核纯铀和铀化合物中微量和超微量杂质元素分析的新技术PDF电子书下载

前言 1

第一章核纯铀和铀化合物的标准规格、标准物质和标准 1

测试方法 1

目 录 1

一、核纯铀产品的标准规格 2

二、核纯铀产品的标准物质 6

（一）核产品标准物质的国内外状况 6

（二）我国U3O8标准物质的研制与特点 8

三、核纯铀和铀化合物的标准测试方法 13

参考文献 18

第二章萃淋树脂萃取色谱分离法在核纯铀和铀化合物 19

杂质元素分析中的应用 19

（一）萃淋树脂的发展 20

一、萃淋树脂的研制与性质 20

（二）萃淋树脂的制备 22

1．浸渍法 22

2．悬浮聚合法 22

（三）萃淋树脂的性质 23

1．几种萃淋树脂的最佳吸附介质酸度 23

2．几种萃淋树脂的物理性能 24

3．使用寿命比较 24

4．萃淋树脂的活性物质的水溶性及水解 24

二、萃淋树脂－萃取色谱分离法的基本原理 25

（一）基本原理 25

（二）色谱柱参数 28

（一）CL-TBP萃淋树脂应用于大量杂质元素与微量铀的 30

分离 30

三、萃淋树脂－萃取色谱分离法在铀与杂质元素分离中的 30

应用 30

（二）CL-5208萃淋树脂应用于铀和铀化合物中大量铀与微量杂质元素的分离 34

（三）CL-5209萃淋树脂在铀与杂质元素分离中的应用 36

参考文献 41

第三章时间分辨激光－荧光光度法测定核纯铀和铀化合 43

物中的钐、铕、铽、镝和硼 43

一、基本原理及特点 44

（一）实验装置 44

（二）荧光平均寿命的测量 45

（三）配合物的发光机理 48

（四）方法的主要特点 51

二、实验设备与仪器 54

（一）自行组装的实验装置 54

（三）LMA-1型激光微量物质分析仪 55

（二）改装UA-3型铀分析仪 55

三、应用实例 56

（一）时间分辨激光－荧光光度法测定U3O8中的痕量钐、铕、铽和镝 56

（二）时间分辨激光－荧光光度法测定U3O8中的痕量硼 61

参考文献 65

第四章电感耦合高频等离子体－原子发射光谱法分析核 67

纯铀和铀化合物中的杂质元素 67

一、引言 67

二、基本原理 69

三、ICP光源 71

（一）ICP的形成 71

（二）ICP的环状结构与样品的注入 72

（三）ICP的温度分布 73

（四）ICP的发光特性 73

（六）ICP的非热平衡特性及亚稳态氩原子在激发过程中的作用 74

（五）ICP的薄层发射源性质 74

（八）ICP-AES的分析性能 75

（七）元素粒子在ICP炬中的滞留时间 75

四、ICP-AES的仪器装置 76

（一）高频发生器 76

（二）炬管和工作气体 78

（三）水平式ICP装置与竖直式ICP装置性能的比较 80

（四）进样系统 85

1．溶液气溶胶进样系统 86

（1）玻璃同心气动雾化器 86

（2）直角型气动雾化器 87

（3）超声雾化器 87

（5）去溶进样系统 89

（6）不去溶进样系统 89

（4）雾化效率 89

2．分开气化进样系统 90

（1）化学发生气化法 91

（2）电热气化进样系统 92

3．固体粉末直接进样系统 94

（五）ICP光谱仪器 94

五、试样溶解和化学分离 100

（一）试样溶解 100

（二）化学分离 103

1．溶剂萃取法 103

2．萃取色谱分离法 105

3．离子交换分离法 106

4．其它分离方法 107

六、ICP-AES光谱测定方法 107

1．化学分离后的测定 108

（一）ICP-AES测定铀和铀化合物中的杂质元素 108

2．直接测定 114

（二）ICPAES与其它光源的光谱分析方法的比较 117

七、ICP-AES的干扰效应与消除 133

（一）光谱的干扰 133

（二）雾化和去溶干扰 133

（三）化学干扰 134

（四）电离干扰 134

（五）干扰的消除 134

八、方法的检出限、精密度、准确度及标准物质 135

（一）检出限的定义和测量方法 135

（二）准确度和精密度 137

（三）标准物质 138

参考文献 138

一、概论 145

二、基本原理 145

第五章原子吸收光谱法测定核纯铀和铀化合物中的杂质 145

元素 145

（一）原子结构和原子能级 146

（二）原子能级的波尔兹曼分布 147

（三）定量分析 148

（四）谱线变宽 149

三、仪器与设备 150

（一）原子吸收光谱仪的实验系统 150

（二）原子化器 150

1．火焰原子化与燃气 150

2．电热原子化器 153

四、干扰与消除方法 154

（二）化学干扰与消除 155

（一）光谱干扰与消除 155

（三）物理干扰与校正 157

五、各种新技术的发展 158

（一）火焰原子吸收光谱法 159

1．试剂的增感技术 159

2．原子捕集技术 159

3．流动注射（FI）技术 162

（1）FI采样法 163

（2）FI稀释法 164

（3）FI合并带法 165

（4）FI校正技术 165

（5）FI预浓集技术 166

（二）氢化物形成和冷蒸气原子吸收光谱法 170

（三）石墨炉原子吸收光谱法 172

1．石墨管原子化器的结构形式和组分 173

（1）难熔金属碳化物石墨管 173

（2）热解涂层石墨管 173

（3）全热解石墨管 174

2．L′vov石墨平台与钽平台 175

（1）L′vov石墨平台 175

（2）L′vov钽平台 177

3．基体改进效应或待测元素改进效应 179

六、原子吸收光谱法测定铀和铀化合物中的杂质元素 182

（一）直接测定法 183

（二）测定前铀与待测元素的分离方法 186

1．蒸馏分离法 186

2．离子交换分离法 186

3．溶剂萃取分离法 187

4．萃取色谱分离法 193

5．萃淋树脂萃取色谱法 195

七、推荐的标准方法 200

（一）铀矿石浓缩物中钾和钠的测定 200

（二）铀矿石浓缩物中铁、钙、镁、钼、钛、钒的测定 202

（三）原子吸收光谱法测定UF6中的金属杂质 204

（四）原子吸收光谱法测定UF6中的钌 208

参考文献 210

第六章质谱同位素稀释法测定核纯铀和铀化合物中的 218

痕量杂质元素 218

一、热表面电离质谱同位素稀释分析 218

（一）IDMS分析的原理和特点 219

1．方法的原理 219

2．方法的灵敏度 221

4．方法的准确度 222

3．方法的选择性 222

5．方法的应用 223

6．方法的误差 224

（二）IDMS分析技术的若干新进展 227

1．质谱负离子表面电离技术 228

2．物理、化学电离技术 234

3．多元素同时测定技术 236

4．IDMS分析中的干扰及消除方法 237

5．试剂纯化水平的提高 252

6．适于IDMS分析的新质谱计 255

（三）热电离IDMS测定铀和铀化合物中的痕量杂质 259

元素 259

1．IDMS分析中化学处理的特点 259

2．IDMS法测定铀化合物中的痕量硼 261

3．IDMS法测定U3O8中的痕量钍 265

4．IDMS法测定铀化合物中的痕量铅 270

5．IDMS法测定铀化合物中的痕量钐、铕、钆和镝 275

6．质谱半定量法测定UF6中的烃、氯代烃及部分卤代烃 291

二、火花源质谱及火花源质谱同位素稀释分析 295

（一）SSMS方法的基本原理和特点 295

（二）SSMS的定量手段 296

1．标准样品法 296

2．内标法 296

3．增值法 296

4．同位素稀释法 297

（三）SSMS技术的若干新进展 298

1．同位素稀释技术的应用 298

2．化学火花源质谱法（CSSMS）的应用 298

元素 299

1．SSMS法测定UO2中16种杂质元素 299

（四）SSMS及SSMS-ID法测定铀化合物中的痕量杂质 299

3．电测和微处理机的应用 299

2．SSMS法测定UF4中的钐、铕、钆和镝 303

3．SSMS-ID法测定U3O8中的钐、铕、钆和镝 305

三、ICP-MS和ICP-MS-ID分析 307

（一）ICP-MS的原理 308

（二）ICP-MS的特点 309

（三）ICP-MS的应用 311

1．电子工业 311

2．地质科学 313

3．环境分析 313

4．核工业 314

（四）激光熔样等离子体质谱（LA-ICP-MS）测定铀化 315

合物中17种杂质元素 315

参考文献 317

第七章铀的同位素质谱分析法 326

一、质谱分析的原理 327

（一）离子源 327

（二）质量分析器 327

（三）离子检测器 331

二、电子轰击法分析铀同位素 332

（一）双标准样品法分析铀同位素 332

1．仪器设备 332

2．分析规程 333

（二）单标准样品法分析铀同位素 336

1．仪器设备 336

2．分析规程 337

3．计算 339

三、热表面电离法分析铀同位素 340

（一）热表面电离法的特点 341

（二）单灯丝热表面电离离子源 342

（三）多灯丝热表面电离离子源 342

（四）多灯丝热表面电离法分析233U的丰度 343

四、热表面电离法分析铀同位素的若干技术进展 346

（一）多离子检测技术 346

（二）高丰度灵敏度分析 349

（三）激光熔样等离子体质谱分析铀同位素 352

（四）铀同位素标准物质的研制 352

1．使用同位素标准物质的意义 353

2．同位素标准物质的研制和定值 354

3．国外铀同位素标准物质的研制情况 356

4．国内铀同位素标准物质的研制情况 357

（五）233U单内标同位素稀释法准确测定435U与238U的丰度比 362

参考文献 365