Magyar Tudományos Akadémia Kémiai Kutatóközpont Izotópkutató Intézet Sugárbiztonsági Osztály ICP-SFMS alkalmazása radionuklidok meghatározására környezeti.

Az előadások a következő témára: "Magyar Tudományos Akadémia Kémiai Kutatóközpont Izotópkutató Intézet Sugárbiztonsági Osztály ICP-SFMS alkalmazása radionuklidok meghatározására környezeti."— Előadás másolata:

1 Magyar Tudományos Akadémia Kémiai Kutatóközpont Izotópkutató Intézet Sugárbiztonsági Osztály ICP-SFMS alkalmazása radionuklidok meghatározására környezeti mintákban Stefánka Zsolt, Varga Zsolt MTA KK Izotópkutató Intézet Sugárbiztonsági Osztály 1121 Budapest, Konkoly-Thege Miklós út 29-33.

2 Magyar Tudományos Akadémia Kémiai Kutatóközpont Izotópkutató Intézet Sugárbiztonsági Osztály MTA KK Izotópkutató Intézet – ICP-MS laboratórium http://www.iki.kfki.hu/radsec/index.html Dr. Bíró Tamás Varga Zsolt

3 Magyar Tudományos Akadémia Kémiai Kutatóközpont Izotópkutató Intézet Sugárbiztonsági Osztály MTA KK Izotópkutató Intézet – ICP-MS laboratórium Érzékenység: 1,8*10 6 cps /ppb U Felbontás: 300, 4000, 10000

4 Magyar Tudományos Akadémia Kémiai Kutatóközpont Izotópkutató Intézet Sugárbiztonsági Osztály Kutatási területek Ismeretlen eredetű nukleáris minták karakterizálása (urán-oxid) Izotóparány ( 235 U/ 238 U) Nyomelem tartalom Intézet kutatási tevékenységének támogatása Katalízis kutatás (MTA KK IKI Felületkémiai és Katalízis Osztály) Anyagszerkezeti kutatás (MTA KFKI AEKI Anyagszerkezeti Laboratórium) Radionuklidok meghatározása környezeti mintákban Urán meghatározás rekultivációs területen (ELTE Analitikai és Szervetlen Kémia Tsz) Antropogén radionuklidok mérése környezeti mintákban (BME NTI)

5 Magyar Tudományos Akadémia Kémiai Kutatóközpont Izotópkutató Intézet Sugárbiztonsági Osztály Plutónium és amerícium a környezetben Antropogén radionuklidok Légköri atomkísérletek Atomerőművek kiégett fűtőelemei Plutónium 18 izotópja ismert 239 Pu (t 1/2 =24110 év) 240 Pu (t 1/2 = 6537 év) α-bomlás Amerícium 20 izotópja ismert 241 Am (t 1/2 =432 év) α-bomlás Antropogén radionuklidok Környezeti vizsgálat (balesetek, kihullás) Radioaktív hulladékok elhelyezése Izotóparány környezeti mintákban (kor- és eredet meghatározás)

6 Magyar Tudományos Akadémia Kémiai Kutatóközpont Izotópkutató Intézet Sugárbiztonsági Osztály Alkalmazott analitikai módszerek α-spektrometria Egyszerű mérés Alacsony költség Limitált érzékenység és felbontás (pl. 239 Pu, 240 Pu) Hosszú mérési idő TIMS Nagy érzékenység Precizitás Magas költség Kevés berendezés ICP-MS Nagy érzékenység Gyors mérés Spektrális zavaró hatások

7 Magyar Tudományos Akadémia Kémiai Kutatóközpont Izotópkutató Intézet Sugárbiztonsági Osztály ICP-MS mérés – Zavaró hatások IzotópInterferencia 239 Pu 238 U 1 H + 204 Pb 35 Cl + 199 Hg 40 Ar + 240 Pu 200 Hg 40 Ar + 204 Pb 36 Ar + 241 Am 206 Pb 35 Cl + 242 Pu 202 Hg 40 Ar + 207 Pb 35 Cl +

8 Magyar Tudományos Akadémia Kémiai Kutatóközpont Izotópkutató Intézet Sugárbiztonsági Osztály Mintaelőkészítés Főbb szempontok Minta oldása Koncentrálása Zavaró komponensek eltávolítása, tisztítás Lehetőség egy mintából több radionuklid mérésére Mikrohullámú feltárásDúsítás (CaF 2 csapadék) Centrifugálás, mosás, feloldásElválasztás (UTEVA) Elválasztás (TRU) urán, tórium Amerícium - 4 M HCl Plutónium - 0,1 M ammónium-oxalát

9 Magyar Tudományos Akadémia Kémiai Kutatóközpont Izotópkutató Intézet Sugárbiztonsági Osztály Tracer spektrum, 242 Pu 20 pg/g 242 Pu Érzékenység: 1300 cps (pg/g)

10 Magyar Tudományos Akadémia Kémiai Kutatóközpont Izotópkutató Intézet Sugárbiztonsági Osztály Vakminta, Pu frakció 239 Pu 20 cps 240 Pu 12 cps 241 Pu 18 cps

11 Magyar Tudományos Akadémia Kémiai Kutatóközpont Izotópkutató Intézet Sugárbiztonsági Osztály Vakminta, Am frakció 241 Am 139 cps

12 Magyar Tudományos Akadémia Kémiai Kutatóközpont Izotópkutató Intézet Sugárbiztonsági Osztály Hitelesített referencia anyag- IAEA 384, üledék minta Plutónium frakció

13 Magyar Tudományos Akadémia Kémiai Kutatóközpont Izotópkutató Intézet Sugárbiztonsági Osztály Hitelesített referencia anyag - IAEA 384, üledék minta Amerícium frakció

14 Magyar Tudományos Akadémia Kémiai Kutatóközpont Izotópkutató Intézet Sugárbiztonsági Osztály Eredmények – CRM (IAEA 384) Mért érték Hitelesített érték 239 Pu90,8-100,4 Bq/kg 85-109 Bq/kg 240 Pu17,2-20,2 Bq/kg 14,0-19,2 Bq/kg 239 Pu+ 240 Pu108-120,6 Bq/kg 105-110 Bq/kg 240 Pu/ 239 Pu0,0506-0,05600,0479-0,0515 241 Am<13,2 Bq/kg 6,7-7,6 Bq/kg 241-es tömegszámon interferencia csökkentése (PbCl + ) Nagyobb mintamennyiség feldolgozása

15 Magyar Tudományos Akadémia Kémiai Kutatóközpont Izotópkutató Intézet Sugárbiztonsági Osztály Összefoglalás A kidolgozott módszer alkalmas környezeti mintákban Pu meghatározására. A hagyományos eljárásoknál gyorsabb eredményt nyújt: minta- előkészítés 6minta/ nap, mérési idő 10 perc/ minta. A kimutatási határ javítása érdekében a zavaró elemek még hatékonyabb elválasztása szükséges. További radionuklidok (pl. Np, Th) meghatározására van lehetőség a szekvenciális elválasztás fejlesztésével.

16 Magyar Tudományos Akadémia Kémiai Kutatóközpont Izotópkutató Intézet Sugárbiztonsági Osztály Köszönetnyilvánítás Vajda Nóra, BME Nukleáris Technika Intézet Országos Atomenergia Hivatal (OAH-ÁNI-ABA-03/05)