Method Article
Burada, hızlı radyometrik ayırma ve 90Sr, nükleer atık için son derece uygun bir önemli fisyon ürünü belirlenmesi için taşınabilir autoRAD platform mevcut.
Ayırma ve radiostrontium sulu örneklerinde, sıralı enjeksiyon analizi, Sr-reçine ve çoklu kullanılarak belirlenmesi için hızlı, otomatik ve taşınabilir bir sistem geliştirdi. Radyoaktif Stronsiyum konsantrasyonları akışı mercek sayarak, on-line ve ayrıca otel bünyesindeki belirlenmesi için izin belirlenmiştir. Önerilen sistem, endüstriyel ilgili düzeyde radyoaktif Stronsiyum az 10 dk sulu örnek başına genel analiz zaman kullanarak daha fazla değişiklik yapmadan belirleyebilirsiniz. Algılama 320 fg·g-1 (1.7 Bq/g) sınırıdır.
Yaklaşık 150 ticari nükleer enerji santralleri (NPP) açığa alma geçiyor ama nükleer tesislerin toplam sayısı dikkate1araştırma ve imkanları reprocessing alınırsa çok daha büyüktür. Nükleer tesislerin hizmet dışı bırakma çok maliyetlidir ve taşıma içerir ve site ölçüm kontamine olmuş malzeme kapalı. Tasarruf yerinde ve esnek ölçüm teknikleri1benimseyerek mümkündür. Bu nedenle hızlı site analitik yöntemleri eski nükleer tesislerin hizmet destek için acil bir ihtiyaç olduğunu. Gama yayımlayıcılara kolayca ve seçmeli olarak gama-spektroskopi kullanarak belirlenebilir ama sert tedbir (HTM) radyonükleidler2için yerinde analitik yöntemleri bir eksikliği olduğunu. HTM arasında 90Sr toksisite ve yüksek enerji emisyon nedeniyle büyük ilgi olduğunu. Onun belirlenmesi zaman alıcıdır ve etkileşimler ve LSC veya spektroskopik Yöntemler3,4,5,6,7kullanarak miktar ayrılması gerektirir, 8,9,10,11,12,13.
Standart radiochemical yöntemleri zaman alıcı ve sık sık tekrarlar Stronsiyum yeterli bir verim elde etmek için gerektirir. Bu nedenle, daha hızlı ve doğru yöntemler için acil bir ihtiyaç vardır. Standart ayırma protokolleri yanı sıra, arıtma ve/veya radioisotopes5,14,15öncesi konsantrasyonu içinde akış enjeksiyon teknikleri uygulanır. Bir daha da geliştirilmesi akışı teknikleri laboratuvar vana (LOV) aygıtlardır. Onlar farklı bağlantı modları ile programlanabilir, akış tabanlı platformlar ve yüksek çok yönlülük16sergi. Bu tür cihazlar otomatik ayırma ve böylece tekrarlanabilirlik ve tekrarlanabilirlik8,17,18,19artan algılama önce analitler öncesi konsantrasyonu sağlar. Multisyringe akış pompaları için birleştiğinde LOV sistemleri radyonükleidler, reaktif tüketimi indirilmesi nedeniyle tespiti için yaygın olarak kullanılmaktadır ve atık üretimi8,10,17, 18 , 19 , 20. Bununla birlikte, ultra-izleme düzeyde online algılama ile ilgili çalışmalar, seyrek8,17bildirdi.
Radyoaktif malzemelerin yerinde ölçümler birçok yararları ve avantajları var, ama hiçbir uygulanması akışı mercek 90Sr izleme için. Temel olarak, miktar yeterince çekici kokteyl11,21,22ile LOV aygıtından gelen eluate karışımları bir online dedektörü kullanılarak elde edilir. Karışım sonra sayım hücre pompalanır ve ölçüm eşleştirilmiş photomultipliers kullanılarak yapılır. Hücre küçük hacimli nedeniyle, saniye ölçek ölçüm zamanı.
Bu araştırmanın amacı on-line Stronsiyum algılama için tam otomatik bir yöntem geliştirilmesi her iki çevre ilgili konsantrasyonları kapsayan bir büyük çalışma aralığı ve ayrıca bu nükleer sanayî atık akışları bulundu. Platform hareket halinde ve yerinde analiz sulu örnekleri gerçekleştirmek için bir araca monte edilebilir.
Not: Çözümleri ultratrace analiz için tasarlanan aygıt kullanarak yüksek saflıkta su (18,2 MΩ cm) hazırlanmıştır. Nitrik asit damıtma ünitesi alt kaynama bir kuvars kullanılarak saflaştırıldı. Su arıtma sistemi ve alt kaynar damıtma ünitesi bir temiz oda içinde ameliyat.
Dikkat: 90Sr akut toksik ve kanserojen'dır. Uygun güvenlik uygulamaları mühendislik kontrol sistemleri ve kişisel koruyucu ekipman gibi deneyler yapılırken gereklidir.
1. deney hazırlık
Not: Yazılım mimarisi ve onun functionalities ile ilgili ayrıntılı bir açıklama23başka bir yerde bulunabilir.
2. temizleme sistemi
3. yük reçine LOV için
4. analiz sıra
Ev yapımı LabVIEW-esaslı bilgisayar yazılımı tarafından işletilen tam otomatik AUTORAD platformu olmuştur geliştirilen ve uygulanan (Şekil 1). Yazılım, Kullanıcı dostu bir ortamda (Şekil 2) günlük işlem için yeterli esneklik sağlar. Platform çok yönlülük de farklı dedektörleri (Şekil 3) kaplin tarafından kanıtlanmıştır. Yöntemin uygulanabilirliğini bir 90ile Sr standart (Şekil 4) çivili sulu örnekte gösterilmiştir. Parametreleri doğrusallık, doğrusal Aralık, sınırı algılama (LOD olarak) ve tekrarlanabilirlik olmuştur (Şekil 5) değerlendirildi.
Şekil 1. Bağlantı noktası yapılandırmasını ve kullanılan reaktifler gösterilen AutoRAD sistem şematik gösterimi. Merkezi bağlantı noktası üzerinden holding bobin (10 mL); şırınga pompa bağlı metakrilat LOV içinde ev fabrikasyon. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Şekil 2. AutoRAD yazılım menü seçenekleri. Alt sağ köşesinde alanı atanan bağlantı noktası numaraları gösterir. Menü aşağı kaydırma Kullanıcı olarak atamasını değişiklik yapabiliyor. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Şekil 3. 86 İndüktif Eşleşmiş Plazma Kütle spektrometresi (ICP-MS) bir dedektör kullanarak Sr elüsyon doruklarına. Stronsiyum eluted kantitatif sütundan sırasında ilk 100 elüsyon s. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Şekil 4. Β-RAM 5 dedektörü olarak kullanarak 34,5 ± 1 Bq 90Sr (6.6 pg·g-1) elüsyon en yüksek. Bobin içinde ikamet süresi 40 oldu s. Genel kurtarma 90Sr için önerilen metodoloji %70 ± % 5 oranıdır. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Şekil 5. Kalibrasyon eğrisi sayısı oranı radiostrontium konsantrasyonu karşı. İyi bir doğrusallık elde edildi (R2 0.997 =). Algılama sınırı 320 fg·g-1 ± 5 (1.7 Bq) üç nokta üç kez standart sapması boş tarafından hesaplanır. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.
Radyolojik karakterizasyonu ve koruma kritik bir nükleer tesis ömrünün tüm aşamalarında sorunlardır. Nükleer tesislerin hizmet dışı bırakma sırasında radyonüklid belirlenmesi için ihtiyaç analitik işlemleri sürekli gelişimi gerektirir. Bu seçicilik ve duyarlılık ve analiz süresini kısaltarak geliştirme kapsamaktadır. AUTORAD prototip bu gereksinimleri yerine getirir. Buna ek olarak, prototip taşınabilir ve yerinde tayini sağlar. Önerilen Otomatik on-line yöntemi 90sulu örneklerinde Sr aktivite tayini için başarıyla uygulandı.
Şekil 1 AutoRAD sisteminin bir Şematik diyagramı gösterilmektedir. Prototip ile iletişim ticari grafik programlama dili LabVIEW 2014 kullanılarak sağlanır. Yapılandırma, programlama ve arabirimleri denetlemek için sanal enstrüman yazılım mimarisi (vize) modu dağıtmış. Şekil 2 bağlantı noktası yapılandırmasını sistem başlatma öncesinde nerede doğrulanabilir grafik kullanıcı arayüzü ekran gösterir. Olağanüstü çok yönlü sağlayan bu vize işletim sistemi ve program ortamına, bağımsız modudur. Gelişmiş yazılım özellikleri ve temel yapısını önceki yayın24' te yaygın olarak tartıştık. İyileştirmeler Büretler böylece aynı anda her iki Büretler gelişmiş kontrol sağlayan bir RS232 arabirimi kullanarak PC ve olasılığını ölçümleri durağına akış modunda gerçekleştirmek için kontrol ederek elde edilmiştir. Sistem backpressure arttıkça buna ek olarak, RS232 bağlantı hızlı bir şekilde tepki verir. Bu sistem hatası ve ölçüm yol açabilir durdurmak. Bu nedenle, özel ilgi yükleme reçine ve örneklerin iyonik gücü sürecinde ödenmesi gerekmektedir.
Deneysel koşullar optimizasyonu Stronsiyum kararlı izotop 86Sr bir vekil olarak radyoaktif 90Sr ve ICP-MS için bir beta detctcor yerine AUTORAD sistem kaplin kullanarak deneyler bir dizi elde edildi sistem. Şekil 3 ICP-MS 86Sr elüsyon profilleri gösterir. 86elde edilen elüsyon profilleri tam anlaşma için toplam Stronsiyum düşük basınç ayrımı aygıtları25kullanarak daha önce bildirilen sonuçlar ile ve boş olmuştur Sr çıkartılır. En küçük kareler doğrusal regresyon yöntemi için bir ilave belirsizlik bileşen tanıtmak değil amaç eğri bir uyum oluşturmak için kullanılmıştır. 0.995, pile elde edilen doğrusallık yapıldı-değerleri önem düzeyi daha az. 2 pg·g-1LOD boş Currie26göre tekrarlanan ölçüler tarafından tespit edilmiştir. Tekrarlanabilirlik temelinde üç tekrarlanan ishal, hesaplanan en yüksek alan göreli standart sapması temel yöntem, her zaman az %4 10-120 pg·g-1aralığında yapıldı. Elüsyon profillerinde tanık omuz çoğu bir yapay doku otomatik AUTORAD yapılandırma sütununda uygun olmayan ambalaj nedeniyle olabilir.
90Sr profil kullanarak Şekil 4 gösterir radyo akışı dedektörü. AUTORAD sistem 90Sr sulu örneklerinde etkili bir şekilde ayırmak yapabiliyor.
Şekil 5 90Sr konsantrasyon sinyali ile bağımlılık faiz aralığında doğrusal olduğunu gösterir. Fg türetilmiş algılama sınırıdır. g-1 Aralık, etkinleştirme, daha fazla değişiklik yapılmadan, radiostrontium nükleer açığa alma ve atık karakterizasyonu örnekleri belirlenmesi. Akış mercek dedektörü kullanarak ve pik alanının göreli standart sapma üzerinde temel yöntem, tekrarlanabilirlik okudu konsantrasyon aralığında % 30 civarındadır. Prototip geçerli up ancak, çevre örnekleri, kısa süre içinde belgili tanımlık bulmak sayım nedeniyle aslında onun uygulamaya sınırlar. Ayrıca, karmaşık matrisler mini sütunundaki reçine emdirmek.
Nerede Hamilton ve radyo akışı dedektörü pompa ölçüm sırasında durdurulur, durdu-akış tekniği uygulanacaktır. Bu özellik duyarlılığı örnek bölge akış hücre içinde en büyük kısmında ikamet süresi genişleterek artıracaktır. Böylece, örnek Dedektör çıkar önce acculated istatistiksel olarak anlamlı bir sinyal geliyor. Bu yaklaşım sayım istatistiklerini ve algılama sınırları artıracaktır. Buna ek olarak, yeni bir uygulama bir ek iyon değişimi mini sütun tutma etkileyebilecek matris bileşenlerin kaldırılması ve farklı radyonükleidler ayrılması için karmaşık matric örnekleri de dahil olmak üzere geliştirilmektedir.
Yazarlar ifşa gerek yok.
Yazarlar iş arkadaşları ve insanları aknowledge için projenin farklı adımları yer istiyorum. Meslektaşları JRC Karlsruhe'deki tasarım ofisi, Messrs. Dietrich Knoche ve Volkmar Ernest, JRC Karlsruhe atölye Messrs. Christian Diebold ve Joachim Küst tasarım ve vana (LOV) manifold laboratuara üretimi için ve Ringwald GmbH için durdu-akış algılama modu teknik yazılım uygulaması.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
microLAB 600 series | Hamilton | ML600EE6910 | Two dual syringe pump system, equiped with two 10 mL glass syringes. The instruments are interconnected using the CAN port (daisy chain). |
FlowLogic U | LabLogic | SG-BXX-05 | Liquid scintillator with high flash point |
ß-RAM 5 | LabLogic | flow detector, 2000 μL coiled Teflon flow cell.Software Laura 4.2.8 (LabLogic, England) run on desktop PC and connected to the detector via USB | |
SC-μ DX Autosampler | Elemental Scientific Instruments (ESI) | ||
Cheminert selector | Valco Instruments Co. Inc. | in-house made Lab-on-Valve has been mounted on this selector | |
Modular Valve Positioner (MVP) | Hamilton | ||
mini magnetic stirrer | IKA | ||
Nitric Acid Suprapur 65% | Merck | 1.00441.1000 | purified using quartz sub-boiling distillation unit |
Sr-resin | Eichchrom Tecnologies, Inc | SR-B100-A | particle size 100-150 µm |
Water system Elix 3 in combination with Mili-Q Element A10 | Millipore | high-purity water (18.2 MΩ cm) | |
Sr-90 standard | Eckert & Ziegler | 7090 | Sr-90 concentration 1.915 kBq/g ± 3.0%, reference date 15-May-2016 12:00 PST |
MLS quartz sub-boiling distillation unit | MLS GmbH | Subboiling unit for the purification of HCl and nitric acid |
Bu JoVE makalesinin metnini veya resimlerini yeniden kullanma izni talebi
Izin talebiThis article has been published
Video Coming Soon
JoVE Hakkında
Telif Hakkı © 2020 MyJove Corporation. Tüm hakları saklıdır