微提取-TQ-ICP-MS用于从棉花擦拭器直接分析U和Pu
Veronica C Bradley1, Brian W Ticknor1, Daniel R Dunlap1
1Chemical Sciences Division, Oak Ridge National Laboratory, Oak Ridge, Tennessee 37831, United States.
Analytical chemistry
|October 6, 2023
概括
这项研究引入了一种快速的方法,用于直接从棉花中分析和同位素,使用微提取和三重四极-诱导合等离子体质谱法 (TQ-ICP-MS). 该技术可以在不到60秒的时间内实现同位素的确定,而无需事先进行化学分离.
科学领域:
- 分析化学 分析化学
- 核化学 核化学 核化学
- 环境监测 环境监测
背景情况:
- 对 (U) 和 (Pu) 进行准确的同位素分析对于核安全和环境监测至关重要.
- 传统的U/Pu分析方法通常涉及复杂且耗时的化学分离步骤.
- 从像Swipe这样的固体矩阵进行直接分析,这给分析带来了重大挑战.
研究的目的:
- 开发和验证一种快速方法,用于从棉花中直接确定U和Pu的同位素.
- 将微提取与三重四极-诱导合的等离子体质谱学 (TQ-ICP-MS) 结合起来,用于同时进行U/Pu分析.
- 在不同度下评估开发方法的准确性和效率.
主要方法:
- 微提取技术与TQ-ICP-MS相结合,用于直接采样和测量.
- 使用与CO2和He气体的碰撞反应电池进行离子分离.
- 优化气体流速 (0.3 mL min-1 CO2,5 mL min-1 He) 以尽量减少干扰并最大限度地提高Pu信号.
- 分析的U/Pu混合物沉积在棉上,Pu含量约为2 pg,U度从20至200 ng.
主要成果:
- 在不到60秒的时间里,成功地直接提取液体并从棉花中测量U/Pu的同位素.
- 使用优化反应细胞条件,在m/z 239最小化了来自U同位素 (例如238U+,238UH+) 的干扰.
- 获得了240Pu/239Pu的比率,与所有U度的认证值相比,相对差异<7%.
- 测量的主要和次要的U同位素比率与<4%的相对差异.
结论:
- 微提取-TQ-ICP-MS方法允许直接,快速和准确的同位素分析混合的U/Pu样本.
- 这种技术消除了繁忙的化学分离的需要,大大提高了分析时间和效率.
- 该方法对加强核材料会计,环境监测和法医应用具有前景.
