调 pH 值9～10,沉淀放置1 h
以上。用虹吸管吸去上层清液，剩余部分用滤纸过滤，用氯化铵
溶液(4.2.11)洗烧杯一次，洗沉淀两次，将上述沉淀用滤纸包好，送室内进一步处理。
用硝酸(4.2.8)溶解沉淀，再过滤，弃去残渣，溶液分两次上柱(4.3.9),等试液全部流完后，用
30mL 硝酸(4.2.8)分四次淋洗杂质，然后用12 mL
盐酸(4.2.6)洗脱钍，收集在50 mL 小烧杯中，再用
12mL 水洗脱铀于另一50 mL 的烧杯中。
4.5.3.1 制备铀α源
在分离纯化后的溶液中加入硝酸(4.2.3)1 mL, 高氯酸(4.2.5)0.5 mL
放在电炉上蒸至白烟冒 尽，取下烧杯，稍冷却，加入盐酸(4.2.6)1 mL,
低温蒸干，取下烧杯，稍冷却，用10 mL 铀电沉积液
(4.2.12)溶解盐类，倒入电沉积槽(4.3.7)内，将电沉积槽移入水温约为70℃的恒温水浴箱(4.3.8)中，
接通电源(4.3.4),将电流调至1.2 A, 此时，电沉积液的 pH 值为6,当通电30
min 左右，pH 值 由 6 升 到8,再由8降到2,此时加入三滴氨水(4.2.4),再延续3
min～5 min 后，切断电源，取出阴极片，用水
冲洗后凉干，编好号，待测。
4.5.3.2 制备钍α源
在分离纯化后的钍溶液中加入硝酸(4.2.3)1 mL, 高氯酸(4.2.5)0.5 mL,
放在电炉上蒸至白烟冒 尽，取下烧杯，稍冷却，加入盐酸(4.2.6)1 mL,
低温蒸干，取下烧杯，稍冷却，用10 mL 钍电沉积液溶解
盐类，倒入电沉积槽(4.3.7)内，将电沉积槽移入水温约为70℃的恒温水浴箱(4.3.8)中，接通电源
(4.3.4)将电流调至1.4 A, 此时，电沉积液的pH 值为2,当通电40 min 左右，pH
值由2升到8,再由 8降到2,此时，加入三滴氨水(4.2.4)再延续3 min～5min
后，切断电源，取出阴极片，用水冲洗后凉
干，编好号，待测。
4.5.4.1 工作条件的选择
4.5.4.1.1 测量能量分辨率：将24Am 或铀，t
钍α源(4.3.3)放在多道α能谱探测真空室内，抽真空、
测量。按式(7)计算能量分辨率(R 以百分比表示)。
style="width:2.27992in;height:0.5599in" /> (7)
式中：
E—— 能量最大或然值；
GB/T 13071—2010
△E— 最大分布值之 一
半相应的能量宽度。
能量分辨率应小于2%。
4.5.4.1.2
确定探测器的工作电压：改变多道α能谱偏压电源的电压，测出相应的能量分辨率。最佳
能量分辨率所对应的偏压为多道α能谱的工作电压。
4.5.4.2 刻度仪器
将 一 个放射性强度约为1 Bq
的铀，钍α源或其他已知能量的α源。放在多道α能谱探测真空室
内，抽真空，测量α能谱，按表3各已知标准源的能量在能谱仪屏幕上出现的位置，即可标定出未知样品
的能量及相应的核素。
表 3 铀，钍同位素的α射线能谱
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| 238 U |
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| 232 Th |
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4.5.4.3 测量效率
将已知放射性强度的铀α源放在多道α能谱探测真空室内，抽真空，测量23U,23U
的α能谱，求出
实测计数与标准源理论计数的百分比，即为探测效率(以百分比表示),按式(8)计算。
style="width:4.76673in;height:0.60676in" /> (8)
4.5.4.4 测量全流程本底
按(4.5.
1,4.5.2,4.5.3)规定的方法，制备不少于5个空白铀、钍α源，放在多道α能谱探测真空
室内，抽真空后，测量全流程本底。测量时间应大于15 h,
取各样品计数的平均值作为全流程本底值。
当更换试剂或探测器时，应重新测量全流程本底。
4.5.4.5 测量样品
首先，根据所要求的相对误差ε和样品计数率N, 按式(9)计算出测量时间t。
style="width:0.91993in;height:0.56012in" /> (9)
然后，将待测样品的铀(或钍)α源放在α探测真空室内，抽真空，按所确定的测量时间
t, 测 量 α 能
谱曲线，读取23U 、238U,230Th 、232Th 的峰面积。
将读取的峰面积扣除本底计数后，铀、钍同位素比值按式(10)和式(11)计算。
RU=3U/²38U=x/y(1±σ) (10)
RTh=230Th/232Th=x/y(1±σ) (11)
式中：
234U、238U,230Th、232Th 该同位素的峰面积；
x— 234U 或230Th 的峰面积；
y——238U 或23Th 的峰面积；
σ— 相对标准偏差。
style="width:2.82665in" />
GB/T 13071—2010
4.7 精密度 |
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的规定进行，铀、钍的水平数均为3。各实验室的重复数为6,
表 4 精密度
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严格依据 GB 9133 和 GB14500 对实验过程的样品和残液、渣进行处理。
style="width:4.16666in;height:1.8733in" />
GB/T 13071-2010
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书号：155066 · 1-41035
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