способ определения удельной активности радионуклидов стронция-90 и цезия-134,137 в молоке или молочной сыворотке

Формула изобретения

Способ определения удельной активности радионуклидов стронция-90 и цезия-134 или цезия-137 в молоке или молочной сыворотке, включающий подготовку исходной пробы к анализу путем смешивания молока или молочной сыворотки с сорбентом, осаждения радионуклидов на сорбенте, отделения сорбента от молока или молочной сыворотки, промывку и подсушивание сорбента, измерение удельной активности радионуклидов в сорбенте, отличающийся тем, что в качестве сорбента в молоко или молочную сыворотку вводят диоксид марганца, а удельную активность радионуклидов стронция-90 и цезия-134 или цезия-137 в молоке или молочной сыворотке определяют из уравнений:

Q ₁=А_изм·m_s/М_пр·K _Sr-90, Q₂=А_изм·m_s /М_пр·K_{Cs-134 или 137},

где Q₁ - удельная активность радионуклида стронция-90 в молоке или молочной сыворотке, Бк/г;

Q₂ - удельная активность радионуклидов цезия-134 или цезия-137 в молоке или молочной сыворотке, Бк/г;

А_изм - удельная активность радионуклидов стронция-90 или цезия-134, 137 в сорбенте, Бк/г;

m_s - масса промытого и подсушенного сорбента после контакта с молоком или молочной сывороткой, г;

М_пр - масса пробы молока или молочной сыворотки, контактирующей с сорбентом, г;

K _Sr-90 - коэффициент сорбции стронция-90 из молока или молочной сыворотки на сорбенте - диоксиде марганца.

K_{Cs-134 или Cs-137} - коэффициент сорбции Cs-134 или Cs-137 из молока или молочной сыворотки на сорбенте - диоксиде марганца,

при этом коэффициенты сорбции стронций-90 и цезий-134 или цезий-137 из молока составляют соответственно 0,4-0,6 и 0,8-0,9; а коэффициенты сорбции стронций-90 и цезий-134 или цезий-137 из молочной сыворотки составляют соответственно 0,8-0,9 и 0,8-0,98.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к исследованию и анализу молочных продуктов и может быть использовано для определения удельной активности радионуклидов стронция-90 (Sr-90) и цезия-134 (Cs-134) или цезия-137 (Cs-137) в молоке или молочной сыворотке.

Известен способ определения радиоактивного стронция-90 в молоке, предусматривающий подготовку исходной пробы молока к анализу путем осаждения белков соляной кислотой, отделения сыворотки с заданным значением рН, перевод стронция из сыворотки в анализируемую пробу и измерение его активности. При этом перевод стронция-90 из сыворотки в анализируемую пробу ведут путем введения в сыворотку с рН 1,5 в качестве сорбента фосфата титана в Sr-форме, после чего его отмывают, и измерение активности осуществляют непосредственно в сорбенте.

(см. патент РФ № 1032888)

Недостатком известного способа является то, что он содержит много операций, длителен по времени, требует дополнительного расхода химических реактивов для осаждения белков молока и позволяет определить лишь стронций-90.

Наиболее близким к заявленному по технической сущности и совокупности существенных признаков является способ определения в молоке удельной активности радионуклида стронция-90 (Sr-90) по дочернему элементу иттрию-90 (Y-90) путем осаждения содержащихся в молоке ионов Sr-90 и Y-90 аммонийной солью инозитгексафосфорной кислоты и измерение активности стронция-90 (Sr-90) на бета-спектрометре радиометрического комплекса «Прогресс».

(см. патент РФ № 2139534)

Однако этот способ позволяет определять лишь Sr-90 по Y-90. Для проведения сорбции Sr-90 солью инозитгексафосфорной кислоты (далее - ИГФК), необходимо подкислить молоко 6 М HCl до рН 4,4±0,2 при температуре (2±1)°С. После этого подготовленную пробу молока приводят в контакт с солью ИГФК путем встряхивания, последующего отделения, промывки, сушки и определения удельной активности сорбента.

По удельной активности сорбента, коэффициенту сорбции его из молока определяют расчетным путем удельную активность Sr-90 в молоке.

Недостатки способа - операция подкисления молока и доведения его рН до 4,4±0,2 при обязательном охлаждении до температуры (2±1)°С; возможность определения в молоке только одного радионуклида Sr-90.

Задача изобретения - разработка способа определения в молоке или молочной сыворотке удельной активности радионуклида стронция-90 (Sr-90) по дочернему элементу иттрию-90 (Y-90) и цезия-134 (Cs-134) или цезия-137 (Cs-137) путем осаждения содержащихся в молоке или сыворотке ионов Sr-90 и Y-90, Cs-134 или Cs-137 диоксидом марганца и измерение активности сорбента по Sr-90 на бета-спектрометре радиометрического комплекса «Прогресс», а Cs-134 или Cs-137 - на гамма-спектрометре радиометрического комплекса «Прогресс».

Поставленная задача решена путем разработки способа определения удельной активности радионуклидов стронция-90 и цезия-134 или цезия-137 в молоке или молочной сыворотке, включающего подготовку исходных молочных проб к анализу путем перемешивания в течение определенного времени молока или молочной сыворотки с сорбентом в соотношении не более чем 10:1 и размерами частиц сорбента не более 0,5 мм, без изменения исходной кислотности препаратов, осаждения радионуклидов на сорбенте, отделения сорбента от молока или молочной сыворотки, промывку и подсушивание сорбента, измерение удельной активности радионуклидов в сорбенте, отличающийся тем, что в качестве сорбента в молоко или молочную сыворотку без изменения кислотности их среды вводят диоксид марганца, а удельную активность радионуклидов стронция-90 и цезия-134 или цезия-137 в молоке или молочной сыворотке определяют из уравнений:

Q₁=А_изм.·m _s/М_пр.·K_Sr-90, Q₂ =А_изм.·m_s/М_пр.·K _{Cs-134 или Cs-137}, где:

Q₁ - удельная активность радионуклида стронция-90 в молоке или молочной сыворотке, Бк/г;

Q₂ - удельная активность радионуклидов цезия-134 или цезия-137 в молоке или молочной сыворотке, Бк/г;

А_изм. - удельная активность радионуклидов стронция-90 или цезия-134 или цезия-137 в промытом и подсушенном сорбенте после контакта с молоком или сывороткой, Бк/г;

m_s - масса промытого и подсушенного сорбента после контакта с молоком или молочной сывороткой, г;

М_пр. - масса пробы молока или молочной сыворотки, контактирующей с сорбентом, г;

K_Sr-90 - коэффициент сорбции стронция-90 из молока или молочной сыворотки на сорбенте - диоксиде марганца;

K_{Cs-134 или Cs-137} - коэффициент сорбции Cs-134 или Cs-137 из молока или молочной сыворотки на сорбенте - диоксиде марганца.

При осуществлении способа достигается технический результат заключающийся в том, что использование в качестве сорбента диоксида марганца обеспечивает осаждение на него радионуклидов стронция-90 и цезия-134 или цезия-137 без изменения исходной кислотности среды при нерегулируемой температуре, без применения дополнительных реактивов.

Способ осуществляют следующим образом.

Сорбент, диоксид марганца, вводят в молоко или молочную сыворотку в соотношении 1:10, перемешивают полученную смесь в течение 45-90 мин. путем взбалтывания или встряхивания для равномерного распределения сорбента по всему объему молока или молочной сыворотки, отфильтровывают сорбент через бумажный или двойной лавсановый фильтр, промывают дистиллированной водой, подсушивают при температуре 140-150°С до массы, не превышающей исходную массу сорбента. Измеряют удельную активность сорбента на любом регистрирующем приборе, в частности на гамма-, бета-спектрометрическом комплексе «Прогресс».

По удельной активности сорбента и коэффициенту сорбции его из молока или молочной сыворотки рассчитывают удельную активность Sr-90 или Cs-134 или Cs-137 в молоке или молочной сыворотке из уравнений:

Q₁=А_изм.·m _s/М_пр.·K_Sr-90, Q₂ =А_изм.·m_s/М_пр.·K _{Cs-134 или Cs-137}, где:

Q₁ - удельная активность радионуклида стронция-90 в молоке или молочной сыворотке, Бк/г;

Q₂ - удельная активность радионуклидов цезия-134 или цезия-137 в молоке или молочной сыворотке, Бк/г;

А_изм. - удельная активность радуонукдидов Sr-90 или Cs-134 или цезия-137 в промытом и подсушенном сорбенте после контакта с молоком или сывороткой, Бк/г;

m_s - масса промытого и подсушенного сорбента после контакта с молоком или молочной сывороткой, г;

М_пр. - масса пробы молока или молочной сыворотки, контактирующей с сорбентом, г;

K_Sr-90 - коэффициент сорбции стронция-90 из молока или молочной сыворотки на сорбенте - диоксиде марганца;

K_{Cs-134 или Cs-137} - коэффициент сорбции цезия-134 или цезия-137 из молока или молочной сыворотки на сорбенте - диоксиде марганца.

Пример 1. К 50 г молока добавляют 5 г диоксида марганца, перемешивают вручную или на встряхивающем аппарате в течение 60 мин., отфильтровывают сорбент через бумажный или двойной лавсановый фильтр, промывают 50-70 мл дистиллированной воды, подсушивают при температуре 140-150°С до массы, не превышающей 5 г. Измеряют удельные активности сорбента на гамма- и бета-спектрометрическом комплексе «Прогресс».

Удельную активность Sr-90 или Cs-134 или Cs-137 в молоке рассчитывают по выше приведенным уравнениям.

Коэффициенты сорбции Sr-90 и Cs-134 или Cs-137 из молока на диоксиде марганца, полученные экспериментальным путем, соответствуют следующим значениям:

K _Sr-90=0,51±0,04;

K_{Cs-134 или Cs-137} =0,82±0,03.

Значения коэффициентов сорбции радионкулидов из молока на диоксиде марганца показаны в Таблицах 1, 2.

Для определения коэффициентов сорбции радионуклидов на диоксиде марганца в пробу молока или молочной сыворотки вводили расчетные количества Sr-90 и Cs-134 или Cs-137. После измерения удельной активности молока или сыворотки на бета-, гамма-спектрометрическом комплексе «Прогресс» находили суммарную активность в пробе молока или сыворотки, контактирующей с навеской сорбента (Асум., Бк=Ауд., Бк/г×m пробы, г).

Затем измеряли удельную и суммарную активность промытого и подсушенного сорбента после контакта с молоком или сывороткой. Коэффициенты сорбции радионуклидов на диоксиде марганца определяли по формуле:

Ксорбц.=Асум. промытого и подсушенного сорбента, Бк/Асум. пробы молока или сыворотки, Бк

Пример 2 К 80 г молочной сыворотки добавляют 8 г диоксида марганца, перемешивают вручную или на встряхивающем аппарате в течение 45 мин., отфильтровывают сорбент через бумажный или двойной лавсановый фильтр, промывают 80-90 мл дистиллированной воды, подсушивают при температуре 140-150°С до массы, не превышающей 8 г. Измеряют удельную активность сорбента на гамма- и бета-спектрометрическом комплексе «Прогресс».

Удельную активность Sr-90 или Cs-134 или Cs-137 в молочной сыворотке рассчитывают по вышеприведенным уравнениям.

Коэффициенты сорбции Sr-90 и Cs-134 или Cs-137 из молочной сыворотки на диоксиде марганца, полученные экспериментальным путем, соответствуют следующим значениям:

K_Sr-90=0,8±0,06;

K _{Cs-134 или Cs-137}=0,70±0,07

Значения коэффициентов сорбции радионкулидов из сыворотки на диоксиде марганца представлены в табл.3, 4.