Post on 22-Dec-2019
RADIOAKTÍV STRONCIUM IZOTÓPOKMEGHATÁROZÁSA KÖRNYEZETI
MINTÁKBAN ÉSTEJBEN, NORMÁL ÉS BALESETI
KÖRÜLMÉNYEKKÖZÖTT
Groska Judit, Molnár Zsuzsa, Bokori Edit, Vajda Nóra
Radanal Kft.
Stroncium elválasztás:
1. Klasszikus módszer – Sr elválasztása csapadékképzéssel
2. Y elválasztása folyadék-folyadék extrakcióval
3. Sr elválasztása extrakciós kromatográfiával – Sr szelektív
koronaéterrel
ISO 18589-5. 2009.Measurement of radioactivity in the environment - Soil - Part
5: Measurement of strontium.
Sr gyanta
• Sr szelektív koronaéter inert hordozóra kötve• Forgalmazza: Eichrom – USA és Triskem –
Európa, Ázsia, Afrika• Költség: drága gyanta – de mintától függően
10-15 alkalommal újrahasználható
Sr oszlop:
3 g Sr gyanta 8 cm magasan oszlopba töltve• Formázás: 3 M HNO3
• Terhelés: 30 ml 3 M HNO3
• Mosás: 70 ml 3 M HNO3
• Sr elúció: 30 ml desztillált vízOszlopregenerálás: 100 ml EDTA, 100 ml desztillált víz
Alkalmazási területek:
Figyelőkutak monitorozása
Folyékony radioaktív hulladékok vizsgálata
Baleseti helyzetekben tej vizsgálata - gyors módszer
o Módosított gyors módszer
Alapmódszer
Előkoncentrálás
Sr elválasztás
Forráskészítés
Kitermelés mérés AAS-sel
Mérés
Vas hidroxid csapadék
pH 7
szűrlet
oxalát csapadék
pH 5
csapadék
Roncsolás, oldás 3 M HNO3-ban
EC Sr oszlopon (3g, 8 cm)
terhelés
mosás: 3 M HNO3
Sr elúció: desztillált víz
oxalát csapadék
pH 5
csapadék oldása 1 M HNO3-ban
AAS
Cserenkov vagy LSC
Sr
elv
álas
ztás
Sr f
orr
ásM
éré
sEl
őko
nce
ntr
álás
Alapmódszer
Talajvíz: 50-100 l
Kationcserélő
eluátum
AlapmódszerVas hidroxid csapadék
pH 7
szűrlet
oxalát csapadék
pH 5
csapadék
Roncsolás, oldás 3 M HNO3-ban
EC Sr oszlopon (3g, 8 cm)
terhelés
mosás: 3 M HNO3
Sr elúció: desztillált víz
oxalát csapadék
pH 5
csapadék oldása 1 M HNO3-ban
AAS
LSC
Elő
kon
cen
trál
ásSr
elv
álas
ztás
Sr f
orr
ásM
éré
s
Figyelőkutakmonitorozása
Folyékony radioaktívhulladékok
Feltárás
10 mg Sr hordozó
AlapmódszerVas hidroxid csapadék
pH 7
szűrlet
oxalát csapadék
pH 5
csapadék
Roncsolás, oldás 3 M HNO3-ban
EC Sr oszlopon (3g, 8 cm)
terhelés
mosás: 3 M HNO3
Sr elúció: desztillált víz
oxalát csapadék
pH 5
csapadék oldása 1 M HNO3-ban
AAS
LSC 1 és LSC 2
Sr
elv
álas
ztás
Sr f
orr
ásM
éré
s
Folyékony radioaktív
hulladék: 1-100 ml
Elő
kon
cen
trál
ás
Gyors módszerTej: 250 ml
10 mg Sr hordozó
Kationcserélő
pH 5,4; Dowex 50W-X8 (30 ml)
mosás: meleg desztillált víz
Sr elúció: 4 M NaCl
EC Sr oszlopon (3g)
terhelés
mosás: 8 M HNO3
Sr elúció: desztillált víz
Karbonát csapadék
pH 5
csapadék oldása 1 M HNO3-ban
AAS
Cserenkov és LSC
Sr
elv
álas
ztás
Sr f
orr
ásM
éré
s
Tejpor hamu:0,6 g
Feltárás
10 mg Sr, 10 mg Y hordozó
AlapmódszerVas hidroxid csapadék
pH 7
szűrlet
oxalát csapadék
pH 5
csapadék
Roncsolás, oldás 3 M HNO3-ban
EC Sr oszlopon (3g, 8 cm) EC DGA oszlopon (0,6 g 2 cm)
terhelés Effluens
mosás: 3 M HNO3 Mosó
mosás: 3 M HNO3; 0,5 M HNO3
Sr elúció: desztillált víz
Y elúció: 0,1 M HCl
oxalát csapadék
pH 5 oxalát csapadék
csapadék oldása 1 M HNO3-ban pH 5
csapadék oldása 1 M HNO3-ban
AAS
AAS
Cserenkov és LSC1 CserenkovLSC2
terhelés
Elő
kon
cen
trál
ásSr
elv
álas
ztás
Sr f
orr
ásM
éré
s
Módosított gyorsmódszer
N,N,N’,N’-tetra-n-octyldiglycolamide
DGA
N,N,N’,N’-tetra-n-octyldiglycolamide
DGA
• Háromértékű ionokra szelektív szerves extrahálószer inert hordozóra kötve
• Forgalmazza: Eichrom – USA és Triskem– Európa, Ázsia, Afrika
• Költség: gyanta – de mintától függően újrahasználható
DGA gyanta
DGA oszlop:
0,6 g Sr gyanta 2 cm magasan oszlopba töltve• Formázás: 3 M HNO3
• Terhelés: 45 ml 3 M HNO3
• Mosás: 10 ml 3 M HNO3, 5 ml 0,5 M HNO3
• Y elúció: 15 ml 0,1 M HClOszlopregenerálás: 50 ml EDTA, 50 ml desztillált víz
Módosított gyorsmódszer
Mérések a Sr forrásból:
- Sr Cserenkov közvetlenül az elválasztás után
+ koktél + pár perc
- Sr LSC1 nem sokkal az elválasztás után
+ 2 hét
- Sr LSC2 2 héttel az elválasztás után
Mérések az Y forrásból:
- Y Cserenkov közvetlenül az Y elválasztás után
Méréspárok a számításhoz:
1. Y Cserenkov – Sr Cserenkov
2. Y Cserenkov – Sr LSC1
3. Sr Cserenkov – Sr LSC1
4. Sr LSC1 - Sr LSC2
Sr elválasztás → Sr forrásY elválasztás → Y forrás
Módosított gyorsmódszer
909090908989 Y
i
Y
s
Sr
i
Sr
s
Sr
i
Sr
s
S
t AAANi
i
Sr
t
Sr
i gArA 89
0
89
i
Sr
t
Sr
i hArA 90
0
90
i
Sr
t
Y
i fAA '90
0
90
0
8989
0 gamASr
t 0
9090
0 hamASr
t )exp(1' 90 iYi tf
)'( 90
0
9090
0
9089
0
89
i
Sr
t
Y
si
Sr
t
Sr
si
Sr
t
Sr
sSr
S
i fAhAgArN
Alapegyenletek
LSC mérés:
A Sr frakció mérése
)'( 90
0
9090
0
9089
0
89
i
Sr
t
Y
si
Sr
t
Sr
si
Sr
t
Sr
sSr
S
i fAhAgArN
Alapegyenletek
LSC mérés:
A Sr frakció mérése
Cserenkov mérés:)'( 90
0
9090
0
9089
0
89
i
Sr
t
Y
Ci
Sr
t
Sr
Ci
Sr
t
Sr
CSr
C
i fAhAgArN
Az Y frakció mérése
Cserenkov mérés:
i
Sr
t
Y
CY
C
i fArN '90
0
90
jel egység érték bizonyt. rel. biz.
md g 10,12 0,01 0,00
Nt1c cps 4,83 0,03 0,01
Nt2s cps 22,26 0,06 0,00
g0 - 0,35 0,00 0,00
g1 - 0,99 0,00 0,00
g2 - 0,98 0,00 0,00
h0 - 1,00 0,00 0,00
h1 - 1,00 0,00 0,00
h2 - 1,00 0,00 0,00
f'1 - 0,13 0,00 0,00
f'2 - 0,25 0,00 0,00
εcSr89 - 0,400 0,00 0,01
εcSr90 - 0,000 0,00 -
εcY90 - 0,642 0,00 0,00
εsSr89 - 0,965 0,02 0,02
εsSr90 - 0,900 0,03 0,03
εsY90 - 0,960 0,02 0,02
rc - 0,511 0,02 0,04
rs - 0,743 0,03 0,04
aSr89 Bq kg-1 6164
aSr90 Bq kg-1 763
Paraméter
?
?
)'( 2
90
0
90
2
90
0
90
2
89
0
89
2 fAhAgArN Sr
t
Y
s
Sr
t
Sr
s
Sr
t
Sr
s
S
)'( 1
90
0
90
1
90
0
90
1
89
0
89
1 fAhAgArN Sr
t
Y
C
Sr
t
Sr
C
Sr
t
Sr
C
C
)'()'( 1
90
1
90
2
90
2
90
2
89
1
89
1
2
89
1
89
2
90
0
fhfhg
g
rNg
grN
AY
C
Sr
C
Y
s
Sr
sSr
s
Sr
C
C
Sr
s
Sr
CS
Sr
t
1
89
1
90
1
9090
0189
0
)'(
g
fhArNA
Sr
C
Y
C
Sr
C
Sr
t
CSr
t
0
8989
0 gamASr
t 0
9090
0 hamASr
t
H4 Sr Cserenkov – Sr LSC 1
jel érték bizonyt.
md 10,12 0,01
Nt1c 4,83 0,03
Nt2s 22,26 0,06
g0 0,35 0,00
g1 0,99 0,00
g2 0,98 0,00
h0 1,00 0,00
h1 1,00 0,00
h2 1,00 0,00
f'1 0,13 0,00
f'2 0,25 0,00
εcSr89 0,400 0,00
εcSr90 0,000 0,00
εcY90 0,642 0,00
εsSr89 0,965 0,02
εsSr90 0,900 0,03
εsY90 0,960 0,02
rc 0,511 0,02
rs 0,743 0,03
aSr89 6164 ?
aSr90 763 ?
Paraméter
10,13 10,12 10,12 10,12 10,12 10,12 10,12 10,12 10,12 10,12 10,12 10,12 10,12 10,12 10,12 10,12 10,12 10,12 10,12
4,83 4,86 4,83 4,83 4,83 4,83 4,83 4,83 4,83 4,83 4,83 4,83 4,83 4,83 4,83 4,83 4,83 4,83 4,83
22,26 22,26 22,31 22,26 22,26 22,26 22,26 22,26 22,26 22,26 22,26 22,26 22,26 22,26 22,26 22,26 22,26 22,26 22,26
0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35
0,99 0,99 0,99 0,99 0,99 0,99 0,99 0,99 0,99 0,99 0,99 0,99 0,99 0,99 0,99 0,99 0,99 0,99 0,99
0,98 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98
1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00
1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00
1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00
0,13 0,13 0,13 0,13 0,13 0,13 0,13 0,13 0,13 0,13 0,13 0,13 0,13 0,13 0,13 0,13 0,13 0,13 0,13
0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25
0,40 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40
0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64
0,97 0,97 0,97 0,97 0,97 0,97 0,97 0,97 0,97 0,97 0,97 0,97 0,97 0,97 0,99 0,97 0,97 0,97 0,97
0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,93 0,90 0,90 0,90
0,96 0,96 0,96 0,96 0,96 0,96 0,96 0,96 0,96 0,96 0,96 0,96 0,96 0,96 0,96 0,96 0,98 0,96 0,96
0,51 0,51 0,51 0,51 0,51 0,51 0,51 0,51 0,51 0,51 0,51 0,51 0,51 0,51 0,51 0,51 0,51 0,53 0,51
0,74 0,74 0,74 0,74 0,74 0,74 0,74 0,74 0,74 0,74 0,74 0,74 0,74 0,74 0,74 0,74 0,74 0,74 0,77
Sr-89 46 2254 20 79 0 0 0 0 0 0 0 1792 379 2 683 175 5 97702 4164
Sr-90 1 200 63 0 0 0 0 0 0 0 0 159 34 0 2119 544 16 8683 12925Residual squares:
6157 6211 6159 6155 6164 6164 6164 6164 6164 6163 6164 6121 6144 6162 6190 6177 6166 5851 6228
762 749 771 763 763 763 763 763 763 763 763 775 768 763 717 739 759 856 649
H4
328
157
Sr-89; % 0 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 0 0 1 0 0 91 4
Sr-90; % 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 9 2 0 35 52
Hozzájárulás a
bizonytalansághoz:
md N1 N2 g0 g1 g2 h0 h1 h2 f1 f2 ec89 ec90 ecY es89 es90 esY rs rc
Sr Cserenkov – Sr LSC 1
LD számítás
ISO 11929 szabvány 2009. Determination of the characteristic limits(decision threshold, detection limit and limits of the confidence interval)for measurements of ionizing radiation
jel érték bizonyt.
md 10,12 0,01
Nt1c 4,83 0,03
Nt2s 22,26 0,06
g0 0,35 0,00
g1 0,99 0,00
g2 0,98 0,00
h0 1,00 0,00
h1 1,00 0,00
h2 1,00 0,00
f'1 0,13 0,00
f'2 0,25 0,00
εcSr89 0,400 0,00
εcSr90 0,000 0,00
εcY90 0,642 0,00
εsSr89 0,965 0,02
εsSr90 0,900 0,03
εsY90 0,960 0,02
rc 0,511 0,02
rs 0,743 0,03
aSr89 6164 ?
aSr90 763
Paraméter
Sr Cserenkov – Sr LSC 1H4
0,32 0,01
6,53 0,03
44
)0()(/2 222 uyuykLLD C
)0(ukLC
65,105,0 k 44)0( u
616489 ya 328)( yu
44CL
191)89( SrLD
jel érték bizonyt. md N1 N2 g0 g1 g2 h0 h1 h2 f1 f2 ec89 ec90 ecY es89 es90 esY rs rc
md 10,12 0,01 10,13 10,12 10,12 10,12 10,12 10,12 10,12 10,12 10,12 10,12 10,12 10,12 10,12 10,12 10,12 10,12 10,12 10,12 10,12
Nt1c ? ? 0,32 0,33 0,32 0,32 0,32 0,32 0,32 0,32 0,32 0,32 0,32 0,32 0,32 0,32 0,32 0,32 0,32 0,32 0,32
Nt2s ? ? 6,53 6,53 6,56 6,53 6,53 6,53 6,53 6,53 6,53 6,53 6,53 6,53 6,53 6,53 6,53 6,53 6,53 6,53 6,53
g0 0,35 0,00 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35
g1 0,99 0,00 0,99 0,99 0,99 0,99 0,99 0,99 0,99 0,99 0,99 0,99 0,99 0,99 0,99 0,99 0,99 0,99 0,99 0,99 0,99
g2 0,98 0,00 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98
h0 1,00 0,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00
h1 1,00 0,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00
h2 1,00 0,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00
f'1 0,13 0,00 0,13 0,13 0,13 0,13 0,13 0,13 0,13 0,13 0,13 0,13 0,13 0,13 0,13 0,13 0,13 0,13 0,13 0,13 0,13
f'2 0,25 0,00 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25
εcSr89 0,400 0,00 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40
εcSr90 0,000 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
εcY90 0,642 0,00 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64
εsSr89 0,965 0,02 0,97 0,97 0,97 0,97 0,97 0,97 0,97 0,97 0,97 0,97 0,97 0,97 0,97 0,97 0,99 0,97 0,97 0,97 0,97
εsSr90 0,900 0,03 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,93 0,90 0,90 0,90
εsY90 0,960 0,02 0,96 0,96 0,96 0,96 0,96 0,96 0,96 0,96 0,96 0,96 0,96 0,96 0,96 0,96 0,96 0,96 0,98 0,96 0,96
rc 0,511 0,02 0,51 0,51 0,51 0,51 0,51 0,51 0,51 0,51 0,51 0,51 0,51 0,51 0,51 0,51 0,51 0,51 0,51 0,53 0,51
rs 0,743 0,03 0,74 0,74 0,74 0,74 0,74 0,74 0,74 0,74 0,74 0,74 0,74 0,74 0,74 0,74 0,74 0,74 0,74 0,74 0,77
aSr89 0 ? 0 24 -3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 -19 -2 0 13 2 -21 19
aSr90 763 762 756 767 763 763 763 763 763 763 763 763 763 768 763 763 739 759 769 729
Sr-89 0 562 6 0 0 0 0 0 0 0 0 0 379 2 0 175 5 421 358
Sr-90 1 50 20 0 0 0 0 0 0 0 0 0 34 0 0 544 16 37 1112
Paraméter
Residual squares:
jel érték bizonyt.
md 10,12 0,01
Nt1c ? ?
Nt2s ? ?
g0 0,35 0,00
g1 0,99 0,00
g2 0,98 0,00
h0 1,00 0,00
h1 1,00 0,00
h2 1,00 0,00
f'1 0,13 0,00
f'2 0,25 0,00
εcSr89 0,400 0,00
εcSr90 0,000 0,00
εcY90 0,642 0,00
εsSr89 0,965 0,02
εsSr90 0,900 0,03
εsY90 0,960 0,02
rc 0,511 0,02
rs 0,743 0,03
aSr89 0 ?
aSr90 763
Paraméter
H4
0,32 0,01
6,53 0,03
446164
763
Sr Cserenkov – Sr LSC 1
)0()(/2 222 uyuykLLD C
)0(ukLC
65,105,0 k 44)0( u
616489 ya 328)( yu
44CL
191)89( SrLD
Sr-90
Kutak jelzése
aBq/l
u%
LDBq/l
T 04 ≤ 9,37E-5 - 9,37E-5
T 47 ≤ 8,1 E-5 - 8,1 E-5
M 03 5,29E-3 3,1 8,1 E-5
M 08 1,49E-4 24,0 8,2 E-5
Figyelőkutak monitorozása
Sr-89 Sr-90
Hulladék jeleLD
Bq/la
Bq/lu%
LDBq/l
01TW30B003
teteje300 3180 7,2 10
02TW30B001
teteje6 66 7,6 0,14
01TW30B001
közepe250 24500 6,9 0,6
Folyékony radioaktív hulladékok
H4 Sr-89 Sr-90
Méréspároka
Bq/kgu
Bq/kgu%
LDBq/kg
aBq/kg
uBq/kg
u%
LDBq/kg
Referenciaérték 6380 626
Y Cserenkov –Sr Cserenkov
6365 270 4 139 564 40 7 17
Y Cserenkov –Sr LSC1
6917 381 6 585 564 40 7 17
Sr Cserenkov –Sr LSC1
6164 328 5 191 763 157 21 450
Sr LSC1 –Sr LSC2
6503 280 4 229 686 29 4 59
Módosított gyors módszer
ÖSSZEFOGLALÁS
Sr szelektív koronaéteren alapuló Sr elválasztásttartalmazó módszer különböző mintatípusokra jólalkalmazható csekély módosításokkal.
A Cserenkov és az LSC méréstechnika különfélekombinálásával a 89Sr és a 90Sr aktivitása változóérzékenységgel és pontossággal határozható megegymás mellett.