Регистрация / Вход
Прислать материал

Высокочувствительное определение природных радиоактивных и других примесных элементов в материалах для низкофоновых измерений

Фамилия
Бойтан
Имя
Василий
Отчество
Валериевич
Номинация
Материаловедение
Институт
Институт экотехнологий и инжиниринга (ЭкоТех)
Кафедра
Кафедра сертификации и аналитического контроля (СиАК)
Академическая группа
МСТ-15-1
Научный руководитель
к.х.н., с.н.с. Федюнина Н.Н.
Название тезиса
Высокочувствительное определение природных радиоактивных и других примесных элементов в материалах для низкофоновых измерений
Тезис

На сегодняшний день одной из главных задач экспериментальной физики для особо чистых материалов является изучение свойств нейтрино. Данные о массе и превращениях нейтрино позволят лучше понять, как субатомные частицы повлияли на развитие вселенной. Чтобы зафиксировать распад частиц с образованием нейтрино, создают низкофоновые установки, и требования к чистоте конструкционных материалов крайне жесткие.

Содержание природных радиоактивных элементов (Th-232, U-238) должно составлять не более 1 ppt. В связи с такими высокими требованиями был выбран комбинированный метод концентрирования и определения примесных элементов, который позволяет значительно снизить пределы обнаружения, без влияния внешних и других факторов на результат. Данный метод представляет собой сочетание жидкостной хроматографии со свободной неподвижной фазой, где разделение проходит в закрытой системе, с наиболее чувствительным многоэлементным методом анализа – масс-спектрометрией с индуктивно связанной плазмой, который позволит достичь требуемого уровня определяемых содержаний.

В настоящей работе для исследования была выбрана экстракционная система c ди-2-этилгексилфосфорной кислотой (Д2ЭГФК) в н-гексане – водный раствор хлористоводородной или азотной кислоты. Элементы вводили в колонку в 0,1М HCl.

Первоначально разделение проводили при ступенчатом увеличении концентрации HCl в элюенте (подвижной фазе) от 1 до 5М. Показано, что при концентрациях реагента Д2ЭГФК больше 0,1М, редкоземельные элементы (РЗЭ), U и Th не переходят в ре-экстракт. При уменьшении концентрации реагента до 0,01М суммарная ре-экстракция урана по фракциям составила 75 %, а тория – 25 %. Для редкоземельных элементов степень извлечения составила 90 – 100 %.

При разделении элементов посредством ступенчатого увеличения концентрации HNO3 в элюенте от 1 до 7М, показано, что при концентрации реагента более 0,1М, РЗЭ извлекаются в ре-экстакт на 90 – 100%, а U и Th – не ре-экстрагировались. Но при уменьшении концентрации реагента до 0,01М суммарная ре-экстракция урана по фракциям составила 90 %, а тория – 11 %. Для редкоземельных элементов степень извлечения по-прежнему осталась на уровне 90 – 100 %.