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[摘要]用分光光度法和中子活化分析法测定了同一铀矿石不同粒度的样品中铀的含量，并对两种方法的结果进行了比较。对四组不同粒度的样品的分析结果显示，分光光度法的结果略高于中子活化分析的结果。两种方法结果都表明，单位质量的矿石中铀的含量随粒度减小而增加。用中子活化分析U的不确定度小于1%；分光光度法的相对标准偏差优于8%，在误差范围内与活化分析的结果保持一致，其值略高于活化分析的结果。
[关键词]矿石中铀的含量 分光光度法 CL-TBP萃淋树脂 中子活化分析
中图分类号：O69文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2008）1220001－01
一、实验
分光光度法：用盐酸、过氧化氢和氢氟酸将矿石充分溶解后蒸干，将介质转化成浓度为5mol/L的硝酸，过滤，滤液置于25mL的容量瓶中，用5mol/L的硝酸定容。取5mL该溶液于柱体积约1.5mL的CL-TBP萃淋树脂吸附柱上进行富集和分离，用5mol/L的硝酸淋洗其它共存离子，用去离子水将铀解吸于10mL的容量瓶中并定容。取铀的解吸液于10mL的容量瓶中，加入显色剂偶氮胂III溶液，用氯乙酸- 氯乙酸钠缓冲液定容后进行光度测量，用标准曲线法计算铀的含量。
中子活化分析：铀矿样品置于中国原子能科学研究院的实验性微堆的中心孔道照射，238U发生238U（n-γ）239U活化反应，用高纯锗探测器测量239U发出的分支比为48.1%能量为74.664Kev的γ射线的强度，再根据239U的半衰期推算出样品中铀元素的含量。
二、结果与讨论
（一）分光光度法分析铀
1．铀的显色条件及标准曲线
在分光光度法测定微量铀的主要体系[1]中，偶氮胂Ⅲ体系灵敏，并可以消除钙、铁等离子的干扰，因而本工作选用偶氮胂Ⅲ显色体系。用质量分数为0.05%的偶氮胂Ⅲ做显色剂，加入量取1ml；选用PH值为2.5即0.4mol/L氯乙酸-0.4mol/L氯乙酸钠溶液作为缓冲溶液。在该体系下做出吸光度随波长变化的曲线，其最大吸收峰在652nm处，因此本实验选择在652nm处进行光度测量。
2．铀的标准曲线
在本实验选定的显色体系下对浓度从0.1959μg/mL到8.8155μg/mL的14个不同的铀溶液样品铀溶液进行光度测量，将测量结果进行线性回归拟和，得到标准曲线公式为：y=0.2038x-0.0049，R2=0.9997
其中，y为吸光值，x为铀浓度，以该曲线计算所测溶液中铀的含量。
3．酸度及吸附液体积对铀吸附的影响
铀在CL-TBP萃淋树脂上的分配比受酸度影响较大，当硝酸的浓度为5mol/L时[2]，铀可被完全吸附，吸附体积在5-50mL之间对铀的吸附也无影响；AL，Ni，Cr，Mo，Re，Sr，Se，Ru，Nb，Rb等离子在该酸度下在CL-TBP萃淋树脂上均无吸附。为此本实验的吸附液以浓度为5mol/L的HNO3做介质，吸附体积为5ml。
4．淋洗体积的确定
用浓度为5mol/L的硝酸淋洗共存离子，测量结果显示在该条件下铀不会被淋洗下来；用去离子水解吸铀，结果显示第4个柱体积后铀基本被完全淋洗下来，回收率为95.113%-101.7088%。实验时，取5mL矿石溶解液上柱吸附，用10个柱体积的硝酸进行洗涤，用6个柱体积的去离子水淋洗铀。
（二）中子活化分析铀的含量
采用相对分析法，即用已知质量的标准样品和待测样品在相同条件下活化和测量，则测得的放射性核素的γ射线的绝对强度与其质量成比例关系。设标准样品中238U的质量为m0，测得239U的净计数为C0，测得矿石样品中239U的计数为C，在测量时间、冷却时间和中子通量相同的情况下，矿石样品中238U的质量m可表示为：
m=(m0c/c0)
（三）两种方法对不同粒度铀矿中铀含量测量结果的比较
用分光光度法对4个不同粒度的同一铀矿石进行测量，每个粒度的铀矿取3个样进行平行实验，取其平均值，其结果与中子活化分析的结果列于表1。
从表一的结果可以看出，用本方法分析的结果与中子活化分析的结果符合的较好。两种方法的结果都显示，同一铀矿不同粒度的样品铀的品位随目数的增大及粒度变小而增加，其可能原因是矿石粉末越细，铀的分布越均匀。
三、结论
用酸法溶解铀矿，在硝酸体系中用CL-TBP萃淋树脂分离铀，用分光光度法测量铀矿石的品位，流程简单，操作简便。用CL-TBP色层柱富集分离铀的回收率为95.113%-101.7088%。该方法的相对标准偏差优于8%，与中子活化分析的相对误差优于5%。该方法步骤和影响因素多，容易受杂质影响，误差较大，但仪器设备简单，操作方便。中子活化分析法可多元素同时分析，无须进行定量分离，精度高，其探测下限可达10-10--10-14g，分析速度快、准确度高。用该方法进行分析时，需要反应堆和分辨率好的高纯锗探测器等价格高昂的设备，只能在有条件的单位才能进行。
参考文献：
[1]T.M.Florence，铀的分光光度法测定[J]，国外放射性地质，1976，(3)；56-60.
[2]张丽华等，分光光度法测定高放废液中的铀[J]，CNIC-01879.
作者简介：
姚介，四川内江人，南华大学核科学与核技术学院辐射防护与环境保护专业，研究生；肖德涛，南华大学核科学与核技术学院院长，博士生导师，教授，著名辐射防护专家；唐泉，放射化学博士，副教授。
[关键词]矿石中铀的含量 分光光度法 CL-TBP萃淋树脂 中子活化分析
中图分类号：O69文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2008）1220001－01
一、实验
分光光度法：用盐酸、过氧化氢和氢氟酸将矿石充分溶解后蒸干，将介质转化成浓度为5mol/L的硝酸，过滤，滤液置于25mL的容量瓶中，用5mol/L的硝酸定容。取5mL该溶液于柱体积约1.5mL的CL-TBP萃淋树脂吸附柱上进行富集和分离，用5mol/L的硝酸淋洗其它共存离子，用去离子水将铀解吸于10mL的容量瓶中并定容。取铀的解吸液于10mL的容量瓶中，加入显色剂偶氮胂III溶液，用氯乙酸- 氯乙酸钠缓冲液定容后进行光度测量，用标准曲线法计算铀的含量。
中子活化分析：铀矿样品置于中国原子能科学研究院的实验性微堆的中心孔道照射，238U发生238U（n-γ）239U活化反应，用高纯锗探测器测量239U发出的分支比为48.1%能量为74.664Kev的γ射线的强度，再根据239U的半衰期推算出样品中铀元素的含量。
二、结果与讨论
（一）分光光度法分析铀
1．铀的显色条件及标准曲线
在分光光度法测定微量铀的主要体系[1]中，偶氮胂Ⅲ体系灵敏，并可以消除钙、铁等离子的干扰，因而本工作选用偶氮胂Ⅲ显色体系。用质量分数为0.05%的偶氮胂Ⅲ做显色剂，加入量取1ml；选用PH值为2.5即0.4mol/L氯乙酸-0.4mol/L氯乙酸钠溶液作为缓冲溶液。在该体系下做出吸光度随波长变化的曲线，其最大吸收峰在652nm处，因此本实验选择在652nm处进行光度测量。
2．铀的标准曲线
在本实验选定的显色体系下对浓度从0.1959μg/mL到8.8155μg/mL的14个不同的铀溶液样品铀溶液进行光度测量，将测量结果进行线性回归拟和，得到标准曲线公式为：y=0.2038x-0.0049，R2=0.9997
其中，y为吸光值，x为铀浓度，以该曲线计算所测溶液中铀的含量。
3．酸度及吸附液体积对铀吸附的影响
铀在CL-TBP萃淋树脂上的分配比受酸度影响较大，当硝酸的浓度为5mol/L时[2]，铀可被完全吸附，吸附体积在5-50mL之间对铀的吸附也无影响；AL，Ni，Cr，Mo，Re，Sr，Se，Ru，Nb，Rb等离子在该酸度下在CL-TBP萃淋树脂上均无吸附。为此本实验的吸附液以浓度为5mol/L的HNO3做介质，吸附体积为5ml。
4．淋洗体积的确定
用浓度为5mol/L的硝酸淋洗共存离子，测量结果显示在该条件下铀不会被淋洗下来；用去离子水解吸铀，结果显示第4个柱体积后铀基本被完全淋洗下来，回收率为95.113%-101.7088%。实验时，取5mL矿石溶解液上柱吸附，用10个柱体积的硝酸进行洗涤，用6个柱体积的去离子水淋洗铀。
（二）中子活化分析铀的含量
采用相对分析法，即用已知质量的标准样品和待测样品在相同条件下活化和测量，则测得的放射性核素的γ射线的绝对强度与其质量成比例关系。设标准样品中238U的质量为m0，测得239U的净计数为C0，测得矿石样品中239U的计数为C，在测量时间、冷却时间和中子通量相同的情况下，矿石样品中238U的质量m可表示为：
m=(m0c/c0)
（三）两种方法对不同粒度铀矿中铀含量测量结果的比较
用分光光度法对4个不同粒度的同一铀矿石进行测量，每个粒度的铀矿取3个样进行平行实验，取其平均值，其结果与中子活化分析的结果列于表1。
从表一的结果可以看出，用本方法分析的结果与中子活化分析的结果符合的较好。两种方法的结果都显示，同一铀矿不同粒度的样品铀的品位随目数的增大及粒度变小而增加，其可能原因是矿石粉末越细，铀的分布越均匀。
三、结论
用酸法溶解铀矿，在硝酸体系中用CL-TBP萃淋树脂分离铀，用分光光度法测量铀矿石的品位，流程简单，操作简便。用CL-TBP色层柱富集分离铀的回收率为95.113%-101.7088%。该方法的相对标准偏差优于8%，与中子活化分析的相对误差优于5%。该方法步骤和影响因素多，容易受杂质影响，误差较大，但仪器设备简单，操作方便。中子活化分析法可多元素同时分析，无须进行定量分离，精度高，其探测下限可达10-10--10-14g，分析速度快、准确度高。用该方法进行分析时，需要反应堆和分辨率好的高纯锗探测器等价格高昂的设备，只能在有条件的单位才能进行。
参考文献：
[1]T.M.Florence，铀的分光光度法测定[J]，国外放射性地质，1976，(3)；56-60.
[2]张丽华等，分光光度法测定高放废液中的铀[J]，CNIC-01879.
作者简介：
姚介，四川内江人，南华大学核科学与核技术学院辐射防护与环境保护专业，研究生；肖德涛，南华大学核科学与核技术学院院长，博士生导师，教授，著名辐射防护专家；唐泉，放射化学博士，副教授。