Экспериментальная оценка степени очистки изотопов самария от щелочных и щелочноземельных элементов при осаждении гидроокисей многовалентных металлов

Abstract

Актуальность исследования обусловлена необходимостью создания методической базы по определению содержания 151Sm на территории бывшего Семипалатинского испытательного полигона. В настоящее время информация об уровнях содержания данного радионуклида в объектах окружающей среды отсутствует, что не позволяет учитывать его влияние на дозовую нагрузку населения ведущего хозяйственную деятельность на территории полигона и потребляющего продукты данной сельскохозяйственной деятельности. Цель: оценить степень очистки изотопов самария от щелочных и щелочноземельных элементов при осаждении гидроксидов многовалентных металлов, в рамках разработки методики радиохимического определения 151Sm в почвенном покрове на территории бывшего Семипалатинского испытательного полигона. Объект: раствор на основе азотной кислоты концентрацией 3 моль/л, моделирующий состав раствора, получаемого после кислотной обработки почвы. Для приготовления раствора использовались основные макро: и микроэлементы, входящие в состав почвы, а также такие элементы, как: висмут, свинец, таллий, радиоактивные изотопы которых входят в радиоактивные семейства урана и тория. Методы: измерение рН растворов на приборе МАРК:901; измерение концентрации химических элементов с использованием квадрупольного масс-спектрометра Agilent 7700x и атомно-эмиссионного спектрометра с индуктивно-связанной плазмой iCAP 6300 Duo. Результаты. Представлены результаты исследований по оценке степени очистки изотопов самария от щелочных и щелочноземельных элементов при осаждении гидроксидов. Предложено наиболее оптимальное значение рН, при котором захват примесей незначителен, а выход изотопов самария максимален. Очистка от щелочных элементов составила в среднем 90 %, от щелочноземельных 80 %.

The relevance of the research is caused by the need to develop a methodological base for determining 151Sm content in the territory of the former Semipalatinsk test site. At present, there is no information on the levels of content of this radionuclide in the environment. This does not allow estimating the internal exposure doses for population. The aim of the research is to evaluate the degree of purification of samarium isotopes from alkaline and alkaline-earth elements by precipitation of polyvalent metals' hydroxides as part of the development of a method for determining 151Sm in the soil cover in the territory of former Semipalatinsk test site. Object of the research is a model solution based on nitric acid and containing the basic elements of the soil matrix and stable isotopes of some natural radionuclides (bismuth, lead and thallium). Methods. pH of solutions was determined using MARK:901; concentrations of chemical elements were determined using the Agilent 7700x quadrupole mass spectrometer and the iCAP 6300 Duo atomic emission spectrometer. Results. The authors have proposed the optimal solution pH value for removing the most part of the alkaline and alkaline-earth elements with a sufficiently high yield of samarium. Purification from alkaline elements was on the average of 90 %, from alkaline-earth - 80 %.