Смола CL - TrisKem International

ОПИСАНИЕ ПРОДУКЦИИ
Смола CL
Область применения
- Разделение хлоридов и иодидов
Упаковка
Порядковый N°.
CL-B25-A, CL-B50-A,
CL-B100-A, CL-B200-A
CL-C20-A, CL-C50-A,
CL-C200-A
CL-B25-S, CL-B50-S,
CL-B100-S, CL-B200-S
CL-B25-L, CL-B50-L,
CL-B100-L, CL-B200-L
Форма
Размер частиц
25г, 50г, 100г и 200г флаконы со смолой CL
100-150 мкм
Коробки с колонками со смолой CL по 20, 50 и
200 шт.
100-150 мкм
25г, 50г, 100г и 200г флаконы со смолой CL
50-100 мкм
25г, 50г, 100г и 200г флаконы со смолой CL
150-300 мкм
Физико-химические свойства
Плотность: 0,37 г/мл
Емкость: 6,5 мг Cl-/г смолы CL (насыщенной 20 мг Ag+)
25 мг I-/г смолы CL (насыщенной 20 мг Ag+)
Условия эксплуатации
Рекомендуемая температура эксплуатации: /
Скорость течения жидкости: Сорт А: 0.6 – 0.8 мл/мин.
Хранение:
В сухом темном месте, T<30°C
Для дополнительной информации см. литературный обзор.
Методики
Ссылка
Описание
Матрица
Анализируемые
Носитель
элементы
TKI–CL01
Разделение Cl-36 / I129
Природные пробы и
контроль при снятии
АЭС с эксплуатации
Cl-36, I-129
TRISKEM INTERNATIONAL
ZAC de l’Eperon – 3, rue des Champs Géons – 35170 Bruz – FRANCE
Tel +33 (0)2.99.05.00.09 – Fax +33 (0)2.23.45.93.19 – www.triskem.com – email : contact@triskem.fr
SAS au capital de 40.000 euros – SIRET 493 848 972 00029 – APE 2059Z – TVA intra communautaire FR65 493 848 972
Флаконы,
колонки
10/12/15
ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
соединения с Ag. Величины DW для хлоридов и
иодидов на насыщенной серебром смоле CL в
1M H2SO4 составляют соответственно 1600 и
1980. Таким образом, оба они хорошо
поглощаются при данных условиях. Перед
экстракционными экспериментами, в которых
проявлялась типичная рабочая емкость, смолу
CL насыщали 20 мг Ag+ на г смолы. При таких
условиях емкости насыщенной серебром
смолы по хлоридам и иодидам составляли:
16.3 +/- 1.6 мг иодида на 2-мл колонку (прибл.
25 мг иодида на г смолы CL, насыщенной Ag+)
и 4.3 +/- 0.2 мг хлорида на 2-мл колонку (прибл.
6.5 мг хлорида на г смолы CL, насыщенной
Ag+). Более высокие емкости по галогенидам
могут быть получены при увеличении
количества серебра в смоле CL.
СМОЛА CL
Смола CL, используемая для разделения
хлоридов
и
иодидов,
основана
на
экстракционной системе, специфичной к
платиноидам,
золоту
и
серебру.
Специфичность к галогенидам достигается за
счет связанного со смолой серебра.
В
таблице
1
приведены
значения
коэффициентов распределения (DW) для
некоторых катионов при экстракции смолой CL;
по практическим соображениям в качестве
среды была выбрана серная кислота. Видно,
что
смола
CL
обладает
высокой
специфичностью к Pd и Ag, тогда как для
других элементов значения DW низки. Более
того, Ag обладает высоким DW в широком
диапазоне pH (от 1M H2SO4 до разбавленной
серной кислоты (pH=5)). Таким образом,
серебро может быть экстрагировано (и
оставаться на смоле) в широком диапазоне
значений pH.
Для определения наилучших условий для
разделения хлоридов и иодидов для них были
определены величины DW на насыщенной
серебром смоле CL в зависимости от
концентрации SCN- и S2-. Полученные
результаты представлены на рис. 1 и 2.
Таблица 1: Величины DW для экстракции
некоторых катионов смолой CL из серной кислоты
(данные из (1)).
Элемент
Условия
экстракции
Dw, мл/г
Ag
1M H2SO4
650000
Ag
Ag
Серная
кислота, pH 3
Серная
кислота, pH 5
600000
350000
Cd
1M H2SO4
<1
Ce
1M H2SO4
4
Co
1M H2SO4
<1
Cu
1M H2SO4
<1
Fe
1M H2SO4
<1
Mn
1M H2SO4
<1
Ni
1M H2SO4
<1
Pd
1M H2SO4
87000
Zn
1M H2SO4
25
Рисунок 1 : DW для Cl- и I- на смоле CL, насыщенной
Ag+, при pH=7 в зависимости от концентрации
SCN- (1).
Рисунок 2: DW для Cl- и I- на смоле CL, насыщенной
Ag+, при pH=7 в зависимости от концентрации
Na2S (1).
Хлорид легко может быть вымыт со смолы с
помощью растворов SCN-, тогда как иодид
остаётся на смоле. Затем иодид можно
элюировать со смолы раствором с высоким
содержанием S2-. На основании этих свойств
Насыщение смолы катионами серебра
позволяет получить хорошую специфичность к
анионам,
особенно
к
галогенидам,
образующим устойчивые или нерастворимые
2
ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
Zulauf и др. [1] разработали и оптимизировали
метод разделения хлоридов и иодидов;
данный метод схематично изображен на рис.
3. Для того, чтобы зафиксировать в растворе
хлор и йод в виде хлоридов и иодидов, в пробу
серную кислоту и 0.1M SnSO4 в качестве
восстановителя. Это особенно важно в случае
хлора, т.к. исходя из величин растворимости
солей серебра, хлораты будут проходить через
смолу, тогда как иодаты, напротив, будут
экстрагироваться.
(Внимание: некоторые жидкие сцинтилляторы
могут восстанавливать следовые количества
Ag+, вымываемого из колонки, что приводит к
«зачернению» и снижению прозрачности проб;
таким образом, рекомендуется проверить вашу
жидкую сцинтилляционную смесь перед
использованием. Смесь ProSafe HC в данном
плане является пригодной)
На рис. 4 приведены результаты изучения
разделения, осуществленного из раствора,
содержавшего Cl-36 и I-129 в виде хлорида и
иодида соответственно. И Cl-36, и I-129
количественно извлекаются в малый объем
соответствующего элюента; фракции обоих
радионуклидов очень чисты.
5 mL 0,1M KSCN
(Cl-36 fraction)
5 mL 0,35M Na2S
(I-129 fraction)
100
20
0
1
10 mL MilliQ
40
10 mL 1% NaOH
60
loaded solution
yield, %
80
2
3
4
5
number of collectedfraction
Рисунок 3: Схема оптимизированного метода
разделения Cl- / I- (1).
Рисунок 4: Совместные кривые элюирования 36Cl и
129
I в оптимизированном методе, 2-мл колонка со
+
смолой CL (насыщена Ag ).
При пропускании пробы через насыщенную
серебром смолу CL в пробе устанавливают
предпочтительно среду 1M H2SO4 (хотя
возможна слабокислая или даже нейтральная
среда). При первой промывке (деионизованная
вода) из колонки удаляются элементы
матрицы, а также потенциально мешающие
элементы. Хлорид затем элюируют маленьким
объемом раствора NH4SCN или NaSCN.
Для
получения
дополнительной
информации о чистоте хлоридных и иодидных
фракций были определены коэффициенты
очистки
(Df)
посредством
применения
оптимизированного метода на нескольких
многокомпонентных растворах и образцовых
радиоактивных
растворах;
результаты
приведены в таблице 2.
В процессе оптимизации метода было
показано, что промывка колонки разбавленным
раствором щелочи до элюирования иодида
позволяет резко увеличить химический выход
йода.
Поэтому
непосредственно
перед
окончательным элюированием иодида малым
объемом раствора Na2S колонку со смолой CL
промывают 1% раствором NaOH (Внимание:
все работы с Na2S, включая добавление
жидкой сцинтилляционной смеси, должны
проводиться в вытяжном шкафу.).
Таблица 2: Коэффициенты очистки Df хлоридных
и иодидных фракций от различных элементов.
Малые объемы элюента, используемого
при элюировании, позволяют проводить
непосредственное
измерение
полученных
фракций методом жидкостной сцинтилляции.
3
Элемент
Df в Cl- фракции
Df в I- фракции
Ba
>1000
>600
Cd
>6900
>7700
Co
>170
>1500
Cs
>200
>6200
Cu
>210
>190
Mn
>210
>370
Ni
>170
>320
Pb
>300
>720
Sr
>180
>17000
ЛИТЕРАТУРНЫ
ЫЙ ОБЗО Р
Элемент
Df в Cl- фр
ракции
Df в I- фракц
ции
U
>190
00
>200
60
Co
137
90
>320
0
>320
Cs
>150
0
>150
90
>180
0
>160
-
>160
>420
0
-
Sr/ Y
36
Cl
129
I
Определенны
О
ые активноости согла
асуются с
за
аданными значениямии хорошо. Даже при
и
бо
ольшом избытке
и
I--129 в результатах
р
х
иззмерения Cl-36 не появвляется поло
ожительной
й
си
истематичес
ской погреш
шности, что
о говорит о
ка
ачественном
м разделениии хлоридов
в и иодидов..
Стандартное отклонен ие, получе
енное для
я
ре
езультатов измерения проб Cl1 и Cl2 равно
о
3,,7% (N = 2, k = 1); это пподтверждает хорошую
ю
во
оспроизводи
имость разд
деления.
В цел
лом, метод
д обладает хорош ей
селективно
остью к хлор
риду и иодид
ду.
Также были оп
пределены химическкие
выходы пр
ри разделен
нии: 97.0 % (± 2.5%, k=
=1,
N=30) для хлорида и 91.7% % (± 10.1%, k=
=1,
я иодида [1
1]. Затем эти
э
значен ия
N=30) для
химическихх выходов были исп
пользованы в
анализе проб мечено
ой водопро
оводной вод
ды
(заданные активности Cl-36 и I-129 плю
юс
примерно по 17 Бк Co-60,
C
Sr-90 и Cs-137). В
таблице 3 сравнены полученные
е и заданны
ые
активности
и;
видно,
что
они
о
хорош
шо
согласуютсся. Несмотр
ря на то, что
о результатты,
ых
полученные с испо
ользованием заданны
химическихх
выходо
ов,
являю
ются
оче
ень
по
удовлетвор
рительными
и,
рекомендуется
определяять
возможности
самосстоятельно
химический
й выход (например,
(
с помощьью
ионной хро
оматографии
и).
Та
аблица 4: Ср
равнение задаанных и изме
еренных
акктивностей; пробы меченных сточных
х вод,
ве
еличины сист
тематическоой погрешнос
сти и зета.
Помимо водных проб
б, Zulauf и др.
д [3] также
е
те
естировали данный метод на
а меченыхх
об
бразцах почвы, беттона и мембранных
м
х
фильтров.
ф
В первой операции определял
ли степень
ь
вы
ыщелачиван
ния хлорид
да и иодид
да из трехх
матриц. Про
обы (прибл
бл. 250 мг) каждого
о
материала метили соотвветственно Cl-36 или I-12
29, сушили
и, а затем
м выщелач
чивали 1M
M
ра
аствором NaOH в ттечение 4ч при 70°С..
Активности Cl-36 илии I-129 в растворе
е
оп
пределяли
с
по мощью
жидкостной
й
сц
цинтилляции. В общем
м случае, полученные
п
е
сттепени выщелачиванияя были > 90%
%.
Таблица 3: Сравнение за
аданных и иззмеренных
активносте
ей; пробы меч
ченой водопр
роводной вод
ды,
3 параллели
и, системати
ическая погрешность, En,
k=2.
Затем гот
товили новвые наборы
ы меченыхх
пр
роб путем добавленияя в соотве
етствующие
е
матрицы известных кол
личеств Cl-3
36 и I-129 с
по
оследующей
й
сушкоой.
Посл
ле
этого
о
вы
ысушенные
пробы
выщелач
чивали
и
пр
роводили разделение,
р
, как опис
сано выше..
Анализы пр
роводили ттрижды; дл
ля расчета
а
акктивности использовал
ли ране полученные
п
е
зн
начения хи
имических выходов на
н стадияхх
вы
ыщелачиван
ния и раздел
ления. В таб
блицах 5a-cc
пр
редставлены
ы полученны
ые результа
аты.
Сходные эксперименты про
оводились в
лаборатори
ли
ии SUBATE
ECH, Франц
ция [2]. Был
помечены и проанализзированы на
а содержан ие
Cl-36 четыре пробы стточных вод (Пробы Cl1
1и
Cl2 с один
наковым кол
личеством Cl-36
C
и без I129; проба
а Cl3 с Cl-3
36 и I-129 с отношение
ем
активносте
ей 1:1 и про
оба Cl4 с Cl-36
C
и I-129
9 с
отношение
ем активносстей 1:10). Полученны
ые
результаты
ы приведен
ны в таб
блице 4 [[2].
4
ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
на стадии разделения, что позволит добиться
повышения правильности метода.
Таблица 5a: Сравнение заданных и измеренных
активностей; образец почвы, 3 параллели,
систематическая погрешность, En, k=2.
Warwick и др. [4] предложили метод
анализа проб материалов, образующихся при
снятии АЭС с эксплуатации (например,
отработанные смолы), основанный на другом
типе пробоподготовки. Данный метод основан
на термическом разложении анализируемой
пробы в печи ‘Пиролизер’. Летучие изотопы
хлора подаются потоком влажного воздуха в
барботер, содержащий раствор 6 ммоль/л
Na2CO3, где они и поглощаются. Значение
выхода хлора на данной стадии подготовки
пробы составляет 86%.
Раствор из барботера затем сразу
пропускают через насыщенную серебром
смолу CL. Авторы пришли к выводу, что
поскольку среда в пробе, пропускаемой через
колонку, не сильнокислая, необходима стадия
дополнительной промывки (‘модифицирующая
промывка’) с целью увеличения очистки от С14. Данный метод схематично изображен на
рис. 6.
Таблица 5b: Сравнение заданных и измеренных
активностей; образец бетона, 3 параллели,
систематическая погрешность, En, k=2.
Таблица 5c: Сравнение заданных и измеренных
активностей; образец фильтра, 3 параллели,
систематическая погрешность, En, k=2.
Рисунок 6: Схема метода разделения Cl- / I-,
оптимизированного для использования с
пиролизером RADDEC’s Pyrolyser (4).
В таблице 6 приведены полученные
авторами коэффициенты очистки Cl-фракции
(“modified
wash”
означает
результаты,
полученные при использовании метода вместе
с промывкой разбавленной серной кислотой).
Полученные коэффициенты очистки высоки;
дополнительная
промывка
существенно
повышает очистку Cl-фракции от C-14.
В целом, сходимость между измеренными и
заданными значениями активностей весьма
хорошая. Тем не менее, особенно для проб
почвы и бетона, в результатах измерения I-129
присутствует
небольшая
отрицательная
систематическая погрешность; таким образом,
рекомендуется определять химический выход
5
ЛИТЕРАТУРНЫ
ЫЙ ОБЗО Р
6:
Коэффициенты
очистки
п
при
Таблица
нии метода с Пиролизеро
ом и смолой CL
использован
[4].
Библиогграфия
(1) A. Zulauf, S.
S Happel, M. B. Mokili, A. Bombard, H..
Jungclas: Characterizatio
C
on of an extrraction chrom
m
atographic resin for
the sepa
aration
and
d
determinatio
on of 36Cl aand 129I. J. Radanal
R
Nucll
Chem, 286((2), 539-546 ((DOI: 10.1007
7/s10967-010-0772-5)
(2) A. Zulauf, S.
S Happel, M. B. Mokili, P. Warwick, A..
Bombard, H.
H Jungclas: D
Determination
n of Cl-36 and
d
I-129 by LSC after sepparation on an extraction
n
chromatogra
aphic resin. Presentation at the LSC
C
2010 conference, 07/009/2010, Paris (France),,
available
online::
http://www.nu
ucleide.org/LSC
C2010/presentattions/O-56.pdf.
(3) A. Zulauf, S. Happel: Cha
aracterisation of a Cl- and I--
selective resin.
r
Presenntation at the
t
TrisKem
m
Internationa
al users grooup meeting, 14/09/2010,,
Chester (UK); availablee online: http
p://www.triskem--
Вычисле
енный
сууммарный
химическкий
выход в данном ме
етоде (пиролизер плю
юс
разделение
е на колон
нке) оказалс
ся близким к
ел
преде
86%,
что
о
позволя
яет
получить
об
обнаружения на уров
вне 20 мБк/г для про
массой 1 г при эффективности регистрации
р
и в
жидкостной
й сцинтилл
ляции 98% и време ни
измерения 180 минут.
international.c
com/iso_album//ugm_chester_0
06_zulauf_hap
pel_cl_resin.p
pdf.
(4) P E Warwic
ck, A Zulauf, S Happel, I W Croudace::
Determinatio
on of 36Cl in decommissioning sampless
using a Pyrolyser ffurnace and
d extraction
n
chromatogra
aphic separattions. Presen
ntation at the
e
11th ERA Symposium,
S
116/09/2010, Chester
C
(UK);;
available
online::
http
p://www.triskem-international.c
com/iso_album//11_era_cheste
er_warwick_det
ermination_off_36cl_in_decom
mmissioning_sa
amples_using_
a_pyrolyser.p
pdf.
на
Позднее
е данный метод
м
был опробован
о
образцах о
отработанно
ой смолы. Была получе на
с
хорошая корреляция между полученной
п
помощью д
данного меттода активно
остью (4.3±0
0.1
кБк) и ожид
даемым знач
чением (4.1 кБк) [4].
6