nucВестник НЯЦ РКNNC RK Bulletin1729-75161729-7885Национальный ядерный центр Республики Казахстан10.52676/1729-7885-2023-2-82-88nuc-526Research ArticleСтатьиСРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА СПОСОБОВ РАЗЛОЖЕНИЯ ПРОБ ПОЧВЫ ПРИ РАДИОХИМИЧЕСКОМ ОПРЕДЕЛЕНИИ 239+240PuCOMPARATIVE ASSESSMENT OF DIGESTION METHODS FOR SOIL SAMPLES DURING THE RADIOCHEMICAL DETERMINATION OF 239+240PuСальменбаевС. Е.SalmenbayevS. Ye.

Саян Е. Сальменбаев

Курчатов

Kurchatov

salmenbayev@gmail.comКеримкуловаЖ. У.KerimkulovaZh. U.

Курчатов

Kurchatov

salmenbayev@gmail.comЖамалдиновФ. Ф.ZhamaldinovF. F.

Курчатов

Kurchatov

salmenbayev@gmail.comМустафинаК. Т.MustafinaК. Т.

Куралай Тасбулатовна Мустафина - инженер группы спектрометрических измерений лаборатории ядерно-физизических методов анализа отдела мониторинга и эколого-аналитических иссследований.

Курчатов

Kurchatov

kuralay@nnc.kzПонтакК. А.PontakК. A.

Ксения Александровна Понтак - техник группы исследований низкофоновых образцов лаборатории радиохимических исследований отдела радиоэкологических и биодозиметрических исследований.

Курчатов

Kurchatov

kuralay@nnc.kzДаулетбаеваШ. М.DauletbayevaSh. M.

Курчатов

Kurchatov

kuralay@nnc.kzСенгерЛ. И.SengerL. I.

Леонид Иосифович Сенгер - лаборант службы обеспечения качества работ отдела мониторинга и эколого-аналитических исследований.

Курчатов

Kurchatov

kuralay@nnc.kzФилиал «Институт радиационной безопасности и экологии» РГП НЯЦ РККазахстанBranch “Institute of Radiation Safety and Ecology” RSE NNC RKKazakhstan202306072023028288Copyright © Сальменбаев С.Е., Керимкулова Ж.У., Жамалдинов Ф.Ф., Мустафина К.Т., Понтак К.А., Даулетбаева Ш.М., Сенгер Л.И., 20232023Сальменбаев С.Е., Керимкулова Ж.У., Жамалдинов Ф.Ф., Мустафина К.Т., Понтак К.А., Даулетбаева Ш.М., Сенгер Л.И.Salmenbayev S.Y., Kerimkulova Z.U., Zhamaldinov F.F., Mustafina К.Т., Pontak К.A., Dauletbayeva S.M., Senger L.I.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://journals.nnc.kz/jour/article/view/526

На Семипалатинском испытательном полигоне (СИП) проводилось большое количество ядерных испытаний различного типа и мощности. Это привело к образованию на его территории отличающихся друг от друга характером, уровнями и изотопным составом радиоактивно загрязненных участков. При этом зачастую техногенные радионуклиды находятся в почвенном покрове СИП в прочносвязанной, малорастворимой форме, что затрудняет их полное извлечение из образцов для последующего количественного анализа. Обычно процесс извлечения осуществляется в открытых системах, с использованием растворов фтористоводородной кислоты (HF) и других минеральных кислот. Однако этот метод занимает много времени, требует большого количества реагентов и может привести к потере анализируемых элементов, а также к возможному перекрестному загрязнению проб. Альтернативой кислотному разложению в открытых системах может являться разложение в автоклавах. Этот метод с одной стороны лишен недостатков присущих открытому разложению, с другой стороны обладает несомненным преимуществом, заключающимся в ускорении процесса разложения благодаря повышению температуры кипения кислот. Как показали результаты экспериментов, в большинстве случаев результаты измерений удельной активности 239+240Pu в пробах почв, полученные с использованием полного кислотного разложения и автоклавного разложения, достаточно хорошо согласуются между собой (имеющиеся расхождения находятся в пределах погрешности измерений). Анализ стандартного образца радиоактивности, с применением способа автоклавного разложения, показал удовлетворительные результаты, отклонение от аттестованного значения составило порядка 5%.

A great many nuclear tests of different types and yields were conducted at the Semipalatinsk Test Site (STS). That has lead to the formation of radioactively contaminated areas within it, which differed from one another in the pattern, levels and the isotopic composition. At the same time, technogenic radionuclides are oftentimes in the soil cover of STS in tightly bound and slightly soluble forms, which hampers their complete extraction from samples for a subsequent quantitative analysis. Typically, the extraction process is carried out in open systems using solutions of hydrofluoric acid (HF) and other mineral acids. However, this technique is time-consuming, requires a great many reagents and may result in the loss of elements to be assayed as well as in a possible cross contamination of samples. Autoclave digestion can be an alternative to acid digestion in open systems. This method, on the one hand, is devoid of the disadvantages inherent in open decomposition, on the other hand, it has an undoubted advantage, which consists in accelerating the decomposition process due to an increase in the boiling point of acids. As demonstrated by experimental findings, measurements of 239+240Pu activity concentration in soil samples obtained from a complete acid and autoclave decomposition, in most cases, agree well enough with one another (the existing discrepancies are within the measurement error). Analysis of a radioactivity reference standard using the autoclave decomposition technique showed satisfactory results. The deviation from a certified value was in the order of 5%.

почваавтоклавное разложениеполное кислотное разложениесравнительный анализрадионуклидырадиохимический анализСИПsoilautoclave decompositioncomplete acid decompositioncomparative analysisradionuclidesradiochemical analysisSTSДанные исследования финансировались Министерством энергетики Республики Казахстан в рамках реализации научно-технической программы «Развитие атомной энергетики в Республике Казахстан» (ИРН – BR09158470)ReferencesОсобенности пробоотбора и пробоподготовки объектов окружающей среды. Учебно-методический комплекс дисциплины – Екатеринбург: Изд-во «Уральский государственный университет им. А.М. Горького». – 2008. – 47 с.Osobennosti probootbora i probopodgotovki ob"ektov okruzhayushchey sredy. Uchebno-metodicheskiy kompleks distsipliny – Ekaterinburg: Izd-vo «Ural'skiy gosudarstvennyy universitet im. A.M. Gor'kogo». – 2008. – 47 p.Сафарова В.И. Способы пробоподготовки почвы, донных отложений и твердых отходов для атомно-абсорбционного определения тяжелых металлов / В. И. Сафарова и др. // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. – 2010. – Т. 76, № 2. – С. 10–14.Safarova V.I. Sposoby probopodgotovki pochvy, donnykh otlozheniy i tverdykh otkhodov dlya atomno-absorbtsionnogo opredeleniya tyazhelykh metallov / V. I. Safarova i dr. // Zavodskaya laboratoriya. Diagnostika materialov. – 2010. – Vol. 76, No. 2. – P. 10–14.Мадин М.И. Основные факторы, определяющие качественные и количественные показатели анализа вещества при комплексном изучении и переработке минерального сырья / М.И. Мадин и др. // Известия НТН РК. Серия геологическая. – 2006. – № 5. – С. 91–97.Madin M.I. Osnovnye faktory, opredelyayushchie kachestvennye i kolichestvennye pokazateli analiza veshchestva pri kompleksnom izuchenii i pererabotke mineral'nogo syr'ya / M.I. Madin i dr. // Izvestiya NTN RK. Seriya geologicheskaya. – 2006. – No. 5. – P. 91–97.Лобачев А.Л. Пробоотбор и пробоподготовка в анализе объектов окружающей среды учебное пособие / А.Л. Лобачев, И.В. Лобачева, Е.В. Ревинская. – Самара: Изд-во «Самарский университет». – 2005. – 32 с.Lobachev A.L. Probootbor i probopodgotovka v analize ob"ektov okruzhayushchey sredy uchebnoe posobie / A.L. Lobachev, I.V. Lobacheva, E.V. Revinskaya. – Samara: Izd-vo «Samarskiy universitet». – 2005. – 32 p.Слесарь Н.И. Методические основы анализа объектов. Методические указания к практикуму студентов-бакалавров IV-го курса Института химии СПбГУ. СПб.: Изд-во ВВМ. – 2015. – 40 с.Slesar' N.I. Metodicheskie osnovy analiza ob"ektov. Metodicheskie ukazaniya k praktikumu studentov bakalavrov IV-go kursa Instituta khimii SPbGU. SPb.: Izd-vo VVM. – 2015. – 40 p.Суриков В.Т. Кислотное растворение кремния и его соединений для анализа методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой // Аналитика и контроль. – 2008. – Т. 12. № 3–4. – С. 93–100.Surikov V.T. Kislotnoe rastvorenie kremniya i ego soedineniy dlya analiza metodom mass-spektrometrii s induktivno svyazannoy plazmoy // Analitika i kontrol'. – 2008. – Vol. 12. – No. 3–4. – P. 93–100.Третьякова Е.И., Плотникова О.Е., Ильина Е.Г. Микроволновой метод подготовки проб для определения общего фосфора в объектах окружающей среды / Е.И. Третьякова, О.Е. Плотникова, Е.Г. Ильина // Ползуновский вестник. – 2008. – № 1–2. – С. 152–156.Tret'yakova E.I., Plotnikova O.E., Il'ina E.G. Mikrovolnovoy metod podgotovki prob dlya opredeleniya obshchego fosfora v ob"ektakh okruzhayushchey sredy / E.I. Tret'yakova, O.E. Plotnikova, E.G. Il'ina // Polzunovskiy vestnik. – 2008. – No. 1–2. – P. 152–156.Карпов Ю.А., Орлова В.А. Современные методы автоклавной пробоподготовки в химическом анализе веществ и материалов // «Заводская лаборатория. Диагностика материалов». – 2007. – № 1. Т. 73. – С. 4–11.Karpov Yu.A., Orlova V.A. Sovremennye metody avtoklavnoy probopodgotovki v khimicheskom analize veshchestv i materialov // «Zavodskaya laboratoriya. Diagnostika materialov». – 2007. – No. 1. Vol.73. – P. 4–11.Троеглазова А.В. Исследование и совершенствование методов анализа ренийсодержащего сырья и продуктов его переработки. Дисс. на соиск. учен. степени доктора философии (PhD): 6D060600 Алматы. – 2011. – 131 с.Troeglazova A.V. Issledovanie i sovershenstvovanie metodov analiza reniysoderzhashchego syr'ya i produktov ego pererabotki. Diss. na soisk. uchen. stepeni doktora filosofii (PhD): 6D060600 Almaty. – 2011. – 131 p.Черникова И.И. Разработка способов микроволновой пробоподготовки в анализе ферросплавов, шлакообразующих смесей и рудных материалов методом атомноэмиссионной спектрометрии с индуктивно связанной плазмой. Дисс. на соиск. учен. степени к.х.н. Воронеж. – 2018. – 124 с.Chernikova I.I. Razrabotka sposobov mikrovolnovoy probopodgotovki v analize ferrosplavov, shlakoobrazuyushchikh smesey i rudnykh materialov metodom atomnoemissionnoy spektrometrii s induktivno svyazannoy plazmoy. Diss. na soisk. uchen. stepeni k.kh.n. Voronezh. – 2018. – 124 p.Navarrete-López M., Jonathan M.P., Rodríguez-Espinosa P.F., Salgado-Galeana J.A. Autoclave decomposition method for metals in soils and sediments // Environmental Monitoring and Assessment. – 2012. – T. 184. – P. 2285– 2293. https://doi.org/10.1007/s10661-011-2117-4Navarrete-López M., Jonathan M.P., Rodríguez-Espinosa P.F., Salgado-Galeana J.A. Autoclave decomposition method for metals in soils and sediments // Environmental Monitoring and Assessment. – 2012. – Vol. 184. – P. 2285–2293, https://doi.org/10.1007/s10661-011-2117-4Бахур А.Е и др. Радиоактивные частицы в почвах Семипалатинского полигона / А.Е. Бахур, В.Т. Дубинчук, Л.А. Березина, Л.И. Мануилова, В.И. Малышев, Б.Р. Берикболов, И.А. Шишков, А.П. Ермилов // Радиация и риск – 1997. – Т. 9. – С. 71–84.Bakhur A.E i dr. Radioaktivnye chastitsy v pochvakh Semipalatinskogo poligona / A.E. Bakhur, V.T. Dubinchuk, L.A. Berezina, L.I. Manuilova, V.I. Malyshev, B.R. Berikbolov, I.A. Shishkov, A.P. Ermilov // Radiatsiya i risk – 1997. – Vol. 9. – P. 71–84.Артемьев О.И., Ахметов М.А., Птицкая Л.Д. Радиоактивное загрязнение территории Cемипалатинского полигона от атмосферных ядерных испытаний / О.И. Артемьев, М.А. Ахметов, Л.Д. Птицкая// Вестник НЯЦ РК. Радиоэкология. охрана окружающей среды. Выпуск 3, сентябрь 2000. – С. 29–34.Artem'ev O.I., Akhmetov M.A., Ptitskaya L.D. Radioaktivnoe zagryaznenie territorii Cemipalatinskogo poligona ot atmosfernykh yadernykh ispytaniy / O.I. Artem'ev, M.A. Akhmetov, L.D. Ptitskaya// Vestnik NYaTs RK. Radioekologiya. okhrana okruzhayushchey sredy. Issue 3, september 2000. P. 29–34.Горлачев И.Д. и др. Исследование и систематизация “горячих” частиц в почвах Семипалатинского испытательного полигона / И.Д. Горлачев, Т.Н. Квочкина, Б.Б.Князев, С.Н. Лукашенко // Актуальные вопросы радиоэкологии Казахстана. [Сборник трудов Национального ядерного центра Республики Казахстан за 2010 г.] – Вып. 3. – Т. 2. – Павлодар: Дом печати. – 2011. – С. 11–59.Gorlachev I.D. i dr. Issledovanie i sistematizatsiya “goryachikh” chastits v pochvakh Semipalatinskogo ispytatel'nogo poligona / I.D. Gorlachev, T.N. Kvochkina, B.B.Knyazev, S.N. Lukashenko // Aktual'nye voprosy radioekologii Kazakhstana. [Sbornik trudov Natsional'nogo yadernogo tsentra Respubliki Kazakhstan za 2010 g.] – Issue 3. – Vol. 2. – Pavlodar: Dom pechati. – 2011. – P. 11–59.Кундузбаева А.Е., Лукашенко С.Н., Магашева Р.Ю. Формы нахождения искусственных радионуклидов в почвах на территории площадки «Опытное поле» / А.Е. Кундузбаева, С.Н. Лукашенко, Р.Ю. Магашева // Актуальные вопросы радиоэкологии Казахстана [Сборник трудов Национального ядерного центра Республики Казахстан за 2011–2012 гг.] / под ред. С.Н. Лукашенко. – Т. 2. – Вып. 4. – Павлодар: Дом печати. – 2013. – С. 181–208.Kunduzbaeva A.E., Lukashenko S.N., Magasheva R.Yu. Formy nakhozhdeniya iskusstvennykh radionuklidov v pochvakh na territorii ploshchadki «Opytnoe pole» / A.E. Kunduzbaeva, S.N. Lukashenko, R.Yu. Magasheva // Aktual'nye voprosy radioekologii Kazakhstana [Sbornik trudov Natsional'nogo yadernogo tsentra Respubliki Kazakhstan za 2011–2012 gg.] / pod red. S.N. Lukashenko. – Vol. 2. – Issue 4. – Pavlodar: Dom pechati. – 2013. – P. 181–208.Lukashenko S., Kabdyrakova A., Lind O.C. et al. Radioactive particles released from different sources in the Semipalatinsk Test Site // J. Environ. Radioact. – 2020. – Vol. 216. – P. 106160.Lukashenko S., Kabdyrakova A., Lind O.C. et al. Radioactive particles released from different sources in the Semipalatinsk Test Site // J. Environ. Radioact. – 2020. – Vol. 216. – P. 106160.Kunduzbayeva A.Ye., Lukashenko S.N., Kabdyrakova A.M., Larionova N.V., Magasheva R.Yu., Bakirova G.A. Speciation of 137Cs, 90Sr, 241Am, and 239+240Pu artificial radionuclides in soils at the Semipalatinsk test site // Journal of Environmental Radioactivity, – Volume 249, 2022. 106867. https://doi.org/10.1016/j.jenvrad.2022.106867Kunduzbayeva A.Ye., Lukashenko S.N., Kabdyrakova A.M., Larionova N.V., Magasheva R.Yu., Bakirova G.A. Speciation of 137Cs, 90Sr, 241Am, and 239+240Pu artificial radionuclides in soils at the Semipalatinsk test site // Journal of Environmental Radioactivity, Vol. 249, 2022. 106867. https://doi.org/10.1016/j.jenvrad.2022.106867KZ.06.01.00195-2020. Методика выполнения измерений удельной активности изотопов плутония в объектах окружающей среды альфа-спектрометрическим методом с радиохимической подготовкой – Курчатов. 2020.KZ.06.01.00195-2020. Metodika vypolneniya izmereniy udel'noy aktivnosti izotopov plutoniya v ob"ektakh okruzhayushchey sredy al'fa-spektrometricheskim metodom s radiokhimicheskoy podgotovkoy – Kurchatov. 2020.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.