氣溶膠樣品中釙—210的分析方法探究

摘 要：通過調(diào)研和實(shí)驗(yàn)建立了合適的分析氣溶膠中210Po的方法，氣溶膠樣品經(jīng)強(qiáng)酸處理，使210Po溶于溶液中，再利用電化學(xué)置換反應(yīng)，將溶液中的210Po置換到銀片表面，最后用α譜儀對銀片進(jìn)行測量。該方法的210Po全程回收率在75%左右，為研究大氣中210Po的活度濃度提供了可靠的分析手段。

關(guān)鍵詞：氣溶膠；釙-210；α譜儀；方法回收率

引言

自然界中的210Po作為氡衰變的長壽命子體，廣泛存在于土壤、水和大氣環(huán)境中。其半衰期為138.4天，衰變主要發(fā)射α粒子，屬極毒組核素。大氣中釙-210的會(huì)通過呼吸進(jìn)入人體，對人體產(chǎn)生內(nèi)照射劑量，危害人類健康。所以研究大氣中210Po的活度濃度對于治理環(huán)境，控制污染源，保護(hù)人類健康顯得尤為重要。本文提供了分析氣溶膠樣品中210Po的一套方法。

1 氣溶膠樣品中210Po的分析測量

1.1 210Po的測量原理及方法

氣溶膠中210Po放化分析的關(guān)鍵在于控制溫度避免在分析過程中的揮發(fā)。在處理過程中210Po會(huì)在100℃左右時(shí)開始揮發(fā)，當(dāng)溫度到達(dá)800℃以上，所有的210Po將會(huì)揮發(fā)掉。所以放化處理210Po的整個(gè)流程應(yīng)該將溫度控制的越低越好。

210Po在放化分析過程中損失的量可以通過同位素示蹤的方法來計(jì)算，而且示蹤的方法不會(huì)干擾放化分析。加入的示蹤劑要與210Po在處理過程中有相似的物理化學(xué)性質(zhì)，并且有充足的時(shí)間等溶液平衡。以前，208Po由于它具有更好的實(shí)用性所以被選作示蹤劑。但是209Po比208Po更好的一點(diǎn)是，209Po的α射線能量要離210Po的更遠(yuǎn)些[1]，這意味著在做α能譜時(shí)會(huì)有更好辨認(rèn)的峰。再者209Po的半衰期要更長。無論用哪種同位素，只有溶解在酸溶液里示蹤劑才能保持穩(wěn)定，常見的是溶解在1mol/L的鹽酸中。用于做回收率示蹤的同位素，要在放化處理前加入，以便于做全程回收率的測定。

1.2 氣溶膠樣品的放化處理及電鍍制樣

1.4 樣品處理及制樣步驟

1.4.1 將取樣濾布剪下10cm×10cm大小的用作制樣，剩余濾布保存?zhèn)溆谩?/p>

1.4.2 把裁下的濾布剪碎于100ml的玻璃燒杯中。

1.4.3 向玻璃燒杯中加入20ml濃HNO3并將其放在溫控電熱板上，溫度設(shè)定100℃，加熱至蒸干。

1.4.4 再往燒杯中加入10ml濃HNO3，加熱至蒸干。

1.4.5 取下燒杯，待冷卻后向燒杯中加入5ml高氯酸，加熱溫度控制在90℃以內(nèi)。

1.4.6 再向燒杯中加入5ml高氯酸，繼續(xù)加熱。

1.4.7 向燒杯中緩慢滴入10ml濃鹽酸，保持溫度不變，加熱約24小時(shí)。

1.4.8 向溶液中加入25ml稀鹽酸（0.5mol/L），用定性濾紙過濾，用稀鹽酸多次沖洗濾渣。

1.4.9 準(zhǔn)備直徑1cm的圓形銀片，將其一面用砂紙打磨，避免其表面氧化膜妨礙自鍍，另一面編號并用透明膠封好，蒸餾水清洗。

1.4.10 將做好的銀片放入小燒杯中，并使其光面朝上，加入少量抗壞血酸，還原溶液中Fe3+。

1.4.11 將小燒杯水浴加熱攪拌，約4小時(shí)，完成電鍍過程。

1.4.12 取出銀片，用蒸餾水沖洗干凈，完成制樣。

2 210Po活度的測量和計(jì)算

3 210Po的分析方法回收率測定

關(guān)于回收率的測定，一般的是使用208Po或209Po進(jìn)行示蹤。但這兩種同位素價(jià)格昂貴，且審批手續(xù)繁雜，很難獲取。所以本文提供另一種方法來測定分析回收率。通過210Po的平衡溶液通過控制實(shí)驗(yàn)條件重復(fù)相同的實(shí)驗(yàn)步驟，可以得到方法回收率。

本文使用210Pb、210Bi、210Po的平衡溶液，在相同的實(shí)驗(yàn)條件下，配制不同活度的溶液，按照前文所述的的處理步驟和測量。重復(fù)7次，得到該套處理方法的回收率穩(wěn)定在75%±1%，有很好的重復(fù)性。

4 結(jié)束語

本文通過調(diào)研和實(shí)驗(yàn)的方法建立了一套分析氣溶膠樣品中210Po的方法，全程回收率為75%左右，本文的分析方法為進(jìn)行大氣中210Po濃度的研究提供了可靠的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1]K.Murray Matthews， Chang-Kyu Kim， Paul Martin， Determination of 210Po in environmental materials： A review of analytical methodology[J].Applied Radiation and Isotopes， 2007， 65， 267-279.

[2]單健.大氣顆粒物滯留時(shí)間的測量方法研究及應(yīng)用[D].衡陽：南華大學(xué)博士學(xué)位論文，2010.

[3]潘自強(qiáng).電離輻射環(huán)境監(jiān)測與評價(jià)[M]，原子能出版社，2007.

作者簡介：李加興（1987-），男，山西太原人，南華大學(xué)核科學(xué)與技術(shù)學(xué)院碩士研究生。