Известия Саратовского университета. Новая серия.

Серия Химия. Биология. Экология

ISSN 1816-9775 (Print)
ISSN 2541-8971 (Online)


Для цитирования:

Сальменбаев С. Е., Нургайсинова Н. К., Есильканов Г. М., Темиржанова А. Е., Макарычев С. В. Выделение и радиохимическая очистка изотопов самария с использованием ионообменных смол АВ 17х8 и КУ-2 // Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Химия. Биология. Экология. 2021. Т. 21, вып. 4. С. 368-377. DOI: 10.18500/1816-9775-2021-21-4-368-377, EDN: JUOQF

Статья опубликована на условиях лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International (CC-BY 4.0).
Полный текст в формате PDF(Ru):
(загрузок: 131)
Язык публикации: 
русский
Рубрика: 
Тип статьи: 
Научная статья
УДК: 
541.28:631.41
EDN: 
JUOQF

Выделение и радиохимическая очистка изотопов самария с использованием ионообменных смол АВ 17х8 и КУ-2

Авторы: 
Сальменбаев Саян Елеусизович, Институт радиационной безопасности и экологии Национального ядерного центра
Нургайсинова Назгуль Кадирбековна, Институт радиационной безопасности и экологии Национального ядерного центра
Есильканов Гани Мухтарович, Институт радиационной безопасности и экологии Национального ядерного центра
Темиржанова Арай Ермековна, Институт радиационной безопасности и экологии Национального ядерного центра
Макарычев Сергей Владимирович, Алтайский государственный аграрный университет
Аннотация: 

Актуальность данного исследования обусловлена необходимостью разработки методики определения радионуклида 151Sm в почвах радиоактивно загрязненных территорий Казахстана. Разработанная методика позволит провести оценку уровней загрязнения почвенного покрова данным радионуклидом, определить характер его пространственного распределения, оценить вклад в дозовую нагрузку для персонала и населения. Цель: провести выделение изотопов самария из кислотных растворов и радиохимическую очистку с использованием ионообменных смол АВ 17?8 и КУ-2. Объекты: растворы на основе азотной и хлороводородной кислот, содержащие соли химических элементов, имеющих естественные или искусственные ?-излучающие изотопы, а также содержащие изотопы Tl и U – в качестве родоначальников радиоактивных семейств. Кислотность приготовленных растворов соответствовала кислотности растворов, используемых в лаборатории радиохимических исследований ИРБЭ НЯЦ РК при определении изотопов плутония и америция. Концентрация химических элементов в исследуемых образцах определялась методами атомно-эмиссионной спектрометрии (эмиссионный спектрометр iCAP 6300 Duo с индуктивно связанной плазмой, фирма Thermo Scientific, США) и масс-спектрометрии (квадрупольный масс-спектрометр Agilent 7700x с индуктивно связанной плазмой, фирма Agilent Technologies, США). Представлены результаты экспериментов по выделению и радиохимической очистке изотопов самария из кислотных растворов с использованием ионообменных смол АВ 17?8 и КУ-2. Показано, что на анионите АВ 17?8, в среде 9M HCl, можно удалить такие элементы, как U, Fe, Co, из раствора 7,5М HNO3 – изотопы Th, однако щелочные и щелочноземельные элементы будут при этом выделяться вместе с изотопами самария. На катионите КУ-2, в свою очередь, можно провести очистку изотопов самария от щелочных элементов, изотопов Tl и U, однако при этом имеется вероятность остаточного загрязнения фракции самария изотопами щелочноземельных элементов, свинца и железа.

 

Список источников: 
  1. Parkanyi D., Szentmiklosi L., Vajda N. Radiochemical separation of lanthanides and americium by extraction chromatography using DGA resin // Abstract from International Conference on Radioanalytical and Nuclear Chemistry RANC-2016. Budapest, Hungary, 2016. P. 110–110. 
  2. Altzitzoglou T., Rozkov A. Standardisation of the 129I, 151Sm and 166mHo activity concentration using the CIEMAT/NIST efficiency tracing method // Journal of Applied Radiation and Isotopes. 2016. Vol. 109. P. 281–285. https://doi.org/10.1016/j.apradiso.2015.12.048 
  3. Henner P., Hurtevent P., Thiry Y. Soil-to-plant transfer factors of radioactive Ca, Sm and Pd isotopes: critical assessment of the use of analogies to derive best-estimates from existing non-specific data // Journal of Environmental Radioactivity. 2014. Vol. 136. P. 152–161.
  4. Dewberry R. A., Boyce W. T., Bibler N. E., Ekechukwu A. E., Ferrara D. M. Separation and purifi cation and beta liquid scintillation analysis of 151Sm in Savannah River Site and Hanford Site DOE high level waste // Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry. 2002. Vol. 252, № 3. P. 503–513. 
  5. Be M.-M., Isnard H., Cassette P., Mougeot X., Lourenco V., Altzitzoglou T., Pomme S. Determination of the 151Sm half-life // Radiochimica Acta. 2015. Vol. 103, № 9. P. 619–626. https://doi.org/10.1515/ract-2015-2393 
  6. Dry E. D., Oldham J. W., Bowen M. S. Determination of 151Sm and 147Pm using liquid scintillation tracer methods // Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry. 2009. Vol. 282. P. 635–640. https://doi.org/ 10.1007/s10967-009-0330-1 
  7. Miranda M., Russell B., Ivanov P. Measurement of 151Sm in nuclear decommissioning samples by ICPMS/MS // Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry. 2018. Vol. 316. P. 831–838. https://doi.org/10.1007/s10967-018-5764-x 
  8. Buchholz B. A., Biegalski S. R., Whitney S. M., Tumey S. J., Weaver C. J. Basis for developing samarium AMS for fuel cycle analysis // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B. 2010. Vol. 268. P. 773–775. https:// doi.org/10.1016/j.nimb.2009.10.027
  9. Jeskovsky M., Kaizer J., Kontul’ I., Lujaniene G., Mullerova M., Povinec P. P. Analysis of environmental radionuclides // Handbook of Radioactivity Analysis / ed. M. Annunziata, 5th ed. New York : Academic Press, 2020. P. 137–261. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-814395-7.00003-9 
  10. Ojovan M. I., Lee W. E., Kalmykov S. N. An Introduction to Nuclear Waste Immobilisation (Third Edition). Elsevier Ltd, 2019. 512 p. https://doi.org/10.1016/B978-0-08-102702-8.00011-X 
  11. Kashirsky V., Shatrov A., Zvereva I., Lukashenko S. Development of a method for studying 241Pu/241Am activity ratio in the soil of the main Semipalatinsk test site areas // Journal of Environmental Radioactivity. 2020. Vol. 216. P. 106181. https://doi.org/10.1016/j.jenvrad.2020.106181 
  12. Израэль Ю. А. Радиоактивные выпадения после ядерных взрывов и аварий. СПб. : Прогресс-Погода, 1996. 355 с. 
  13. Михайлов В. Н., Адушкин В. В., Андрюшин И. А., Волошин Н. П., Дубасов Ю. В., Илькаев Р. И., Спивак А. А., Чернышев А. К. Ядерные испытания СССР : в 6 т. Саров : Изд-во РФЯЦ – ВНИИЭФ, 1997. Т. 2. 303 с. 
  14. Vajda N., Molnar Z., Bokori E., Osvath S., Parkanyi D., Braun M. Validation of radiochemical methods for the determination of diffi cult-to-measure nuclides using LSC // Abstract from International Conference on Advances in Liquid scintillation Spectrometry. Copenhagen : Denmark, 2017. P. 50–51. 
  15. Мартыненко В. П., Никифоров М. В., Павлов А. А. Гамма-излучение продуктов мгновенного деления U235, U238, Pu239. Л. : Гидрометеоиздат, 1971. 247 с. 
  16. Виноградов А. П. Аналитическая химия урана. М. : Изд-во Академии наук СССР, 1962. 432 с. 
  17. Пешкова В. М., Савостина В. М. Аналитическая химия никеля. М. : Наука, 1966. 204 с. 
  18. Полянский Н. Г. Аналитическая химия элементов. Свинец. М. : Наука, 1986. 357 с.
  19. Пятницкий И. В. Аналитическая химия кобальта. М. : Наука, 1965. 261 с. 
  20. Рябчиков Д. И., Рябухин В. А. Аналитическая химия редкоземельных элементов и иттрия. М. : Наука, 1966. 380 с.
Поступила в редакцию: 
21.05.2021
Принята к публикации: 
28.06.2021
Опубликована: 
24.12.2021