ANRI ANRI АНРИ (Аппаратура и Новости Радиационных Измерений) 2075-1338 57700 10.37414/2075-1338-2023-112-1-58-76 Научные статьи Scientific article Научные статьи Cation-Exchange Isolation of Americium in the Analysis of Natural Waters by Alpha Spectrometry Катионообменное выделение америция при анализе природных вод альфа-спектрометрическим методом Полещук Александра М. Poleschuk Aleksandra M. Овсянникова Татьяна М. Ovsyannikova Tat'yana M.

кандидат технических наук;

candidate of technical sciences;

 Всероссийский научно-исследовательский институт минерального сырья им. Н.М. Федоровского Москва Россия All-Russian Scientific-Research Institute of Mineral Resources named after N.M. Fedorovsky Moscow Russian Federation Всероссийский научно-исследовательский институт минерального сырья им. Н.М. Федоровского Москва Россия All-Russian Scientific-Research Institute of Mineral Resources named after N.M. Fedorovsky Moscow Russian Federation 13 03 2023 13 03 2023 1 58 76 13 03 2023 https://doza.editorum.ru/en/nauka/article/57700/view

Для анализа 241Am в природных водах предложен хроматографический способ выделения америция на одной колонке с катионитом КУ-2-8 из азотнокислых растворов. Преимущества способа, кроме простоты и экспрессности, заключаются в доступности и низкой стоимости используемых оборудования, реактивов и материалов, небольшом объеме отходов. Электролитическое осаждение америция производится в течение 30 мин из раствора хлорида аммония и трилона Б на диски из нержавеющей стали. Потери контролируют по внутреннему стандарту 243Am. Для модельных водных проб, в том числе с высоким содержанием солей, радиохимический выход америция составил 60–84%.

The chromatographic method for isolating americium on a single column with KU-2-8 cation exchange resin from nitric acid solutions is proposed for determination of 241Am in natural waters. The advantages of this simple and rapid procedure are the availability and low cost of equipment, reagents and materials and a small amount of waste. Electrolytic deposition of americium is carried out on stainless steel disks from a solution of ammonium chloride and EDTA-Na2 for 30 minutes. Losses are controlled by the internal standard 243Am. The radiochemical recovery of americium was 60–84% for the model samples, including water with high salinity.

 241Am активность изотопный анализ природные воды хлоридные натриевые рассолы катионообменная хроматография электролитическое осаждение альфа- спектрометрия 241Am activity isotopic analysis natural waters sodium chloride brines cation exchange chromatography electrodeposition alpha spectrometry

Аляпышев М.Ю. Диамиды N-гетероциклических дикарбоновых кислот - новый класс лигандов для извлечения и разделения f-элементов. Диссертация на соискание ученой степени доктора химических наук, М., 2022. Alyapyshev M.Yu. Diamidy N-geterociklicheskih dikarbonovyh kislot - novyy klass ligandov dlya izvlecheniya i razdeleniya f-elementov. Dissertaciya na soiskanie uchenoy stepeni doktora himicheskih nauk, M., 2022. Бахур А.Е., Мануилова Л.И., Зуев Д.М. и др. Методика измерений удельной активности америция-241 (241Am) в пробах почв, грунтов, донных отложений и горных пород альфа-спектрометрическим методом с радиохимической подготовкой. М., 2013. Bahur A.E., Manuilova L.I., Zuev D.M. i dr. Metodika izmereniy udel'noy aktivnosti americiya-241 (241Am) v probah pochv, gruntov, donnyh otlozheniy i gornyh porod al'fa-spektrometricheskim metodom s radiohimicheskoy podgotovkoy. M., 2013. Бахур А.Е. Научно-методические основы радиоэкологической оценки геологической среды: диссертация на соискание уч. ст. доктора геол.-мин. наук. М., 2008. Bahur A.E. Nauchno-metodicheskie osnovy radioekologicheskoy ocenki geologicheskoy sredy: dissertaciya na soiskanie uch. st. doktora geol.-min. nauk. M., 2008. Бураков А.Ю., Моисейцев Ю.В., Родионов И.В., Храмчихин А.М. Проблемы использования подземных природных рассолов в технологии подготовки добавочной воды теплосети. URL: https://www.rosteplo.ru (дата обращения: 02.08.2022). Burakov A.Yu., Moiseycev Yu.V., Rodionov I.V., Hramchihin A.M. Problemy ispol'zovaniya podzemnyh prirodnyh rassolov v tehnologii podgotovki dobavochnoy vody teploseti. URL: https://www.rosteplo.ru (data obrascheniya: 02.08.2022). Вдовенко В.М., Дубасов Ю.В. Аналитическая химия радия. Л.: Наука, 1973, 190 с. Vdovenko V.M., Dubasov Yu.V. Analiticheskaya himiya radiya. L.: Nauka, 1973, 190 s. Довнар А.К., Лысенкова А.В. Радиохимические методы определения изотопов плутония и америция в объектах окружающей среды альфа-спектрометрией//Проблемы здоровья и экологии. 2012, № 4(34), с. 111-117. Dovnar A.K., Lysenkova A.V. Radiohimicheskie metody opredeleniya izotopov plutoniya i americiya v ob'ektah okruzhayuschey sredy al'fa-spektrometriey//Problemy zdorov'ya i ekologii. 2012, № 4(34), s. 111-117. Лызлова Е.В. Выделение и концентрирование актинидов из азотнокислых растворов с применением новых ионообменных материалов. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. г. Озерск, 2014. Lyzlova E.V. Vydelenie i koncentrirovanie aktinidov iz azotnokislyh rastvorov s primeneniem novyh ionoobmennyh materialov. Dissertaciya na soiskanie uchenoy stepeni kandidata tehnicheskih nauk. g. Ozersk, 2014. МУ 2.6.1.1981-05. Методические указания. 2.6.1. Ионизирующее излучение, радиационная безопасность. Радиационный контроль и гигиеническая оценка источников питьевого водоснабжения и питьевой воды по показателям радиационной безопасности. Оптимизация защитных мероприятий источников питьевого водоснабжения с повышенным содержанием радионуклидов. С изменением № 1. MU 2.6.1.1981-05. Metodicheskie ukazaniya. 2.6.1. Ioniziruyuschee izluchenie, radiacionnaya bezopasnost'. Radiacionnyy kontrol' i gigienicheskaya ocenka istochnikov pit'evogo vodosnabzheniya i pit'evoy vody po pokazatelyam radiacionnoy bezopasnosti. Optimizaciya zaschitnyh meropriyatiy istochnikov pit'evogo vodosnabzheniya s povyshennym soderzhaniem radionuklidov. S izmeneniem № 1. Мясоедов Б.Ф., Гусева Л.И., Лебедев И.А. и др. Аналитическая химия трансплутониевых элементов. М.: Наука, 1972. Myasoedov B.F., Guseva L.I., Lebedev I.A. i dr. Analiticheskaya himiya transplutonievyh elementov. M.: Nauka, 1972. Нормы радиационной безопасности (НРБ-99/2009). Normy radiacionnoy bezopasnosti (NRB-99/2009). Панов А.В., Трапезников А.В., Коржавин А.В. и др. Радиационный мониторинг питьевой воды в районе Белоярской АЭС//Радиационная гигиена. 2021. Т. 14, № 1, с. 86-101. Panov A.V., Trapeznikov A.V., Korzhavin A.V. i dr. Radiacionnyy monitoring pit'evoy vody v rayone Beloyarskoy AES//Radiacionnaya gigiena. 2021. T. 14, № 1, s. 86-101. Розен А.В. Экстракция в атомной промышленности. Элементы экстракционной технологии отработавшего ядерного топлива//Современные проблемы химии и технологии экстракции. Т. 1. М., 1999. Rozen A.V. Ekstrakciya v atomnoy promyshlennosti. Elementy ekstrakcionnoy tehnologii otrabotavshego yadernogo topliva//Sovremennye problemy himii i tehnologii ekstrakcii. T. 1. M., 1999. Самуэльсон О. Ионообменные разделения в аналитической химии. Л.: Химия. 1966. 416 с. Samuel'son O. Ionoobmennye razdeleniya v analiticheskoy himii. L.: Himiya. 1966. 416 s. Титаева Н.А. Ядерная геохимия. М., 1992. 336 с. Titaeva N.A. Yadernaya geohimiya. M., 1992. 336 s. M.S. Al-Masri, R. Blackburn, «Radioanalytical methods for determination of alpha emitters in the environment», Radiat. Phys. Chem., vol. 47, no. 2, pp. 171-175, 1996. M.S. Al-Masri, R. Blackburn, «Radioanalytical methods for determination of alpha emitters in the environment», Radiat. Phys. Chem., vol. 47, no. 2, pp. 171-175, 1996. M. Ayranov, U. Krähenbühl, H. Sahli et al., «Radiochemical separation of actinides from environmental samples for determination with DF-ICP-MS and alpha spectrometry», Radiochim. Acta, no. 93, pp. 249-257, 2005. M. Ayranov, U. Krähenbühl, H. Sahli et al., «Radiochemical separation of actinides from environmental samples for determination with DF-ICP-MS and alpha spectrometry», Radiochim. Acta, no. 93, pp. 249-257, 2005. S. Ballestra, R. Fukai, «An improved radiochemical procedure for low-level measurements of americium in environmental matrices», Talanta, vol. 30, no. 1, pp. 45-48, 1983. S. Ballestra, R. Fukai, «An improved radiochemical procedure for low-level measurements of americium in environmental matrices», Talanta, vol. 30, no. 1, pp. 45-48, 1983. P.L. Brown, A.V. Matyskin, C. Ekberg, «The aqueous chemistry of radium», Radiochimica Acta, vol. 110, Is. 6-9. URL: https://www.degruyter.com/document/doi/10.1515/ract-2021-1141/html (дата обращения: 30.08.2022). P.L. Brown, A.V. Matyskin, C. Ekberg, «The aqueous chemistry of radium», Radiochimica Acta, vol. 110, Is. 6-9. URL: https://www.degruyter.com/document/doi/10.1515/ract-2021-1141/html (data obrascheniya: 30.08.2022). J.M. Cleveland, A.H. Mullin, «Speciation of plutonium and americium in ground waters from the radioactive waste management complex, Idaho national engineering laboratory», Idaho, U.S. Geological Survey, Water-Resources Investigations Report 93-4035, Denver, Colorado, 1993. URL: https://pubs.usgs.gov (дата обращения: 09.08.2022). J.M. Cleveland, A.H. Mullin, «Speciation of plutonium and americium in ground waters from the radioactive waste management complex, Idaho national engineering laboratory», Idaho, U.S. Geological Survey, Water-Resources Investigations Report 93-4035, Denver, Colorado, 1993. URL: https://pubs.usgs.gov (data obrascheniya: 09.08.2022). K.J. Cantrell, A.R. Felmy, «Plutonium and Americium Geochemistry at Hanford: A Site-Wide Review», 2012, Pacific Northwest National Laboratory Richland, Washington 99352. URL: https://www.pnnl.gov (дата обращения: 09.08.2022). K.J. Cantrell, A.R. Felmy, «Plutonium and Americium Geochemistry at Hanford: A Site-Wide Review», 2012, Pacific Northwest National Laboratory Richland, Washington 99352. URL: https://www.pnnl.gov (data obrascheniya: 09.08.2022). I. Goroncy, A. Meyer, J. Herrmann, S. Schmied, «Procedure for determining the activity concentrations of plutonium, americium and curium in sea water by alpha spectrometry». URL: https://www.bmuv.de (дата обращения: 09.08.2022). I. Goroncy, A. Meyer, J. Herrmann, S. Schmied, «Procedure for determining the activity concentrations of plutonium, americium and curium in sea water by alpha spectrometry». URL: https://www.bmuv.de (data obrascheniya: 09.08.2022). E. Holm, S. Ballestra, R. Fukai, A method for ion-exchange separation of low levels of americium in environmental materials // Talanta, 1979, Vol. 26, Is. 9, 791-794. E. Holm, S. Ballestra, R. Fukai, A method for ion-exchange separation of low levels of americium in environmental materials // Talanta, 1979, Vol. 26, Is. 9, 791-794. X. Hou, P. Roos, «Critical comparison of radiometric and mass spectrometric methods for the determination of radionuclides in environmental, biological and nuclear waste samples». URL: http://projects.itn.pt (дата обращения: 09.08.2022). X. Hou, P. Roos, «Critical comparison of radiometric and mass spectrometric methods for the determination of radionuclides in environmental, biological and nuclear waste samples». URL: http://projects.itn.pt (data obrascheniya: 09.08.2022). ISO 13167:2015. Water quality - Plutonium, americium, curium and neptunium - Test method using alpha spectrometry. URL: https://www.iso.org (дата обращения: 02.08.2022). ISO 13167:2015. Water quality - Plutonium, americium, curium and neptunium - Test method using alpha spectrometry. URL: https://www.iso.org (data obrascheniya: 02.08.2022). R. Jakopic, P. Tavcar, L. Benedik, «Sequential determination of Pu and Am radioisotopes in environmental samples; a comparison of two separation procedures», Applied Radiation and Isotopes, no. 65, pp. 504-511, 2007. R. Jakopic, P. Tavcar, L. Benedik, «Sequential determination of Pu and Am radioisotopes in environmental samples; a comparison of two separation procedures», Applied Radiation and Isotopes, no. 65, pp. 504-511, 2007. M. Krachler, R. Alvarez-Sarandes, S. Van-Winckel, «Elemental and isotopic analysis of americium in non-separated spent fuels using high resolution ICP-OES and sector field ICP-MS», J. Anal. At. Spectrom., no. 29, pp. 817-824, 2014. M. Krachler, R. Alvarez-Sarandes, S. Van-Winckel, «Elemental and isotopic analysis of americium in non-separated spent fuels using high resolution ICP-OES and sector field ICP-MS», J. Anal. At. Spectrom., no. 29, pp. 817-824, 2014. M.F. l’Annunziata, «Handbook of Radioactivity Analysis», vol. 2: Radioanalytical Applications, Academic Press, 4th edition, p. 1074, 2020. M.F. l’Annunziata, «Handbook of Radioactivity Analysis», vol. 2: Radioanalytical Applications, Academic Press, 4th edition, p. 1074, 2020. F.R. Livens, D.L. Singleton, «Evaluation of methods for the radiometric measurement of americium-241 in environmental samples», ANALYST, vol. 114, pp. 1097-1101, 1989. F.R. Livens, D.L. Singleton, «Evaluation of methods for the radiometric measurement of americium-241 in environmental samples», ANALYST, vol. 114, pp. 1097-1101, 1989. E. Mathew, V.M. Matkar, K.C. Pillai, «Determination of plutonium, americium and curium in environmental materials», Journal of Radioanalytical Chemistry, vol. 62, no. 1-2, 267-278, 1981. E. Mathew, V.M. Matkar, K.C. Pillai, «Determination of plutonium, americium and curium in environmental materials», Journal of Radioanalytical Chemistry, vol. 62, no. 1-2, 267-278, 1981. H. Michel, D. Levent, V. Barci et al., «Sequential determination of natural (232Th, 238U) and anthropogenic (137Cs, 90Sr, 241Am, 239+240Pu) radionuclides in environmental matrix». URL: https://inis.iaea.org (дата обращения: 09.08.2022). H. Michel, D. Levent, V. Barci et al., «Sequential determination of natural (232Th, 238U) and anthropogenic (137Cs, 90Sr, 241Am, 239+240Pu) radionuclides in environmental matrix». URL: https://inis.iaea.org (data obrascheniya: 09.08.2022). Y. Miyamoto, K. Yasuda, «Anion-exchange separation of americium and the lanthanides using a single column», J. of Nuclear and Radiochemical Sciences, vol. 18, pp. 13-15, 2018. Y. Miyamoto, K. Yasuda, «Anion-exchange separation of americium and the lanthanides using a single column», J. of Nuclear and Radiochemical Sciences, vol. 18, pp. 13-15, 2018. M. Nilsson, K.L. Nash, «TALSPEAK Chemistry in advanced nuclear fuel cycles». URL: https://inis.iaea.org (дата обращения: 09.08.2022). M. Nilsson, K.L. Nash, «TALSPEAK Chemistry in advanced nuclear fuel cycles». URL: https://inis.iaea.org (data obrascheniya: 09.08.2022). Sz. Osvath, N. Vajda, Zs. Molnar, «Development of a complex method for the determination of actinoides», J. Radioanal. Nucl. Chem., no. 281, pp. 461-465, 2009. Sz. Osvath, N. Vajda, Zs. Molnar, «Development of a complex method for the determination of actinoides», J. Radioanal. Nucl. Chem., no. 281, pp. 461-465, 2009. Rapid radiochemical method for americium-241 in water for environmental remediation following homeland security events (EPA 402-R-10-001a). URL: https://www.epa.gov (дата обращения: 12.10.2022). Rapid radiochemical method for americium-241 in water for environmental remediation following homeland security events (EPA 402-R-10-001a). URL: https://www.epa.gov (data obrascheniya: 12.10.2022). N. Saito, «Selected data on ion exchange separations in radioanalytical chemistry», URL: http://publications.iupac.org (дата обращения: 09.08.2022). N. Saito, «Selected data on ion exchange separations in radioanalytical chemistry», URL: http://publications.iupac.org (data obrascheniya: 09.08.2022). N.A. Talvitie, «Electrodeposition of actinides for alpha spectrometric determination», Analytical Chemistry, vol. 44, no. 2, 280-283, 1972. N.A. Talvitie, «Electrodeposition of actinides for alpha spectrometric determination», Analytical Chemistry, vol. 44, no. 2, 280-283, 1972. UNSCEAR 2008 REPORT, vol. II. https://www.unscear.org (дата обращения: 02.08.2022). UNSCEAR 2008 REPORT, vol. II. https://www.unscear.org (data obrascheniya: 02.08.2022). N. Vajda, C.K. Kim, «Determination of 241Am isotope: a review of analytical methodology», J. Radioanal. Nucl. Chem., no. 284, pp. 341-366, 2010. N. Vajda, C.K. Kim, «Determination of 241Am isotope: a review of analytical methodology», J. Radioanal. Nucl. Chem., no. 284, pp. 341-366, 2010. P.E. Warwick, I.W. Croudace, R. Carpenter, «Review of analytical techniques for the determination of americium-241 in soils and sediments», Appl. Radiat. Isot., vol. 47, no. 7, pp. 627-642, 1996. P.E. Warwick, I.W. Croudace, R. Carpenter, «Review of analytical techniques for the determination of americium-241 in soils and sediments», Appl. Radiat. Isot., vol. 47, no. 7, pp. 627-642, 1996. A. Yamato, «An anion exchange method for the determination of 241Am and plutonium in environmental and biological samples», J. of Radioanal. Chem., vol. 75, no. 1-2, pp. 265-273, 1982. A. Yamato, «An anion exchange method for the determination of 241Am and plutonium in environmental and biological samples», J. of Radioanal. Chem., vol. 75, no. 1-2, pp. 265-273, 1982. H. Zhang, X. Hou, J. Qiao, J. Lin, «Determination of 241Am in Environmental Samples: a review», URL: https://www.mdpi.com/1420-3049/27/14/4536/htm (дата обращения: 15.08.2022). H. Zhang, X. Hou, J. Qiao, J. Lin, «Determination of 241Am in Environmental Samples: a review», URL: https://www.mdpi.com/1420-3049/27/14/4536/htm (data obrascheniya: 15.08.2022). URL: https://remm.hhs.gov/ANL_ContaminantFactSheets_All_070418.pdf (дата обращения: 10.08.2022). URL: https://remm.hhs.gov/ANL_ContaminantFactSheets_All_070418.pdf (data obrascheniya: 10.08.2022).