Экспрессное определение изотопного состава плутония в сверхследовых концентрациях в образцах окружающей среды


Определение плутония в образцах окружающей среды является важнейшим индикатором ядерного загрязнения из различных источников. Знание изотопного состава плутония служит показателем источника происхождения этого плутония. Следовательно, одновременное определение сверхследовых концентраций плутония и его изотопного состава является весьма важным.

ICP/HR-MS ELEMENT2 является самым подходящим прибором для решения такой задачи. Поскольку на этом масс-спектрометре получаются пики с плоскими вершинами в режиме низкого разрешения, он может работать в режимах быстрого электрического сканирования и перепрыгивания от пика к пику, можно значительно снизить влияние флуктуаций сигнала и абстрагироваться от ошибок, возникающих при определении высот пиков изменяющейся формы.

Измерениям подвергаются образцы, полученные экстракцией осадочных пород соляной кислотой. Условия работы прибора: горячая плазма, разрешение 300. Измеряются два изотопа плутония 239Pu и 240Pu. Измерения проводятся как методом сканирования пиков с прописыванием их профилей, так и методом перепрыгивания электрическим полем между плоскими вершинами пиков.

Реальные пределы обнаружения, наблюдаемые при детектировании плутония оцениваются как приблизительно 8 ppq на изотопе 239Pu и 1.3 ppq на 240Pu. Одновременно измеряются изотопные отношения 240Pu/239Pu. Точность определения изотопных отношений может достигать десятых долей процентов.

Таким образом, при использовании ICP/HR-MS ELEMENT2 можно анализировать плутоний с чувствительность несколько ppq с однозначной идентификацией этого элемента. При наличии соответствующих стандартных образцов могут быть очень точно измерены изотопные соотшения. Для получения данных результатов не требуется проведения значительных методических разработок.