RADIOAKTÍV STRONCIUM IZOTÓPOKMEGHATÁROZÁSA KÖRNYEZETI

MINTÁKBAN ÉSTEJBEN, NORMÁL ÉS BALESETI

KÖRÜLMÉNYEKKÖZÖTT

Groska Judit, Molnár Zsuzsa, Bokori Edit, Vajda Nóra

Radanal Kft.

Hasadási lánc hozam

Stroncium elválasztás:

1. Klasszikus módszer – Sr elválasztása csapadékképzéssel

2. Y elválasztása folyadék-folyadék extrakcióval

3. Sr elválasztása extrakciós kromatográfiával – Sr szelektív

koronaéterrel

ISO 18589-5. 2009.Measurement of radioactivity in the environment - Soil - Part

5: Measurement of strontium.

Sr gyanta

• Sr szelektív koronaéter inert hordozóra kötve• Forgalmazza: Eichrom – USA és Triskem –

Európa, Ázsia, Afrika• Költség: drága gyanta – de mintától függően

10-15 alkalommal újrahasználható

Sr oszlop:

3 g Sr gyanta 8 cm magasan oszlopba töltve• Formázás: 3 M HNO3

• Terhelés: 30 ml 3 M HNO3

• Mosás: 70 ml 3 M HNO3

• Sr elúció: 30 ml desztillált vízOszlopregenerálás: 100 ml EDTA, 100 ml desztillált víz

Alkalmazási területek:

Figyelőkutak monitorozása

Folyékony radioaktív hulladékok vizsgálata

Baleseti helyzetekben tej vizsgálata - gyors módszer

o Módosított gyors módszer

Alapmódszer

Előkoncentrálás

Sr elválasztás

Forráskészítés

Kitermelés mérés AAS-sel

Mérés

Vas hidroxid csapadék

pH 7

szűrlet

oxalát csapadék

pH 5

csapadék

Roncsolás, oldás 3 M HNO3-ban

EC Sr oszlopon (3g, 8 cm)

terhelés

mosás: 3 M HNO3

Sr elúció: desztillált víz

oxalát csapadék

pH 5

csapadék oldása 1 M HNO3-ban

AAS

Cserenkov vagy LSC

Sr

elv

álas

ztás

Sr f

orr

ásM

éré

sEl

őko

nce

ntr

álás

Alapmódszer

Talajvíz: 50-100 l

Kationcserélő

eluátum

AlapmódszerVas hidroxid csapadék

pH 7

szűrlet

oxalát csapadék

pH 5

csapadék

Roncsolás, oldás 3 M HNO3-ban

EC Sr oszlopon (3g, 8 cm)

terhelés

mosás: 3 M HNO3

Sr elúció: desztillált víz

oxalát csapadék

pH 5

csapadék oldása 1 M HNO3-ban

AAS

LSC

Elő

kon

cen

trál

ásSr

elv

álas

ztás

Sr f

orr

ásM

éré

s

Figyelőkutakmonitorozása

Folyékony radioaktívhulladékok

Feltárás

10 mg Sr hordozó

AlapmódszerVas hidroxid csapadék

pH 7

szűrlet

oxalát csapadék

pH 5

csapadék

Roncsolás, oldás 3 M HNO3-ban

EC Sr oszlopon (3g, 8 cm)

terhelés

mosás: 3 M HNO3

Sr elúció: desztillált víz

oxalát csapadék

pH 5

csapadék oldása 1 M HNO3-ban

AAS

LSC 1 és LSC 2

Sr

elv

álas

ztás

Sr f

orr

ásM

éré

s

Folyékony radioaktív

hulladék: 1-100 ml

Elő

kon

cen

trál

ás

Gyors módszerTej: 250 ml

10 mg Sr hordozó

Kationcserélő

pH 5,4; Dowex 50W-X8 (30 ml)

mosás: meleg desztillált víz

Sr elúció: 4 M NaCl

EC Sr oszlopon (3g)

terhelés

mosás: 8 M HNO3

Sr elúció: desztillált víz

Karbonát csapadék

pH 5

csapadék oldása 1 M HNO3-ban

AAS

Cserenkov és LSC

Sr

elv

álas

ztás

Sr f

orr

ásM

éré

s

Tejpor hamu:0,6 g

Feltárás

10 mg Sr, 10 mg Y hordozó

AlapmódszerVas hidroxid csapadék

pH 7

szűrlet

oxalát csapadék

pH 5

csapadék

Roncsolás, oldás 3 M HNO3-ban

EC Sr oszlopon (3g, 8 cm) EC DGA oszlopon (0,6 g 2 cm)

terhelés Effluens

mosás: 3 M HNO3 Mosó

mosás: 3 M HNO3; 0,5 M HNO3

Sr elúció: desztillált víz

Y elúció: 0,1 M HCl

oxalát csapadék

pH 5 oxalát csapadék

csapadék oldása 1 M HNO3-ban pH 5

csapadék oldása 1 M HNO3-ban

AAS

AAS

Cserenkov és LSC1 CserenkovLSC2

terhelés

Elő

kon

cen

trál

ásSr

elv

álas

ztás

Sr f

orr

ásM

éré

s

Módosított gyorsmódszer

N,N,N’,N’-tetra-n-octyldiglycolamide

DGA

N,N,N’,N’-tetra-n-octyldiglycolamide

DGA

• Háromértékű ionokra szelektív szerves extrahálószer inert hordozóra kötve

• Forgalmazza: Eichrom – USA és Triskem– Európa, Ázsia, Afrika

• Költség: gyanta – de mintától függően újrahasználható

DGA gyanta

DGA oszlop:

0,6 g Sr gyanta 2 cm magasan oszlopba töltve• Formázás: 3 M HNO3

• Terhelés: 45 ml 3 M HNO3

• Mosás: 10 ml 3 M HNO3, 5 ml 0,5 M HNO3

• Y elúció: 15 ml 0,1 M HClOszlopregenerálás: 50 ml EDTA, 50 ml desztillált víz

Módosított gyorsmódszer

Mérések a Sr forrásból:

- Sr Cserenkov közvetlenül az elválasztás után

+ koktél + pár perc

- Sr LSC1 nem sokkal az elválasztás után

+ 2 hét

- Sr LSC2 2 héttel az elválasztás után

Mérések az Y forrásból:

- Y Cserenkov közvetlenül az Y elválasztás után

Méréspárok a számításhoz:

1. Y Cserenkov – Sr Cserenkov

2. Y Cserenkov – Sr LSC1

3. Sr Cserenkov – Sr LSC1

4. Sr LSC1 - Sr LSC2

Sr elválasztás → Sr forrásY elválasztás → Y forrás

Módosított gyorsmódszer

909090908989 Y

i

Y

s

Sr

i

Sr

s

Sr

i

Sr

s

S

t AAANi

i

Sr

t

Sr

i gArA 89

0

89

i

Sr

t

Sr

i hArA 90

0

90

i

Sr

t

Y

i fAA '90

0

90

0

8989

0 gamASr

t 0

9090

0 hamASr

t )exp(1' 90 iYi tf

)'( 90

0

9090

0

9089

0

89

i

Sr

t

Y

si

Sr

t

Sr

si

Sr

t

Sr

sSr

S

i fAhAgArN

Alapegyenletek

LSC mérés:

A Sr frakció mérése

)'( 90

0

9090

0

9089

0

89

i

Sr

t

Y

si

Sr

t

Sr

si

Sr

t

Sr

sSr

S

i fAhAgArN

Alapegyenletek

LSC mérés:

A Sr frakció mérése

Cserenkov mérés:)'( 90

0

9090

0

9089

0

89

i

Sr

t

Y

Ci

Sr

t

Sr

Ci

Sr

t

Sr

CSr

C

i fAhAgArN

Az Y frakció mérése

Cserenkov mérés:

i

Sr

t

Y

CY

C

i fArN '90

0

90

Spreadsheet-method

ISO szabvány 1995. Expression of Uncertainty in Measurement

jel egység érték bizonyt. rel. biz.

md g 10,12 0,01 0,00

Nt1c cps 4,83 0,03 0,01

Nt2s cps 22,26 0,06 0,00

g0 - 0,35 0,00 0,00

g1 - 0,99 0,00 0,00

g2 - 0,98 0,00 0,00

h0 - 1,00 0,00 0,00

h1 - 1,00 0,00 0,00

h2 - 1,00 0,00 0,00

f'1 - 0,13 0,00 0,00

f'2 - 0,25 0,00 0,00

εcSr89 - 0,400 0,00 0,01

εcSr90 - 0,000 0,00 -

εcY90 - 0,642 0,00 0,00

εsSr89 - 0,965 0,02 0,02

εsSr90 - 0,900 0,03 0,03

εsY90 - 0,960 0,02 0,02

rc - 0,511 0,02 0,04

rs - 0,743 0,03 0,04

aSr89 Bq kg-1 6164

aSr90 Bq kg-1 763

Paraméter

?

?

)'( 2

90

0

90

2

90

0

90

2

89

0

89

2 fAhAgArN Sr

t

Y

s

Sr

t

Sr

s

Sr

t

Sr

s

S

)'( 1

90

0

90

1

90

0

90

1

89

0

89

1 fAhAgArN Sr

t

Y

C

Sr

t

Sr

C

Sr

t

Sr

C

C

)'()'( 1

90

1

90

2

90

2

90

2

89

1

89

1

2

89

1

89

2

90

0

fhfhg

g

rNg

grN

AY

C

Sr

C

Y

s

Sr

sSr

s

Sr

C

C

Sr

s

Sr

CS

Sr

t

1

89

1

90

1

9090

0189

0

)'(

g

fhArNA

Sr

C

Y

C

Sr

C

Sr

t

CSr

t

0

8989

0 gamASr

t 0

9090

0 hamASr

t

H4 Sr Cserenkov – Sr LSC 1

jel érték bizonyt.

md 10,12 0,01

Nt1c 4,83 0,03

Nt2s 22,26 0,06

g0 0,35 0,00

g1 0,99 0,00

g2 0,98 0,00

h0 1,00 0,00

h1 1,00 0,00

h2 1,00 0,00

f'1 0,13 0,00

f'2 0,25 0,00

εcSr89 0,400 0,00

εcSr90 0,000 0,00

εcY90 0,642 0,00

εsSr89 0,965 0,02

εsSr90 0,900 0,03

εsY90 0,960 0,02

rc 0,511 0,02

rs 0,743 0,03

aSr89 6164 ?

aSr90 763 ?

Paraméter

10,13 10,12 10,12 10,12 10,12 10,12 10,12 10,12 10,12 10,12 10,12 10,12 10,12 10,12 10,12 10,12 10,12 10,12 10,12

4,83 4,86 4,83 4,83 4,83 4,83 4,83 4,83 4,83 4,83 4,83 4,83 4,83 4,83 4,83 4,83 4,83 4,83 4,83

22,26 22,26 22,31 22,26 22,26 22,26 22,26 22,26 22,26 22,26 22,26 22,26 22,26 22,26 22,26 22,26 22,26 22,26 22,26

0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35

0,99 0,99 0,99 0,99 0,99 0,99 0,99 0,99 0,99 0,99 0,99 0,99 0,99 0,99 0,99 0,99 0,99 0,99 0,99

0,98 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98

1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00

1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00

1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00

0,13 0,13 0,13 0,13 0,13 0,13 0,13 0,13 0,13 0,13 0,13 0,13 0,13 0,13 0,13 0,13 0,13 0,13 0,13

0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25

0,40 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40

0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64

0,97 0,97 0,97 0,97 0,97 0,97 0,97 0,97 0,97 0,97 0,97 0,97 0,97 0,97 0,99 0,97 0,97 0,97 0,97

0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,93 0,90 0,90 0,90

0,96 0,96 0,96 0,96 0,96 0,96 0,96 0,96 0,96 0,96 0,96 0,96 0,96 0,96 0,96 0,96 0,98 0,96 0,96

0,51 0,51 0,51 0,51 0,51 0,51 0,51 0,51 0,51 0,51 0,51 0,51 0,51 0,51 0,51 0,51 0,51 0,53 0,51

0,74 0,74 0,74 0,74 0,74 0,74 0,74 0,74 0,74 0,74 0,74 0,74 0,74 0,74 0,74 0,74 0,74 0,74 0,77

Sr-89 46 2254 20 79 0 0 0 0 0 0 0 1792 379 2 683 175 5 97702 4164

Sr-90 1 200 63 0 0 0 0 0 0 0 0 159 34 0 2119 544 16 8683 12925Residual squares:

6157 6211 6159 6155 6164 6164 6164 6164 6164 6163 6164 6121 6144 6162 6190 6177 6166 5851 6228

762 749 771 763 763 763 763 763 763 763 763 775 768 763 717 739 759 856 649

H4

328

157

Sr-89; % 0 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 0 0 1 0 0 91 4

Sr-90; % 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 9 2 0 35 52

Hozzájárulás a

bizonytalansághoz:

md N1 N2 g0 g1 g2 h0 h1 h2 f1 f2 ec89 ec90 ecY es89 es90 esY rs rc

Sr Cserenkov – Sr LSC 1

LD számítás

ISO 11929 szabvány 2009. Determination of the characteristic limits(decision threshold, detection limit and limits of the confidence interval)for measurements of ionizing radiation

jel érték bizonyt.

md 10,12 0,01

Nt1c 4,83 0,03

Nt2s 22,26 0,06

g0 0,35 0,00

g1 0,99 0,00

g2 0,98 0,00

h0 1,00 0,00

h1 1,00 0,00

h2 1,00 0,00

f'1 0,13 0,00

f'2 0,25 0,00

εcSr89 0,400 0,00

εcSr90 0,000 0,00

εcY90 0,642 0,00

εsSr89 0,965 0,02

εsSr90 0,900 0,03

εsY90 0,960 0,02

rc 0,511 0,02

rs 0,743 0,03

aSr89 6164 ?

aSr90 763

Paraméter

Sr Cserenkov – Sr LSC 1H4

0,32 0,01

6,53 0,03

44

)0()(/2 222 uyuykLLD C

)0(ukLC

65,105,0 k 44)0( u

616489 ya 328)( yu

44CL

191)89( SrLD

jel érték bizonyt. md N1 N2 g0 g1 g2 h0 h1 h2 f1 f2 ec89 ec90 ecY es89 es90 esY rs rc

md 10,12 0,01 10,13 10,12 10,12 10,12 10,12 10,12 10,12 10,12 10,12 10,12 10,12 10,12 10,12 10,12 10,12 10,12 10,12 10,12 10,12

Nt1c ? ? 0,32 0,33 0,32 0,32 0,32 0,32 0,32 0,32 0,32 0,32 0,32 0,32 0,32 0,32 0,32 0,32 0,32 0,32 0,32

Nt2s ? ? 6,53 6,53 6,56 6,53 6,53 6,53 6,53 6,53 6,53 6,53 6,53 6,53 6,53 6,53 6,53 6,53 6,53 6,53 6,53

g0 0,35 0,00 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35 0,35

g1 0,99 0,00 0,99 0,99 0,99 0,99 0,99 0,99 0,99 0,99 0,99 0,99 0,99 0,99 0,99 0,99 0,99 0,99 0,99 0,99 0,99

g2 0,98 0,00 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98

h0 1,00 0,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00

h1 1,00 0,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00

h2 1,00 0,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00

f'1 0,13 0,00 0,13 0,13 0,13 0,13 0,13 0,13 0,13 0,13 0,13 0,13 0,13 0,13 0,13 0,13 0,13 0,13 0,13 0,13 0,13

f'2 0,25 0,00 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25

εcSr89 0,400 0,00 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40 0,40

εcSr90 0,000 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

εcY90 0,642 0,00 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64 0,64

εsSr89 0,965 0,02 0,97 0,97 0,97 0,97 0,97 0,97 0,97 0,97 0,97 0,97 0,97 0,97 0,97 0,97 0,99 0,97 0,97 0,97 0,97

εsSr90 0,900 0,03 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,93 0,90 0,90 0,90

εsY90 0,960 0,02 0,96 0,96 0,96 0,96 0,96 0,96 0,96 0,96 0,96 0,96 0,96 0,96 0,96 0,96 0,96 0,96 0,98 0,96 0,96

rc 0,511 0,02 0,51 0,51 0,51 0,51 0,51 0,51 0,51 0,51 0,51 0,51 0,51 0,51 0,51 0,51 0,51 0,51 0,51 0,53 0,51

rs 0,743 0,03 0,74 0,74 0,74 0,74 0,74 0,74 0,74 0,74 0,74 0,74 0,74 0,74 0,74 0,74 0,74 0,74 0,74 0,74 0,77

aSr89 0 ? 0 24 -3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 -19 -2 0 13 2 -21 19

aSr90 763 762 756 767 763 763 763 763 763 763 763 763 763 768 763 763 739 759 769 729

Sr-89 0 562 6 0 0 0 0 0 0 0 0 0 379 2 0 175 5 421 358

Sr-90 1 50 20 0 0 0 0 0 0 0 0 0 34 0 0 544 16 37 1112

Paraméter

Residual squares:

jel érték bizonyt.

md 10,12 0,01

Nt1c ? ?

Nt2s ? ?

g0 0,35 0,00

g1 0,99 0,00

g2 0,98 0,00

h0 1,00 0,00

h1 1,00 0,00

h2 1,00 0,00

f'1 0,13 0,00

f'2 0,25 0,00

εcSr89 0,400 0,00

εcSr90 0,000 0,00

εcY90 0,642 0,00

εsSr89 0,965 0,02

εsSr90 0,900 0,03

εsY90 0,960 0,02

rc 0,511 0,02

rs 0,743 0,03

aSr89 0 ?

aSr90 763

Paraméter

H4

0,32 0,01

6,53 0,03

446164

763

Sr Cserenkov – Sr LSC 1

)0()(/2 222 uyuykLLD C

)0(ukLC

65,105,0 k 44)0( u

616489 ya 328)( yu

44CL

191)89( SrLD

Sr-90

Kutak jelzése

aBq/l

u%

LDBq/l

T 04 ≤ 9,37E-5 - 9,37E-5

T 47 ≤ 8,1 E-5 - 8,1 E-5

M 03 5,29E-3 3,1 8,1 E-5

M 08 1,49E-4 24,0 8,2 E-5

Figyelőkutak monitorozása

Sr-89 Sr-90

Hulladék jeleLD

Bq/la

Bq/lu%

LDBq/l

01TW30B003

teteje300 3180 7,2 10

02TW30B001

teteje6 66 7,6 0,14

01TW30B001

közepe250 24500 6,9 0,6

Folyékony radioaktív hulladékok

H4 Sr-89 Sr-90

Méréspároka

Bq/kgu

Bq/kgu%

LDBq/kg

aBq/kg

uBq/kg

u%

LDBq/kg

Referenciaérték 6380 626

Y Cserenkov –Sr Cserenkov

6365 270 4 139 564 40 7 17

Y Cserenkov –Sr LSC1

6917 381 6 585 564 40 7 17

Sr Cserenkov –Sr LSC1

6164 328 5 191 763 157 21 450

Sr LSC1 –Sr LSC2

6503 280 4 229 686 29 4 59

Módosított gyors módszer

ÖSSZEFOGLALÁS

Sr szelektív koronaéteren alapuló Sr elválasztásttartalmazó módszer különböző mintatípusokra jólalkalmazható csekély módosításokkal.

A Cserenkov és az LSC méréstechnika különfélekombinálásával a 89Sr és a 90Sr aktivitása változóérzékenységgel és pontossággal határozható megegymás mellett.

KÖSZÖNÖM A FIGYELMET!