长寿命放射性核素Tc-99的环境行为及其化学形态分析研究

Studying on the analysis of radionuclide and its chemical speciation is an effective way of evaluating the level of radiological hazards in the environment. It is also an essential part during environmental monitoring process. The present project focuses on the long-lived radionuclide Tc-99 and its chemical speciation analysis according to the nuclear chemical properties of Tc. Procedures for determination of Tc-99 in environmental samples in routine and emergency situation will be developed. The objective is to clarify the chemical behavior of Tc-99 and its migration and diffusion law in the environment, and provide the necessary basis for the theoretical and scientific basis for the repository design and the safety assessment of the high-level radioactive waste repository of China.

开展对放射性核素及其化学形态的分析研究，是评价环境中放射性危害水平的有效途径，也是环境监测过程中必不可少的环节。本项目针对长寿命裂变产物Tc-99的核化学特性, 集中研究环境样品中Tc-99及其不同化学形态的分析方法；建立可用于常规及事故状况下Tc-99的分析流程；阐明Tc-99在环境中的化学行为；揭示Tc-99在地质环境中的迁移、扩散规律；为我国高放废物地质处置及放射性核素安全评价提供必要的基础理论和科学依据。

开展对放射性核素及其化学形态的分析研究，是评价环境中放射性危害水平的有效途径，也是环境监测过程中必不可少的环节。因半衰期长、裂变产额高及迁移能力强等特点，99Tc在放射性示踪及废物管理方面备受关注，是近年来研究的热点。本项目针对99Tc的核化学特性，集中研究了环境样品中99Tc的准确测定及快速分析方法，同时就海藻中Tc的存在形态进行了探究，建立了相应的分析流程。. 环境固体样品经高温灰化/酸浸取后使99Tc进入溶液相，通过固相萃取色层法实现了Mo和Ru的有效去污。大体积海水经两步沉淀有效减小了样品体积，同时获得了较高的Tc化学回收率。为了进一步提高去污效果，建立了两个小体积色谱柱串联的分离流程，对Mo和Ru的去污因子均达到104以上。针对Tc热不稳定的特点，对固体样品灰化及溶液蒸发过程中Tc的损失进行了详细研究，并优化了相应的灰化及蒸发条件。分离纯化后的样品通过ICP-MS对99Tc进行了测定，比较传统方法，大大缩短了分析时间。. 通过生物化学分离和ICP-MS测量相结合，实现了环境海藻样品中99Tc的形态分析，建立了海藻中不同化学形态Tc的分析流程。第一次较为全面的探讨了海藻中99Tc的富集行为，为进行以海藻作为99Tc生物传感器的相关研究奠定了基础。. 本项目所取得的研究结果，包括系列分析流程和分析方法，是进行相应环境监测和分析的基础，可为进一步研究99Tc的环境行为提供必要的基础理论和科学依据，因此有一定的社会意义和实际应用价值。