一种大体积海水中锝-99的分离纯化方法与流程

本发明涉及放射性物质分析，特别涉及一种大体积海水中锝-99的分离纯化方法。

背景技术：

1、目前，几乎所有环境中的99tc都是人类核活动的结果，包括核武器测试、乏燃料的后处理、核事故、核电站和99mtc的医疗应用等。在水环境中，99tc主要以tco4-的形式存在，tco4-具有较高的溶解性，在没有还原性物质存在的情况下，tco4-在各种ph值的水溶液中是稳定存在的，具有高度流动性。一旦人类摄入过量的99tc，就会对身体健康产生长期的影响。由于99tc的长半衰期，高流动性和放射毒性，因此需要对环境中的99tc进行快速准确的分析。

2、针对大体积海水中锝-99的分析方法，研究人员采用fecl3+k2s2o5还原体系，通过多次共沉淀使样品中的锝-99富集浓缩，然后利用两级teva树脂对锝-99进行分离纯化，去除ru-99和mo-98，纯化完成后得到8m hno3溶液体系的待测液，但该待测液还需进一步转化溶液基质，以便于液体闪烁计数器和电感耦合等离子体质谱测量。

3、在锝-99的分析方法中，常用的示踪剂为99mtc和re，使用99mtc作为示踪剂，99mtc属于短寿命放射性核素，可从99mo-99mtc发生器中获得，99mtc半衰期为6h，对分析流程是时间要求较高，且加入过多会提高空白水平，不利于大体积海水中99tc的分析。使用re做示踪剂，虽然不会影响空白水平，但未解决与大体积海水工艺的适配问题。

4、上述问题亟待解决。

技术实现思路

1、本发明提供了一种大体积海水中锝-99的分离纯化方法，旨在解决现有技术中存在的技术问题。

2、本发明采用下述技术方案：

3、本发明提供了一种大体积海水中锝-99的分离纯化方法，所述分离纯化方法包括如下步骤：

4、样品准备：将50-100l的海水过滤后，移取5ml的海水样品，用0.3m的hno3稀释50~100倍后测量海水样品中re的含量，剩余的海水样品用浓hcl酸化至ph＜1；

5、第一次沉淀：在酸化后的海水样品中加入还原剂ticl3，酸化后的海水样品中的锝-99和re被还原为低价态，然后使用氨水调节ph至8.5-9进行第一次沉淀；

6、第二次沉淀：在第一次沉淀中加入浓hcl溶解沉淀并酸化至ph＜1，然后使用碱性溶液调节ph至9-10进行第二次沉淀，离心后得到上清液；

7、第三次沉淀：在上清液中加入浓hcl并酸化至ph＜1，然后使用氨水调节ph至8.5-9进行第三次沉淀；

8、第四次沉淀：加入浓nho3将第三次沉淀溶解并酸化至ph＜1，加入h2o2将海水样品中的tc和re被氧化至高价态，然后使用氨水调节ph至8-9，离心、洗涤沉淀并与上清液合并，得到体积小于200ml的样品溶液；

9、锝-99的tru树脂分离纯化：在样品溶液中加入浓硫酸，用硫酸溶液预处理树脂柱，样品溶液过柱后用硫酸溶液淋洗树脂柱，然后用热水洗脱锝-99和re，收集洗脱液，用icp-ms测量洗脱液中锝-99和re的计数率计算海水样品中锝-99的质量浓度。

10、在一种可能的实施方式中，所述第一次沉淀中，每l海水样品中加入还原剂ticl3的量为1.5~2 ml，加入还原剂ticl3后搅拌10~20 分钟，静置还原10~30分钟，所述还原剂ticl3的质量浓度为15%。

11、在一种可能的实施方式中，所述第二次沉淀中，加入浓hcl的量为200~300 ml。

12、在一种可能的实施方式中，所述第二次沉淀中，所述碱性溶液为氨水或naoh溶液，所述氨水浓度为13m，所述naoh溶液的浓度为8~10m。

13、在一种可能的实施方式中，所述第三次沉淀中，每l上清液中加入还原剂ticl3的量为2 ml，加入还原剂ticl3后搅拌10~20 分钟，静置还原10~30分钟。

14、在一种可能的实施方式中，所述第四次沉淀中，加入浓nho3的量为10~30 ml。

15、在一种可能的实施方式中，所述第四次沉淀中，所述加入的h2o2的浓度为30%，所述加入的h2o2的量为0.2 ml。

16、在一种可能的实施方式中，还包括：

17、0.3m hno3空白溶液的配制：将体积比为1:49的浓硝酸和水混合后稀释50倍得到浓度为0.3m的hno3空白溶液，用icp-ms测量0.3m hno3空白溶液中锝-99和示踪剂re仪器本底的计数率；

18、混合标准溶液的配制：将一定浓度的示踪剂re标准溶液、tc标准溶液和0.3m的hno3溶液混合后得到混合标准溶液，用icp-ms测量混合标准溶液中锝-99和示踪剂re的计数率；

19、根据式（1）计算标准溶液的质量偏差α；

20、 式（1）

21、式（1）中：

22、为示踪剂re标准溶液中示踪剂re的质量浓度；

23、为锝-99标准溶液中锝-99的质量浓度；

24、为示踪剂re标准溶液的质量；

25、为锝-99标准溶液的质量；

26、为混合标准溶液中示踪剂re的计数率；

27、为混合标准溶液中锝-99的计数率；

28、为（0.3m hno3空白溶液）示踪剂re仪器本底的计数率；

29、为（0.3m hno3空白溶液）锝-99仪器本底的计数率。

30、在一种可能的实施方式中，还包括全流程空白样品的制备：在超纯水中加入浓hcl将超纯水酸化，经过四次沉淀和tru树脂分离纯化得到全流程空白样品，用cp-ms测量全流程空白样品中锝-99和示踪剂re的计数率，根据式（2）计算流程空白样品中锝-99的质量：

31、 式（2）

32、式（2）中：

33、为流程空白样品洗脱液中锝-99的质量；

34、为标准溶液的质量偏差；

35、为流程空白样品洗脱液中示踪剂re的质量浓度；

36、为流程空白样品洗脱液的质量；

37、为流程空白样品洗脱液中锝-99的计数率；

38、为流程空白样品洗脱液中示踪剂re的计数率；

39、为（0.3m hno3空白溶液）锝-99仪器本底的计数率；

40、为（0.3m hno3空白溶液）示踪剂re仪器本底的计数率；

41、根据式（3）计算海水样品中锝-99的质量：

42、 式（3）

43、式（3）中：

44、为海水样品中锝-99的质量；

45、为标准溶液的质量偏差；

46、为海水样品中示踪剂re的质量浓度；

47、为海水样品的质量；

48、为海水样品洗脱液中锝-99的计数率；

49、为海水样品洗脱液中示踪剂re的计数率；

50、为（0.3m hno3空白溶液）锝-99仪器本底的计数率；

51、为（0.3m hno3空白溶液）示踪剂re仪器本底的计数率。

52、在一种可能的实施方式中，根据计算的海水样品中锝-99的质量和流程空白样品中锝-99的质量，根据式（4）计算海水样品中锝-99的质量浓度；

53、ρa=（-）/ 式（4）

54、式（4）中：

55、ρa为海水样品中锝-99的质量浓度；

56、为海水样品中锝-99的质量；

57、为流程空白样品中锝-99的质量；

58、为海水样品的质量。

59、本发明采用的技术方案能够达到以下有益效果：

60、本发明使用海水中的re作为示踪剂，通过四次共沉淀，可使样品中的待测核素富集500倍以上，第一次和第二次沉淀可去除海水基质干扰，去除大部分金属阳离子，第三次和第四次沉淀则进一步缩小样品体积，且去除样品中的还原剂，得到基质简单的溶液，更有利于提高树脂分离纯化的效率。本方法所采用的试剂多为市售试剂，可直接使用，无需进行溶液配制。