水中碘-131的分析方法

1 主题内容与适用范围

本标准规定了水中碘-131含量的分析方法。

本标准适用于有关核设施、同位家生产和应用单位在正常运行和事故情况下环境水中碘-131的分析。

本方法对β放射性的探测下限为3×10^-3Bq／L和对γ放射性的探测下限为4×10^-3Bq／L。对¹⁰⁶Ru-¹⁰⁶Rh核素和总裂片的去污系数在1.2×10⁵以上。

2 方法提要

水样品中，碘-131用强碱性阴离子交换树脂浓集、次氯酸钠解吸、四氯化碳萃取、亚硫酸氢钠还原。水反萃，制成碘化银沉淀源。用低本底β测量装置或低本底γ谱仪测量。

3 试剂和材料

所用试剂，除特别注明者外，均使用符合国家标准的分析纯试剂和蒸馏水或同等纯度的水。

3.1 碘载体溶液，

3.1.1 配制：

溶解13.070g碘化钾于蒸馏水中，转入1L容量瓶。加少许无水碳酸钠，稀释至刻度。碘的浓度为10mg／mL。

3.1.2 标定：

在6个100mL烧杯中，分别用移液管吸取5mL碘载体溶液(3.1.1)，加50mL蒸馏水，搅拌下滴加浓硝酸(3.10)，溶液呈金黄色，加10mL硝酸银溶液(3.6)。加热至微沸，冷却后用G4玻璃砂坩埚抽滤。依次用5mL水和5mL无水乙醇各洗三次。在烘箱内110℃下烘干，冷却后称重。计算碘的浓度。

3.2 ¹³¹I参考溶液：核纯；

3.3 次氯酸钠溶液(NaClO)：活性氯含量为2.6％；

3.4 四氯化碳(CCl₄)：99.5％；

3.5 盐酸羟胺溶液：c(NH₂OH·HCl)＝3mol／L；

3.6 硝酸银溶液(AgNO₃)：1％(m／m)；

3.7 亚硫酸氢钠溶液(NaHSO₃)：5％(m／m)；

3.8 氢氧化钠溶液(NaOH)：5％(m／m)；

3.9 氢氧化钠溶液：c(NaOH)＝1mol／L；

3.10 硝酸(HNO₃)：ρ＝1.40g／mL；

3.11 盐酸：c(HCl)＝1mol／L。

3.12 离子交换树脂：

3.12.1 树脂型号：3.12.1.1 201×7Cl^－型阴离子交换树脂，40～60目；3.12.1.2 251×8Cl^-型阴离子交换树脂，40～60目。

3.12.2 树脂处理：

将新树脂于蒸馏水中浸泡2h，洗涤并除去漂浮在水面的树脂。用5％NaOH(3.8)浸泡16h，弃NaOH溶液。蒸馏水洗涤树脂至中性。再用HCl(3.11)浸泡2h后，弃HCl溶液，树脂转为Cl－型。用蒸馏水洗至中性。

3.12.3 树脂装柱：

将树脂(3.12.1)装入玻璃交换柱中(4.3)，柱床高10.4cm，柱的上下端用少量聚四氟乙烯细丝填塞。再用20mL蒸馏水洗柱。

3.12.4 树脂再生：

用50mL蒸馏水格树脂洗至中性。再用50mL 1mol／LHCl以1mL／min的流串通过树脂柱，树脂转为Cl-型。最后用蒸馏水洗至中性。

4 仪器和设备

4.1 低本底β测量装置：对铯-137平面源测量100min，置信度为95％时，最小探测限0.05Bq；

4.2 低本底γ谱仪或γ测量装置：对单一的铯-137薄源测量1000min，置信度为95％时，最小探测限0.1Bq；

4.3 玻璃交换柱：见附录A(补充件)中图A1；

4.4 分析天平：感量0.1mg；

4.5 高频热合机；

4.6 玻璃可拆式漏斗：见附录A(补充件)中图A2；

4.7 不锈钢压源模具：见附录A(补充件)中图A3；

4.8 封源铜圈：见附录A(补充件)中图A4。

5 采样与样品制备

5.1 取样：按国家有关水质取样规定执行。

5.2 试样制备：将10L环境水样品于20L聚乙烯塑料桶中，调pH为6.5～7.0，经澄清后，取上清液。

6 分析步骤

6.1 吸附

在试样中(5.2)加入20mg碘载体。以100～120mL／min流速通过离子交换柱(3.2.3)，用蒸馏水洗柱。

6.2 解吸

用60mLNaClO(3.3)解吸液，流速为0.5mL／min解吸，解吸液转入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盐酸羟胺(3.5)和5mL硝酸(3.10)，振荡2min

(注意放气)，四氯化碳呈紫色。静置分相，有机相转移到100mL分液漏斗中。用15mL和5mL四氯化碳分别进行第二次、第三次萃取。各振荡2min，静置后合并有机相。

6.4 水洗

用等体积蒸馏水洗涤有机相，振荡2min，静置分相，有机相转入另一个分液漏斗中，弃水相。

6.5 反萃

在有机相中加等体积的蒸镏水，加亚硫酸氢钠溶液(3.7)8滴。振荡2min(注意放气)。紫色消退，静置分相，弃有机相。水相移入100mL烧杯中。

6.6 沉淀

将上述烧杯加热至微沸，除净剩余的四氮化碳。冷却后，在搅拌下滴加浓硝酸(3.10)，当溶液呈金黄色时，立即加入6mL硝酸银溶液(3.6)。加热至微沸，取下冷却至室温。

6.7 制源

将碘化银沉淀转入垫有已恒重滤纸的玻璃可拆式漏斗(4.6)抽滤。用蒸馏水和乙醇各洗三次。取下载有沉淀的滤纸，放上不锈钢压源模具(4.7)，置烘箱中，于110℃烘干15min。在干燥器中冷却后称重。计算化学产额。

6.8 封源

将沉淀源夹在两层质量厚度为3mg／cm2的塑料膜中间，放好封源铜圈(4.8)。将高频热合机刀(4.5)压在封源铜圈上。加热5s，粘牢后取下样品源，剪齐外缘，待测。

6.9 测量和计算

6.9.1 β测量

6.9.1.1 绘制自吸收曲线

取0.1mL适当活度的碘-131参考溶液(3.2)滴在不锈钢盘内。加1滴碱溶液(3.9)，使其慢慢烘干，制成与样品测定条件一致的薄源。在低本底β测量装置(4.1)上测量，其放射性活度为IO。

取6个100mL烧杯分别加入0.5，1.0，1.5，2.0，2.5，3.0mL碘载体溶液(3.1.1)。各加入0.1mL碘-131参考溶液(3.2)，按6.7～6.8操作制源。将薄源和制备的6个沉淀源，同时在低本底β测量装置上测定放射性活度。各源的放射性活度经化学产额校正为I，以IO为标准，求出不同样品厚度的碘化银沉淀源I的自吸收系数E。然后，以自吸收系数为纵坐标，以碘化银沉淀源质量厚度为横坐标，在方格坐标纸上绘制自吸收标准曲线。

6.9.1.2 仪器探测效率

用已知准确活度的铯-137参考溶液制备薄源用于测定β探测效率。

6.9.1.3 计算

用公式(1)计算试样中碘-131放射性浓度：