4.1. Анализ неодима или его окиси
Определение содержания окисей лантана, празеодима, самария и европия
Концентрат примесей получают в экстракционно-хроматографической колонке N 1. Колонка заполнена сорбентом (25 г силикагеля с размером зерна 0,06-0,07 мм+15 см
100%-ной Д2ЭГФК, свободный объем сорбента 40 см).
Навеску металлического неодима массой 0,022 г или 0,025 г его окиси помещают в кварцевую бюксу, предварительно прокипяченную в концентрированной соляной кислоте, промытую дистиллированной водой, спиртом, эфиром и высушенную. Бюксу закрывают крышкой и упаковывают в алюминиевую фольгу. На полоски из обеззоленного фильтра ("синяя лента") размером 5х15 мм накапывают по 0,1 см стандартных растворов лантана, празеодима, самария и европия (каждый раствор накапывают на отдельную полоску); после накапывания каждой капли полоску высушивают над электроплиткой. Высушенные полоски с нанесенными на них стандартными растворами (образцы сравнения) заворачивают раздельно в алюминиевую фольгу.
Пробу и образцы сравнения (ОС) маркируют, помещают в один алюминиевый пенал (блочок), предварительно промытый ацетоном или этиловым спиртом, и облучают в ядерном реакторе в течение 20 ч потоком нейтронов 1,2·10
нейтр/см
·с. Транспортировка облученных проб и образцов сравнения осуществляется в свинцовых транспортных контейнерах типа КЛ (КЛ-80, КЛ-150) на специальной машине.
Кварцевую бюксу с облученной анализируемой пробой помещают за защитный экран из свинцовых кирпичей и просвинцованного стекла. Пинцетом удаляют алюминиевую фольгу, открывают крышку и растворяют облученную пробу в горячей 7 моль/дм соляной кислоте. Раствор капилляром переносят в стакан вместимостью 50 см. Бюксу промывают горячей 7 моль/дм соляной кислотой 3-4 раза. Промывные растворы переносят капилляром в тот же стакан. Раствор упаривают почти досуха; хлориды РЗЭ растворяют в 2 см 0,1 моль/дм соляной кислоты и пропускают через экстракционно-хроматографическую колонку N 1, предварительно промытую 0,1 м соляной кислотой. Техника работы на колонке по разд.3 ГОСТ 23862.7-79.
Стакан, в котором содержался раствор пробы, промывают 5 см 0,1 моль/дм соляной кислоты. Промывной раствор пропускают через колонку. Первые 40 см элюата (включая объем пробы и промывного раствора) собирают в мерный цилиндр вместимостью 50 см, далее элюат собирают в бюксы вместимостью 18 см порциями по 5 см и определяют наличие натрия-24 в каждой порции измерением радиоактивности раствора на полупроводниковом гамма-спектрометре в течение 1-5 мин (см. п.4.3). Отсутствие в контролируемой порции натрия-24 при измерении в течение 5 мин указывает на полное его элюирование из колонки.
После полного элюирования натрия-24 через колонку пропускают 0,3 моль/дм соляную кислоту и собирают 70 см элюата в мерный цилиндр вместимостью 100 см (основная фракция лантана). Элюат собирают в бюксы вместимостью 18 см порциями по 5 см и определяют наличие лантана-140 в каждой порции измерением радиоактивности раствора на гамма-спектрометре в течение 1-5 мин. Отсутствие в контролируемой порции лантана-140 при измерении в течение 5 мин указывает на полное его элюирование из колонки. Порции элюата, содержащие лантан-140, добавляют к основной фракции лантана-140 (в мерном цилиндре), упаривают в стеклянном испарителе до объема 10-15 см, переносят в бюксу, вместимостью 18 см и упаривают до объема 1 см (фракция лантана).
После полного элюирования лантана через колонку пропускают 0,5 моль/дм соляную кислоту и собирают 70 см элюата в мерный цилиндр вместимостью 100 см (основная фракция празеодима и неодима). Далее элюат собирают в бюксы вместимостью 18 см порциями по 5 см, в каждой из которых определяют наличие неодима-147 и прометия-147 измерением радиоактивности раствора на гамма-спектрометре в течение 1-5 мин. Контроль проводят по фотопику (
91 кэВ). Вторичное увеличение высоты этого фотопика свидетельствует о появлении в контролируемой порции прометия. Порции элюата, не содержащие прометий, добавляют к основной фракции празеодима и неодима в мерном цилиндре, упаривают в испарителе до объема 10-15 см, переносят в бюксу вместимостью 18 см и упаривают до объема 1 см (фракция празеодима-неодима).
После появления в элюате прометия следующие 150 см элюата собирают в стакан вместимостью 200 см. Далее элюат собирают в бюксы вместимостью 18 см порциями по 5 см, в каждой из которых определяют наличие прометия измерением радиоактивности раствора на гамма-спектрометре в течение 1-5 мин. Порции, содержащие прометий, объединяют с основной порцией прометия и удаляют как радиоактивные отходы в соответствии с правилами ОСП-72.
После полного элюирования прометия через колонку пропускают 0,8 моль/дм соляную кислоту и собирают 70 см элюата в мерный цилиндр вместимостью 100 см (основная фракция самария-153). Далее элюат собирают в бюксы вместимостью 18 см порциями по 5 см, в каждой из которых определяют наличие самария-153 измерением радиоактивности раствора на гамма-спектромере в течение 1-5 мин. Порции элюата, содержащие самарий-153, добавляют к основной фракции самария-153 (в мерном цилиндре), упаривают в испарителе до объема 10-15 см, переносят в бюксу вместимостью 18 см и упаривают до объема 1 см (фракция самария).
Далее через колонку пропускают 1,2 моль/дм соляную кислоту и собирают 70 см элюата в мерный цилиндр вместимостью 100 см (основная фракция европия). Затем элюат собирают в бюксы вместимостью 18 см порциями по 5 см, в каждой из которых определяют наличие европия-152 и 152
измерением радиоактивности раствора на гамма-спектрометре в течение 1-5 мин. Порции элюата, содержащие европий-152 и 152, добавляют к основной фракции европия в мерном цилиндре, упаривают в испарителе до объема 10-15 см, переносят в бюксу вместимостью 18 см и упаривают до объема 1 см (фракция европия).
После полного элюирования европия через колонку пропускают 300 см 7 моль/дм соляной кислоты и 50 см 0,1 моль/дм соляной кислоты. Элюаты удаляют как радиоактивные отходы.
Облученные образцы сравнения освобождают от алюминиевой фольги за защитным экраном из свинцовых кирпичей и просвинцованного стекла, помещают каждый в отдельную стеклянную бюксу вместимостью 18 см, приливают по 0,5 см горячей концентрированной азотной кислоты и после разрушения бумаги добавляют по 0,5 см дистиллированной воды.
Фракции лантана, празеодима-неодима, самария, европия и образцы сравнения измеряют на полупроводниковом гамма-спектрометре (
см. п.4.3).
4.2. Анализ гадолиния или его окиси
Определение содержания европия
Фракцию европия получают в экстракционно-хроматографической колонке N 2. Колонка заполнена сорбентом (12,5 г силикагеля с размером зерна 0,06-0,07 мм+7,5 см 100%-ной Д2ЭГФК, свободный объем сорбента 20 см).
Навеску металлического гадолиния массой 0,0009 г или 0,001 г его окиси взвешивают на специальных микроаналитических весах, помещают в кварцевую бюксу, предварительно прокипяченную в концентрированной соляной кислоте, промытую дистиллированной водой, спиртом, эфиром и высушенную. Бюксу закрывают крышкой и упаковывают в алюминиевую фольгу. На полоску из обеззоленного фильтра ("синяя лента") размером 5х15 мм накапывают 0,1 см стандартного раствора европия. После накапывания каждой капли раствора фильтр высушивают над электроплиткой. Высушенный фильтр с нанесенным на него стандартным раствором европия, заворачивают в алюминиевую фольгу (образец сравнения). Пробу и образец сравнения маркируют, помещают в один алюминиевый пенал (блочок), предварительно промытый ацетоном или этиловым спиртом, и облучают в ядерном реакторе в течение 20 ч потоком нейтронов (1-3)·10 нейтр/см·с. Транспортировка облученной пробы и образца сравнения, в соответствии с требованиями ОСП-72, осуществляется в свинцовых транспортных контейнерах типа КЛ (КЛ-80, КЛ-150) на специальной машине.
Кварцевую бюксу с облученной анализируемой пробой помещают за защитный экран из свинцовых кирпичей и просвинцованного стекла. Пинцетом удаляют алюминиевую фольгу, открывают крышку и растворяют облученную пробу в горячей 7 моль/дм соляной кислоте. Раствор капилляром переносят в стакан вместимостью 50 см. Бюксу промывают горячей 7 моль/дм соляной кислотой 3-4 раза. Промывные растворы переносят капилляром в тот же стакан. Раствор упаривают почти досуха, хлориды РЗЭ растворяют в 2 см 0,1 моль/дм соляной кислоты и пропускают через экстракционно-хроматографическую колонку N 2, предварительно промытую 0,1 моль/дм соляной кислотой. Техника работы на колонке по разд.3 ГОСТ 23862.7-79.
Стакан, в котором содержался раствор пробы, промывают 5 см 0,1 моль/дм соляной кислоты. Промывной раствор пропускают через колонку. Первые 40 см элюата (включая объем пробы и промывного раствора) собирают в мерный цилиндр вместимостью 50 см, далее элюат собирают в бюксы вместимостью 18 см порциями по 5 см и определяют наличие натрия-24 в каждой порции измерением радиоактивности раствора на полупроводниковом гамма-спектрометре в течение 1-5 мин. Отсутствие в контролируемой порции натрия-24, при измерении в течение 5 мин, указывает на полное его элюирование из колонки.
После полного элюирования натрия-24 через колонку пропускают 1 моль/дм соляную кислоту; 40 см элюата отбрасывают, затем элюат собирают в бюксы вместимостью 18 см порциями по 3 см и определяют в каждой порции наличие европия-152 и 152 измерением радиоактивности раствора на полупроводниковом гамма-спектрометре в течение 1-5 мин. При наличии в контролируемой порции европия-152 и 152 30 см элюата собирают в мерный цилиндр вместимостью 100 см (основная фракция европия). Затем элюат собирают в бюксы вместимостью 18 см порциями по 3 см и определяют в каждой порции наличие европия-152 и 152 измерением радиоактивности раствора на гамма-спектрометре. Все порции, содержащие европий-152 и 152, добавляют к основной порции европия (в мерном цилиндре), упаривают в стеклянном испарителе до объема 10-15 см, переносят в бюксу вместимостью 18 см и упаривают до объема 1 см (фракция европия).
Далее через колонку пропускают 150 см 7 моль/дм соляной кислоты и 25 см 0,1 моль/дм соляной кислоты. Элюаты отбрасывают.
Облученный образец сравнения освобождают от алюминиевой фольги за защитным экраном из свинцовых кирпичей и просвинцованного стекла, помещают в стеклянную бюксу вместимостью 18 см, приливают 0,5 см горячей концентрированной азотной кислоты и после разрушения бумаги добавляют 0,5 см дистиллированной воды. Фракцию европия и образец сравнения измеряют на полупроводниково
м гамма-спектрометре (см. п.4.3).
4.3. Измерение радиоактивности
