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铀是广泛存在于自然环境中的长寿命放射性元素,通过饮水和食物链等途径进入人体。正常人体中的铀主要来自于摄入的水、食物和空气;涉铀职业人员体内的铀则主要来源于核燃料循环、核设施运行以及铀同位素应用等过程中的被动摄入。铀被人体摄入后,主要蓄积于肝脏、肾脏和骨骼中,对人体的损伤表现在放射性损伤和化学损伤,根据剂量大小,可引起急性或慢性中毒,诱发多种疾病。铀有三种天然同位素238U、235U和234U,丰度分别为99.27%、0.72%和0.0055%。在放射性核素毒性分组中,234U属于极毒组,235U、238U属于低毒组。由于234U的比活度相当大,虽然其含量低,但是对剂量的贡献却不可忽略。近些年,随着贫铀(235U/238U丰度比约为0.25%)在世界范围内受到越来越多的关注,为了满足放射性危害评价和突发事件应急的需要,准确测量人体尿中总铀含量及其同位素丰度比,估算其剂量贡献是职业危害评价和健康危害评价的重要指标之一,也是保证公众安全应急分析的措施,因此,开展尿中铀及同位素分析方法的研究具有重要的意义。本工作研究了TBP萃淋树脂分离尿中铀、电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)测定铀及其同位素丰度比的方法,优化实验条件并建立了分析流程。主要研究包括以下内容:(1)建立了TBP萃淋树脂快速分离尿样中铀的流程通过铀的标准溶液条件实验,研究了上柱酸度及淋洗酸度、洗脱剂和柱流速对TBP萃淋树脂分离铀的影响,确定样品的上柱酸度和淋洗酸度、柱流速和洗脱剂;配制模拟尿样,研究TBP萃淋树脂对干扰元素的分离、铀的回收率和不同体积样品对分离效果的影响。(2) ICP-MS分析铀同位素丰度比的研究研究了同质异位素和多原子离子干扰、仪器参数、质量偏倚以及死时间对ICP-MS分析铀同位素丰度比精度的影响,确定了最佳仪器参数和质量控制方法,并对质量偏倚和死时间进行校正。(3)建立并应用ICP-MS快速分析方法分析实际尿样中铀和同位素丰度比通过开展TBP萃淋树脂对实际尿样分离的研究,建立了ICP-MS快速分析人体尿中铀及同位素的方法流程,并对实际尿液样品进行了分析,并根据实验结果以及考虑便于实验操作,提出ICP-MS分析尿样中铀及同位素丰度比的最佳流程为:100mL样品预处理,柱流速和上柱酸度分别选择1.2mL/min、5mol/L HNO3,40mL5mol/L HNO3淋洗色层柱,去离子水作为洗脱剂,ICP-MS测定。在此条件下,尿样中铀的回收率达90%以上,净化系数均大于103。(4)对ICP-MS分析实际尿样中铀及同位素丰度比的结果进行不确定度的评定。(5)根据ICRP的剂量系数方法,利用尿中铀浓度结合经验公式计算摄入量,开展内照射剂量的估算,估算结果小于或略高于铀、钍系照射的年有效剂量世界平均值。