二氧化钚中钍的ICP-AES法测定

覃波 李秀娟 蒋军清 夏占国 李吉花 杨松涛 米文光

中核四〇四有限公司第三分公司 甘肃兰州 732850

二氧化钚中钍元素与钚元素性质接近，应用常规的分离方法不能使其完全分离[1]，导致分析结果偏差较大，严重影响二氧化钚样品中钍元素的准确测定。本文采用HNO3-HF混酸溶解二氧化钚[2]样品，以9mol/L的盐酸溶液为淋洗液，以强碱性阴离子树脂分离钚和钍元素，用电感耦合等离子体原子发射光谱（ICP-AES）进行测定[3]。对钍与钚的分离条件和干扰进行试验，以优选的条件，进行了标准加入回收、精密度试验，建立了二氧化钚中钍元素的测定方法。

1 实验部分

1.1 仪器设备及试剂与材料

IRIS IntrepidII XSP/Glove光谱仪，美国TJA公司；硝酸，优级纯；盐酸，优级纯；分离柱，柱内径为5mm，内部填装强碱性阴离子树脂，树脂床高120mm。

1.2 实验方法

称取二氧化钚样品40mg，置于聚四氟乙烯坩锅中，加入11mol/LHNO3+0.08mol/LHF混酸10ml，加热溶解并蒸干。用2mL浓盐酸溶解，继续加热蒸干，重复操作三次。加入1mL9mol/L盐酸溶解，转入9mol/L盐酸平衡好的分离柱内进行分离，并以9mol/L盐酸溶液淋洗杂质元素，收集6mL流出液待测。

1.3 结果计算

样品中杂质元素含量按公式（1）计算

式中：

A-杂质元素的含量，μg/g；

C-样品溶液中测得元素的浓度，μg/mL；

V-待测样品体积，mL；

G-样品质量，g。

2 结果与讨论

2.1 分析谱线选择

选定283.2nm和238.7nm两条分析线，用标准溶液进行测定，283.2nm处所测结果的图谱显示干扰严重，而283.7nm处所测结果比较接近加入标准值，因此选定283.7nm为分析测定钍元素的分析线。

2.2 钍元素淋洗曲线

取10μg的钍标准溶液于阴离子交换柱中进行分离，并用9mol/L盐酸溶液淋洗，每1mL流出液接收一次，共计接收10次，进行ICP-AES测定。以流出液体积和元素含量作图，绘制钍元素的淋洗曲线。由淋洗曲线图可看出，淋洗液达到6mL时，所有钍元素均已流出。

2.3 检出限及测量下限

表1 样品的精密度和重加回收率

采用空白溶液测定10次，统计测量结果的标准偏差σ，按3σ计算检出限和方法测量下限。实验结果表明，在确定谱线下，钍元素的检出限为0.056μg/mL，对40mg的二氧化钚样品，元素的测定下限为10μg/g。

2.4 淋洗液浓度选择

分别试验了7mol/mL-10mol/mL盐酸溶液作为淋洗液，试验结果表明：采用强碱性阴离子树脂进行钚与钍元素分离，用9mol/mL的盐酸溶液作为淋洗液，分离效果较好。本试验采用9mol/mL盐酸溶液作为杂质元素的淋洗液。

2.5 基体对钍元素测定的影响

在含有钍元素的标准溶液中，分别加入不同量的钚，测定钍元素的含量。钚对钍杂质元素光谱测定的影响实验表明，当钚量为50μg时，待测杂质元素的光谱测定仍不受影响。

2.6 重加回收率和精密度试验

准确称取40mg二氧化钚样品，加入标准溶液，按照实验方法进行分析，计算方法回收率和精密度。实验结果表明，样品的重加回收率在91%-105%之间，精密度优于10%，见表1。

3 实验结论

（1）采用强碱性阴离子树脂，利用离子交换分离技术，在9mol/L盐酸介质中，可定量分离钚与钍元素。

（2）对于40mg的二氧化钚样品，样品的重加回收率在91%-105%之间，RSD优于10%。

（3）该方法可用于二氧化钚样品中钍元素的定量分析。