Kết Quả Đo 225 Ra/ 225 Ac Hấp Thụ Trên Nhựa Theo Nồng Độ Axit Hcl.

Đối với các nồng độ HCl 2N, 3N, 4N, 5N và 6N cũng tiến hành theo quy trình trên. Kết quả khảo sát như sau:

Bảng 3.2. Kết quả đo 225Ra/225Ac hấp thụ trên nhựa theo nồng độ axit HCl.

Số đếm/Nồng độ axit

Nồng độ axit HCL (N)

Số đếm /9000 giây

440

448

465

441

420

380

Có thể bạn quan tâm!

Xem toàn bộ 168 trang tài liệu này.

Hình 3.4. Sự phụ thuộc về cường độ hấp thụ 226Ra trên nhựa cation theo

nồng độ axit HCl.

Nhận xét: Dựa trên kết quả nhận được từ Bảng 3.2 và Hình 3.4 ta có thể nhận xét: Nồng độ HCl tối ưu cho sự hấp thụ trên nhựa trao đổi cation (Bio-Rad AG50W-X12, 200-400 mesh) là 3N. Kết quả này được áp dụng để khảo sát các quy trình đồng kết tủa cho phân tích 226Ra tiếp theo.

3.1.4. Khảo sát các phương pháp tách và làm giàu 226Ra trong mẫu nước biển

Sử dụng mẫu chuẩn trầm tích IAEA-314 để khảo sát các quy trình tách và làm giàu để xác định 226Ra. Thủ tục tiến hành thí nghiệm như sau: Lấy một lượng mẫu chuẩn khoảng 500mg/mẫu, thêm dung dịch đánh dấu 229Th/225Ra cỡ 100 mBq, phá tan mẫu bằng axit HF, sau đó cô cạn để đuổi hết HF dư rồi chuyển mẫu về dạng Cl- bằng việc tan với axit HCl. Pha loãng mẫu với nước cất đến 0,5 lit sau đó cho vào thùng đã chứa sẵn 20 lít nước biển (ký hiệu: Mẫu thí

nghiệm) với giả thiết rằng hàm lượng 226Ra trong nước biển là rất nhỏ và đóng

góp không đáng kể so với 226Ra có trong mẫu chuẩn IAEA-314; sau đó tiến hành các thủ tục theo các quy trình từ 1 đến 3.

QUY TRÌNH 1: làm giàu mẫu bằng kỹ thuật đồng kết tủa mangan dioxit, sau đó trao đổi trên nhựa cation (Bio-Rad AG50W-X12, 200-400 mesh) ở điều kiện HCL 3N.

QUY TRÌNH 2: làm giàu mẫu bằng kỹ thuật đồng kết tủa mangan dioxit, kết hợp chiết TBP, sau đó trao đổi trên nhựa cation (Bio-Rad AG50W-X12, 200- 400 mesh) ở điều kiện HCL 3N.

QUY TRÌNH 3: làm giàu mẫu bằng kỹ thuật đồng kết tủa carbonat, kết hợp chiết TBP, sau đó trao đổi trên nhựa cation (Bio-Rad AG50W-X12, 200-400 mesh) ở điều kiện HCL 3N.

Quy trình điện phân trong Amoni Acetat:

- Làm bay hơi dung dịch giải hấp Radi đến cạn khô ở nhiệt độ thấp.

- Hoà tan cặn rắn bằng 1 mL HNO3 0,1N, chuyển dung dịch vào bể điện phân cùng 10 mL CH3COONH4 0,35M/HNO3 0,1N, tráng cốc với một lượng tối thiểu dung dịch CH3COONH4 0,35 M/HNO3 0,1N.

- Lắp điện cực Platin vào bể điện phân, nối hai cực với nguồn điện một

chiều, tiến hành điện phân ở cường độ dòng 0,6 A trong 4 giờ.

- Thêm 1 mL NH4OH (1:1) vào dung dịch mẫu đang điện phân, giữ 1

phút.

- Ngắt dòng điện, tháo điện cực platin ra khỏi bể, đổ dung dịch điện

phân đi, rửa bể bằng nước cất, sau đó lấy đĩa điện phân ra ngoài.

- Rửa đĩa điện phân cẩn thận bằng nước cất, đốt nóng đĩa trên bếp điện

trong 5 phút, giữ khoảng 17-20 ngày.

- Chuyển đĩa đã điện phân vào hệ phổ kế alpha, đo trong thời gian 24

giờ.

QUY TRÌNH 1:

Mẫu thí nghiệm

- Chỉnh pH = 2 – 3 với HCl đậm đặc

- Thêm 100 mBq 229Th

- Thêm 10 mL KMnO4 0,2N

- Chỉnh pH = 9 – 10 với NH4OH 25%

- Thêm 10 mL MnCl2 0,3M, khuấy kỹ

Dung dịch (bỏ) Tủa Mn(Ra)O2

- Lọc

- Rửa tủa với NH4Cl loãng

- Tan tủa với H2O21%/HCl 1,2N

Dung dịch

- Cô cạn

- Tan với HCl 3N

Cột trao đổi Cation

- Rửa cột với 10 mL HCl 3N

Dung dịch (bỏ)

- Giải hấp với 25 mL HCl 12N

Dung dịch chứa Ra

- Cô cạn

Điện phân theo quy

trình amoni acetate

Hình 3.5. Sơ đồ làm giàu mẫu bằng kỹ thuật đồng kết tủa MnO2.

Mẫu thí nghiệm

- Chỉnh pH = 2-3 với HCl đậm đặc

- Thêm 100 mBq 229Th

- Thêm 10 mL KMnO4 0,2N, chỉnh pH = 9-10

- Thêm 10 mL MnCl2, khuấy kỹ

Tủa Mn(Ra)O2 Dung dịch (bỏ)

- Lọc

- Rửa tủa với NH4Cl loãng

- Tan tủa với H2O2 1%/ HCl 1,2 N

Dung dịch

- Cô cạn

- Tan với HNO3 8N

Pha hữu cơ (bỏ) (U, Th...bị hấp thụ vào pha hữu cơ)

Dung dịch chứa Ra

- Cô cạn

- Tan với 1 mL HCl 3N, cô cạn tiếp

- Thêm 20 mL HCl 3N

Cột trao đổi Cation

- Rửa cột với 10 mL HCl 3N

- Giải hấp Ra với 25 mL HCl 12N

Dung dịch (bỏ)

Dung dịch chứa Ra

- Cô cạn, điện phân trong amoni acetat

Chiết bằng TBP (2 lần, 15 mL/lần)

Hình 3.6. Sơ đồ làm giàu mẫu bằng kỹ thuật đồng kết tủa MnO2, kết hợp chiết

TBP.

Mẫu thí nghiệm

- Chỉnh pH = 2 – 3 với HCl đậm đặc

- Thêm 100 mBq 229Th

- Thêm 40 mL (NH4)2CO3 bão hoà

- Chỉnh pH = 9 – 10 với NH4OH 25%

Dung dịch (bỏ) Tủa carbonate

- Lọc tủa

- Tan với HNO3 8N

- Cô cạn, tan tiếp với HNO3 8N

Chiết bằng TBP (2 lần, 15 mL/lần)

Dung dịch (bỏ) Dung dịch

- Cô cạn

- Thêm 1mL HCl 3N, cô tiếp

- Thêm 20 mL HCl 3N

Cột trao đổi Cation

- Rửa cột với 10mL HCl 3N

- Giải hấp với 25 mL HCl 12N

Dung dịch chứa Ra

- Điện phân theo quy trình amoni acetate

Hình 3.7. Sơ đồ làm giàu mẫu bằng kỹ thuật đồng kết tủa carbonat, kết hợp

chiết TBP.

Kết quả và bàn luận:

Các Hình 3.8, H. 3.9 và H. 3.10 chỉ ra phổ alpha của 226Ra nhận được bằng

các Quy trình 1, 2 và 3 tương ứng.

Hình 3.8. Phổ 226Ra được làm giàu bằng kỹ thuật đồng kết tủa MnO2.

Hình 3.9. Phổ 226Ra được làm giàu bằng kỹ thuật đồng kết tủa MnO2, kết hợp

chiết TBP.

Hình 3.10. Phổ 226Ra được làm giàu bằng kỹ thuật đồng kết tủa carbonat, kết

hợp chiết TBP.

Nhận xét: Phần thực nghiệm sử dụng phương pháp làm giàu đồng kết tủa. Kết quả đưa ra từ hai phương pháp làm giàu mẫu bằng kết tủa MnO2 và kết tủa carbonate đều phù hợp cho việc phân tích về sau. Hai phương pháp này được trình bày trong Quy trình 2 và 3 (Mục 3.4). Các nghiên cứu trước đây cũng cho thấy sử dụng phương pháp đồng kết tủa dưới dạng chì sunphat cũng cho hiệu suất cao, nhưng gặp một trở ngại là các tủa sunphat thường khó tan, phải qua giai đoạn chuyển về dạng phức nhờ EDTA; phương pháp này khá phức tạp. Trong khi đó, phương pháp hấp phụ trên kết tủa mangan dioxit và đồng kết tủa carbonate, có ưu điểm hơn là dễ tan khi chuyển sang dạng dung dịch để thực hiện trao đổi ion.

Tủa dưới dạng chì sunphat ở dạng tinh thể, không bông xốp, nên Ra nằm sâu trong tinh thể của chì sunphat dẫn đến sự hòa tan khó hơn; Còn tủa mangan dioxide và carbonate đều có dạng bông xốp, Ra không nằm sâu trong tinh thể tủa mà chỉ bị hấp phụ bề mặt nên dễ tan. Cả hai dạng tủa mangan dioxide và carbonate dễ dàng tạo kết tủa trong điều kiện pH từ 9 – 10, dễ lắng, giúp công đoạn xi phông tiến hành nhanh hơn mà không gây mất mẫu.

Đây là phương pháp có tính khoa học mới, trên thế giới chưa thấy phương pháp nào áp dụng cho phân tích 226Ra trong nước biển, chỉ có phương pháp áp dụng phân tích 226Ra trong mẫu nước ngọt. Phương pháp này thực hiện đơn giản

hơn, nhanh hơn (chỉ tốn khoảng ½ thời gian so với một số phương pháp khác trên thế giới áp dụng cho mẫu nước ngọt), tiết kiệm hơn; đồng thời cũng cho độ chính xác cao. Chi tiết xem ở Bảng 3.9.

Kết quả đo 226Ra với từ các quy trình khác nhau: Kết quả cụ thể được

trình bày trong Bảng 3.3 và 3.4.

Bảng 3.3. Kết quả đo 226Ra với từ các quy trình khác nhau, thời gian đo 42,4 giờ.

Tên mẫu

Quy trình	Kết quả (số đếm, xung/42,4 giờ)
Quy trình	U-238 (4,2 MeV)	Ra-226 (4,78 MeV)	At-217 (7,1 MeV)
IAEA-314	1	36	144	17
IAEA-314	2	-	465	91
IAEA-314	3	-	752	73

Bảng 3.4. Kết quả đo 226Ra với từ các quy trình khác nhau.

Tên mẫu

Quy trình	Kết quả nghiên cứu (Bq/kg khô)	Giá trị phê chuẩn [5] (Bq/kg khô)	Khoảng các giá trị chấp nhận được [5] (Bq/kg khô)
IAEA-314	1	715 87	732	678 - 787
IAEA-314	2	740  92
IAEA-314	3	738  90

Từ các kết quả trong Bảng 3.3, chúng tôi thấy rằng khi xác định 226Ra theo theo Quy trình 1, không chiết TBP trong thủ tục phân tích, thấy có xuất hiện đỉnh phổ U-238 (4.2 MeV). Trong khi đó, các mẫu thực hiện theo Quy trình 2 và 3 có sử dụng chiết TBP cho kết quả tốt hơn. Phổ thu được sạch về mặt hóa phóng xạ, và cũng không thấy xuất hiện đỉnh phổ U-238.

Như vậy, cần thiết phải đưa vào thủ tục tách, làm giàu mẫu công đoạn

chiết bằng dung môi hữu cơ TBP để loại bỏ các đồng vị gây nhiễu.

3.1.5. Áp dụng phân tích hoạt độ riêng của 226Ra trong mẫu nước biển

Áp dụng quy trình 3 để phân tích mẫu nước biển Vĩnh Hải với thể tích mẫu là 20 lít. Hình phổ tiêu biểu của 226Ra trong mẫu nước biển được trình bày trên Hình 3.11; Kết quả được trình bày trong Bảng 3.5.