Цезий-137. Определение удельной активности в пищевых продуктах. Методические указания. МУК 4.3.2504-09
Утверждаю Руководитель Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, Главный государственный санитарный врач Российской Федерации Г.Г.ОНИЩЕНКО 23 апреля 2009 года
Дата введения: 20 июня 2009 года
4.3. МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ. ФИЗИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ
ЦЕЗИЙ-137. ОПРЕДЕЛЕНИЕ УДЕЛЬНОЙ АКТИВНОСТИ В ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТАХ
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ МУК 4.3.2504-09
1. Разработаны Федеральным государственным учреждением "Федеральный медицинский биофизический центр им. А.И. Бурназяна".
2. Рекомендованы к утверждению Комиссией по государственному санитарно-эпидемиологическому нормированию при Федеральной службе по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека (протокол от 24 марта 2009 г. N 1).
3. Утверждены Руководителем Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, Главным государственным санитарным врачом Российской Федерации Г.Г. Онищенко 23 апреля 2009 г.
4. Введены в действие с 20 июня 2009 г.
5. Введены взамен Методических указаний N 5779-91 "Цезий-137. Определение в пищевых продуктах".
1. Область применения
Методические указания устанавливают методику выполнения измерения активности цезия-137 в пищевых продуктах после концентрирования цезия-137 на осадке ферроцианида никеля и последующего выделения его в виде сурьмянистойодидной или гексахлортеллуритной соли.
Диапазон измерений 0,8 - 200 Бк позволяет использовать методику для определения содержания цезия-137 в пищевых продуктах с целью мониторинга, контроля за уровнем поступления его в организм человека с рационом и оценки дозы внутреннего облучения.
2. Нормативные ссылки
В настоящих Методических указаниях использованы ссылки на следующие нормативные документы.
1. СП 2.6.1.758-99 "Нормы радиационной безопасности (НРБ-99)".
2. СП 2.6.1.799-99 "Основные санитарные правила обеспечения радиационной безопасности (ОСПОРБ-99)".
3. СанПиН 2.3.2.1078-01 "Гигиенические требования безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов".
4. МИ 2453-2000 "Рекомендации. Методики радиационного контроля. Общие требования".
5. ГОСТ Р 8.563-96. ГСИ (Изд. 2002 г.) "Методики выполнения измерений".
6. ГОСТ 8.033-96. ГСИ "Государственная поверочная схема для средств измерения активности радионуклидов, потока и плотности потока альфа- и бета-частиц и фотонов радионуклидных источников".
7. ГОСТ 8.207-76. ГСИ "Прямые измерения с многократными наблюдениями. Методы обработки результатов наблюдений. Основные положения".
8. ГОСТ Р ИСО 5725-1-6-2002 "Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений".
9. ГОСТ 12.0.003-74. ССБТ "Опасные и вредные производственные факторы".
10. ГОСТ 12.1.019-79. ССБТ "Электробезопасность. Общие требования и номенклатура видов защиты".
11. ГОСТ 12.1.010-76. ССБТ "Взрывобезопасность. Общие требования".
12. ГОСТ 12.1.004-91. ССБТ "Пожарная безопасность. Общие требования".
13. РМГ 60-2003. ГСИ "Смеси аттестованные. Общие требования к разработке".
3. Термины и определения
В настоящем документе принята терминология в соответствии с НРБ-99 и ОСПОРБ-99. В дополнение к ним используются следующие термины:
Минимальная измеряемая активность - А - активность радионуклида в
мин
счетном образце, при измерении которой на данной радиометрической установке
за время экспозиции один час относительная случайная (статистическая)
погрешность результата измерений составляет 50% при доверительной
вероятности Р = 0,95.Радиометрическая установка - техническое средство (радиометр, спектрометр) для измерения активности (удельной активности) радионуклидов в счетном образце.
Носитель - вещество, которое, будучи связано с ничтожно малым количеством другого вещества, проносит последнее через весь химический или физический процесс.
Химический выход радионуклида - отношение количества носителя радионуклида в измеряемом образце к количеству носителя этого радионуклида в пробе.
4. Основные положения
4.1. Основные физико-химические свойства цезия-137
137
Цезий-137 ( Cs) наиболее важный радиоактивный изотоп цезия. Период
полураспада (Т ) составляет 30,1 года, максимальная энергия бета-спектра
1/2
- 0,514 МэВ, гамма-спектра - 0,661 МэВ. По химическим свойствам близок к
калию и рубидию.Основной путь поступления цезия-137 в организм человека - по пищевым цепям с рационом человека. Цезий-137 накапливается в мышечной ткани и вносит основной вклад в дозу внутреннего облучения.
Для контроля за уровнем поступления цезия-137 в организм человека с рационом производят определение содержания его в пищевых продуктах.
Полученные значения удельной активности цезия-137 в пищевых продуктах позволяют проследить за динамикой накопления его в организме и оценить дозу внутреннего облучения.
4.2. Метод определения
Определение цезия-137 основано на переводе данного радионуклида в раствор путем растворения золы пищевых продуктов в 3 н азотной кислоте, концентрировании цезия-137 на осадке ферроцианида никеля при pH 3 - 5 и последующем выделении его в виде сурьмянистойодидной или гексахлортеллуритной соли.
137
Измерение выделенного препарата Cs производится на низкофоновых
бета-радиометрах, бета-, гамма-спектрометрах в режиме измерения проб после
радиохимического анализа при минимальной измеряемой активности 0,8 Бк в
счетном образце.Длительность анализа - 6 ч (без подготовки проб к анализу). Один лаборант может сделать за рабочий день 3 пробы.
4.3. Требования к погрешности измерения и приписные характеристики погрешности измерения
4.3.1. Методика выполнения измерений обеспечивает получение результатов измерений с погрешностью, не превышающей значений, приведенных в табл. 4.1.
Таблица 4.1
ДИАПАЗОН ИЗМЕРЕНИЙ, ЗНАЧЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ТОЧНОСТИ, ВОСПРОИЗВОДИМОСТИ И ПРАВИЛЬНОСТИ
┌──────────────┬───────────────┬────────────┬──────────────┬──────────────┐ │ Наименование │ Показатель │Показатель │Показатель │ Показатель │ │определяемого │ повторяемости │воспроизво- │правильности │ точности │ │ компонента, │ (среднее │димости (от-│(границы │ (границы │ │ диапазон │квадратическое │носительное │относительной │относительной │ │ измерений │ отклонение │среднеквад- │среднеквадра- │ погрешности │ │ │повторяемости),│ратическое │тической │ при │ │ │ сигма , % │отклонение │погрешности │ вероятности │ │ │ r │воспроизво- │при вероятнос-│ Р = 0,95), │ │ │ │димости), │ти Р = 0,95), │+/- дельта , %│ │ │ │сигма , % │+/- дельта , %│ с │ │ │ │ R │ с │ │ ├──────────────┼───────────────┼────────────┼──────────────┼──────────────┤ │Цезий-137, │9 │22 │10 │47 │ │диапазон │ │ │ │ │ │измерений от │ │ │ │ │ │0,8 до 200 Бк │ │ │ │ │ └──────────────┴───────────────┴────────────┴──────────────┴──────────────┘
4.3.2. Значения показателя точности методики используют при:
- оформлении результатов измерений, выдаваемых лабораторией;
- оценке деятельности лаборатории на качество проведения испытаний.
Значение чувствительности радиометров получается при градуировке установки с использованием образцовых радиоактивных растворов (Прилож. 1, 2).
Значение чувствительности бета-, гамма-спектрометров получается при градуировке установки с использованием образцовых объемных источников и вводится в программу расчета на ПЭВМ (Инструкция по использованию установки).
5. Средства измерения, вспомогательные устройства, материалы и реактивы
5.1. Основные средства измерения
Таблица 5.1
СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ, РЕКОМЕНДУЕМЫЕ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ МЕТОДИКИ
┌──────────────────┬─────────────────┬───────────────────┬────────────────┐ │ Наименование │ Обозначение │Наименование изме- │ Погрешность │ │средств измерений │стандарта, ТУ, ТД│ряемой физической │(на уровне А )│ │ │ на изготовление │величины │ мин │ ├──────────────────┼─────────────────┼───────────────────┼────────────────┤ │ 1 │ 2 │ 3 │ 4 │ ├──────────────────┼─────────────────┼───────────────────┼────────────────┤ │ │ │ -1│ │ │Бета-спектрометр │ТУ 4362-001- │Скорость счета, с │50% при Р = 0,95│ │"Прогресс" │31867313-95 │ │ │ ├──────────────────┼─────────────────┼───────────────────┼────────────────┤ │ │ │ -1│ │ │Установка с малым │ТУ 25-11-162-68 │Скорость счета, с │25% при Р = 0,95│ │фоном - УМФ │ │ │ │ ├──────────────────┼─────────────────┼───────────────────┼────────────────┤ │Образцовый радио- │ТУ И-170-71 │Активность, Бк/г │5% при Р = 0,95 │ │активный раствор │ │ │ │ │(ОРР) цезия-137 │ │ │ │ ├──────────────────┼─────────────────┼───────────────────┼────────────────┤ │Пипетки емкостью │ГОСТ 29227-91 │Объем, куб. см │Погрешность 2% │ │1, 2, 5 куб. см │ИСО 835-1-81 │ │0,01 мл │ ├──────────────────┼─────────────────┼───────────────────┼────────────────┤ │Весы лабораторные │ГОСТ 24104-2001 │Масса, г │Погрешность 2% │ │типа ВЛТ-200, │-"- │ │0,0005 г │ │ВЛТК-500 │ │ │ │ ├──────────────────┼─────────────────┼───────────────────┼────────────────┤ │Секундомер │ГОСТ 5072 │с │0,2 с │ └──────────────────┴─────────────────┴───────────────────┴────────────────┘
Примечание. Возможно использование других радиометрических установок с последующей проверкой их метрологических характеристик.
5.2. Вспомогательные устройства и оборудование
Шкаф сушильный термостатируемый ГОСТ 3765-78 Печь муфельная с терморегулятором до 1000 °С ТУ 16-681.051-84 Плитка электрическая ГОСТ 14919-83 Лампа зеркальная 3М-8 220 х 500 для сушки проб Центрифуга лабораторная клиническая ОПН-3у ТУ 5-375-4260-76 Эксикатор ГОСТ 25336-02 Центрифужные пробирки на 10 куб. см ГОСТ 23932-90 Пипетки 1, 2 и 5 куб. см ГОСТ 20292-74 Колбы мерные 100, 500, 1000 куб. см ГОСТ 1770-74 Стаканы термостойкие вместимостью 50, 100, 200, 500 куб. см ГОСТ 25336-82 Воронки диаметром 5, 10, 15 см ГОСТ 25336-82 Чашки фарфоровые вместимостью 150 - 200 куб. см ГОСТ 9147-80 Фильтры бумажные синяя и красная лента диаметром 9 и 15 см Стеклянные капельницы объемом 50 куб. см ГОСТ 25336-82 Стеклянные палочки длиной 30 см ГОСТ 25336-82
5.3. Реактивы и материалы
Стронций азотно-кислый, чда ГОСТ 5429-74 Цезий азотно-кислый, хч ТУ 6-09-437-75 Цезий хлористый ТУ 6-09-4066-79 Иттрий азотно-кислый, хч ТУ 6-09-4676-78 Кислота азотная, уд. вес 1,36, чда ГОСТ 4461-77 Кислота соляная, уд. вес 1,19, хч ГОСТ 3118-77 Аммиак водный, 25%-ный раствор, чда ГОСТ 3760-79 Аммоний щавелево-кислый, чда ГОСТ 5712-78 Никель азотно-кислый ГОСТ 4055-78 Натрий железистосинеродистый МРТУ 6-09-5232-68 (калий железистосинеродистый) (ГОСТ 4207-75) Теллур, двуокись ТУ 6-09-1401-76 Ацетон, хч ГОСТ 2603-79 Спирт этиловый 96%, ректификат ГОСТ 18300-87 Полистирол Хлороформ или четыреххлористый углерод Йодистый аммоний, хч ГОСТ 3764-75 Треххлористая сурьма, хч ТУ 6-09-636-76 Сернисто-кислый (или пиросернисто-кислый) натрий, хч ГОСТ 429-79 Кислота уксусная ледяная, хч ГОСТ 61-75 Кислота серная концентрированная, чда ГОСТ 4204-77 Натрий едкий, чда ГОСТ 4388-77
6. Требования к обеспечению безопасности, экологической безопасности, требования к квалификации исполнителя
6.1. Требования безопасности при работе с химическими веществами
При работе с растворами кислот, аммиака и другими химическими реактивами должны выполняться требования инструкций по технике безопасности при работе с химическими веществами, утвержденные руководителем организации.
6.2. Требования к радиационной безопасности при работе с источниками ионизирующих излучений
При работе с радиоактивными пробами и образцовыми радиоактивными растворами (ОРР) следует руководствоваться действующими СП 2.6.1.799-99 "Основные санитарные правила обеспечения радиационной безопасности (ОСПОРБ-99)" и "Инструкцией по технике безопасности для работающих с радиоактивными веществами и источниками ионизирующих излучений в структурных подразделениях предприятий", утвержденной руководителем организации.
6.3. Общие требования безопасности
Все электроустановки и электроаппаратура, используемые при выполнении измерений, должны соответствовать требованиям "Правил технической эксплуатации электроустановок потребителей" (ПТЭ) и "Правил техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей" (ПТБ).
В помещении для производства работ должны выполняться общие требования пожаро- и взрывобезопасности по ГОСТ 12.1.004-91, ГОСТ 12.1.010-76.
Помещение для производства работ по данной методике должно соответствовать требованиям "Основных санитарных правил обеспечения радиационной безопасности (ОСПОРБ-99)".
6.4. Требования к квалификации исполнителя
К выполнению химических операций методики и измерений бета-активности допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие медицинский осмотр и не имеющие медицинских противопоказаний. Химическую часть методики могут исполнять специалисты, имеющие квалификацию лаборанта или техника-химика, измерение бета-активности выполняют лица с квалификацией лаборанта или техника-радиометриста.
Перед допуском к работе персонал должен пройти обучение, инструктаж и проверку знаний правил безопасности ведения работ и действующих в организации инструкций.
7. Подготовка к выполнению анализа и измерений
7.1. Требования к подготовке проб для проведения радиохимического определения
Озоление проб проводится тремя способами в зависимости от вида продуктов и содержания в них радионуклидов. Масса пробы, необходимая для получения достоверных результатов, рассчитывается в соответствии с уровнем минимальной измеряемой активности (МИА) используемой измерительной аппаратуры, погрешностью измерения не хуже 60% при доверительной вероятности Р = 0,95 и ожидаемой удельной активности радионуклидов в пищевых продуктах на уровне среднего содержания на территории России.
М = А / (А х a х b),
мин п
где:
М - масса продукта, кг;
А - минимально измеряемая активность, Бк;
мин
А - предполагаемая удельная активность продукта, Бк/кг;
п
a - поправка на потери при подготовке проб к анализу (0,5 - 0,8);
b - поправка на химический выход носителя (0,8).7.1.1. Подготовка проб растительных пищевых продуктов
Навеску пробы 3,0 - 6,0 кг сырого веса вымытую, очищенную и нарезанную помещают в сушильный шкаф и высушивают 6 - 12 ч при 100 - 120 °С.
Сухую пробу переносят в фарфоровые чашки и нагревают на электроплитке
или под инфракрасной лампой до полного обугливания. Пересыпают в фарфоровые
тигли или чашки меньшего размера и помещают в муфельную печь для озоления
137
при 400 - 500 °С во избежание потерь Cs.7.1.2. Подготовка пищевых продуктов животного происхождения методом термического разложения
Мясо и мышцы рыбы отделяют от костей, нарезают мелкими кусками. Творог, сыр помещают в фарфоровые чашки. Навеску пробы 3,0 - 6,0 кг сырого веса высушивают под инфракрасной лампой, обугливают на электроплитке (жир сливают и взвешивают для корректировки массы пробы, взятой для анализа), затем переносят в фарфоровые тигли небольшими порциями и озоляют при 400 - 500 °С.
7.1.3. Подготовка проб молока
Пробу молока (масса 3,0 - 6,0 кг) подкисляют и выпаривают на электроплитке или на газовой плитке до сухой массы, переносят в фарфоровые чашки, высушивают под лампой. Сухой остаток обугливают на плитке и озоляют в муфельной печи при 400 - 500 °С.
7.1.4. Подготовка проб пищевых продуктов животного происхождения методом кислотного озоления
Методика предназначена для переведения в раствор проб мяса, молочных
продуктов (сгущенного и концентрированного молока, масла, творога, сыра и
т.д.) с уровнем 3,7 Бк/кг и выше при необходимости совместного определения
90 137
в ней Sr и Cs. Рекомендуемый объем пробы не более 1,5 кг. Метод
основан на полной минерализации органических проб концентрированной азотной
кислотой и перекисью водорода при нагревании.Реактивы, посуда
Азотная кислота концентрированная, чда ГОСТ 4461-77 Перекись водорода 30%, хч ГОСТ 10929-76 Иттрий хлористый 6-водный, хч ТУ 6-09-4474-77 Стронций хлористый 6-водный, чда ГОСТ 4140-74 Цезий азотно-кислый, хч ТУ 6-09-437-75 Цезий хлористый, хч ТУ 6-09-4066-79 Стаканы термостойкие вместимостью 2 л ГОСТ 25336-82
Ход озоления
В стакан емкостью 2 л помещают 500 куб. см концентрированной азотной кислоты, нагревают до кипения и порциями (10 - 20 г) постепенно при перемешивании вносят растворяемую пробу. Обычно эта операция занимает от 1 до 2 ч в зависимости от объема и характера пробы. Особое внимание нужно обратить на возможность обильного образования пены при сжигании жирных сортов мяса, масла, сгущенного молока с сахаром и соблюдать при растворении особую осторожность. После того как вся масса продукта внесена в стакан, вносят растворы носителей иттрия, стронция, цезия и, продолжая кипячение, порциями (5 - 10 куб. см) добавляют перекись водорода до полного разложения пробы (прекращение выделения бурых паров и осветление раствора). По мере уменьшения объема кислоты, если проба еще полностью не разложилась, добавляют 200 - 500 куб. см концентрированной азотной кислоты.
Обычно для разложения 1 кг пробы достаточно 500 - 1000 куб. см азотной кислоты и 200 - 400 куб. см перекиси водорода. После полного разложения пробу охлаждают, застывший жир удаляют, промывают его в отдельной чашке или стакане 6 н азотной кислотой, промывной раствор присоединяют к основному. Раствор кипятят еще 10 - 20 мин. до полного разложения перекиси водорода (прекращение выделения мелких пузырьков), доливают равным объемом дистиллированной воды. Из теплого раствора осаждают оксалаты щелочноземельных металлов, для чего вносят 10 - 20 куб. см 8%-ной щавелевой кислоты или насыщенный раствор щавелево-кислого аммония, и приливают 25% раствора аммиака до pH 1,5. В фильтрате определяют содержание цезия-137. В осадке оксалатов определяют содержание стронция-90.
7.2. Приготовление реактивов
10%-ный раствор двуокиси теллура.
10 г двуокиси теллура растворяют в концентрированной HCl при нагревании. Раствор охлаждают, переносят в мерную колбу на 100 куб. см и доводят до метки концентрированной соляной кислотой.
Раствор полистирола.
5 г стружек полистирола растворяют в 100 куб. см хлороформа или четыреххлористого углерода путем встряхивания в колбе, закрытой пробкой.
Стронций азотно-кислый, водный раствор, 50 мг/куб. см по стронцию.
17,26 г соли растворяют в 1000 куб. см дистиллированной воды.
Иттрий азотно-кислый, водный раствор, 50 мг/куб. см по иттрию.
25,4 г соли растворяют в 1000 куб. см дистиллированной воды.
Цезий азотно-кислый, водный раствор, 50 мг/куб. см по цезию.
73,5 г соли растворяют в 1000 куб. см дистиллированной воды.
Цезий хлористый, водный раствор, 50 мг/куб. см по цезию.
63,35 г соли растворяют в 1000 куб. см дистиллированной воды.
Аммоний щавелево-кислый, насыщенный раствор.
60 г соли растворяют в 500 куб. см дистиллированной воды.
Едкий натр, 10%-ный раствор.
50 г едкого натра растворяют в 500 куб. см дистиллированной воды.
Треххлористая сурьма, раствор.
6,9 г Sb O или 4,4 г SbCl растворяют в 100 куб. см 4 н HCl.
2 3 3Йодистый аммоний, насыщенный раствор.
170 г соли растворяют в 100 куб. см дистиллированной воды.
Кислота соляная, 3 н.
Концентрированную кислоту разбавляют дистиллированной водой до плотности 1,05 г/куб. см.
Натрий железистосинеродистый, 10%-ный раствор.
50 г соли растворяют в 500 куб. см дистиллированной воды.
Никель азотно-кислый, 10%-ный раствор.
50 г соли растворяют в 500 куб. см дистиллированной воды.
7.3. Подготовка аппаратуры к выполнению измерений
При выполнении измерений активности посредством регистрации бета-излучения на используемых средствах измерения выполняют требования, изложенные в техническом описании и инструкции по эксплуатации.
Подготовка измерительной установки к работе и вывод ее на рабочий режим осуществляется в соответствии с инструкцией по эксплуатации прибора, методическими указаниями по радиометрическим измерениям радиоактивных препаратов и в соответствии с требованиями программы измерения активности при работе на бета-спектрометре.
Значение скорости счета собственного фона установки, чувствительности
установки и нестабильности ее работы определяют при метрологической
аттестации или поверке средств измерения. Для контроля стабильности условий
проведения измерений в начале рабочего дня не менее 2-х раз измеряют
скорость счета фона установки, при этом в измерительную камеру помещают
чистую подложку (кювету) и измеряют скорость счета от контрольного
источника не менее 5-ти раз. Рассчитывают и соответствующим образом
оценивают промежуточное среднее значение скорости счета фона (N ) и от
ср.ф.
контрольного источника (N ) по формуле:
ср.к.и.
N = SUM N / m, (1)
ср i
где:
N - скорость счета (фона или контрольного источника) при i-ом
i
-1
измерении, с ;
m - число измерений.Подготовка к работе бета-, гамма-спектрометра производится в соответствии с методическими рекомендациями по спектрометрическим измерениям, прилагаемым к спектрометру.
8. Выполнение анализа. Определение цезия-137 в пищевых продуктах
8.1. Всю золу, полученную сжиганием 3 - 5 кг продуктов при 450 °С,
помещают в термостойкий стакан, вносят в качестве носителей растворы солей
Cs - 50 - 100 мг, Sr - 50 мг, Y - 50 мг (по металлу) и растворяют в 3 н
HNO .
3
90
При необходимости определения из этой же пробы стронция-90 ( Cs) по
90
дочернему иттрию-90 ( Y) экстракцией последнего моноизооктиловым эфиром
метилфосфиновой кислоты (МИОМФК) носитель иттрия не вносят.
Нерастворившуюся часть золы пищевых продуктов промывают разбавленной
азотной кислотой и переводят в раствор после вторичного озоления. Фильтрат
90
и промывные воды объединяют. В случае необходимости определения Sr
оксалатным методом добавляют аммиак до pH = 1,5. Из горячего раствора
осаждают оксалаты щелочноземельных элементов насыщенным раствором
щавелево-кислого аммония. Осадок оставляют на 1,0 - 1,5 ч, проверяют
полноту осаждения (для растворов с низким содержанием Ca), отфильтровывают
и промывают водой, содержащей оксалат-ионы. В осадке определяют
90
стронций-90. В тех случаях, когда определение Sr производится из
отдельной навески, осаждение оксалатов не производится.В раствор, содержащий фильтрат и промывные воды, добавляют 10%-ный аммиак (1:1) до начала выпадения гидроокиси - pH = 3 - 5. Затем в раствор последовательно вносят 5 куб. см 10%-ного азотнокислого никеля и 5 куб. см 10%-ного ферроцианида натрия или калия.
Осадку дают отстояться и проводят повторно концентрирование, добавляя 5 куб. см азотно-кислого никеля и 5 куб. см 10%-ного ферроцианида натрия. Осадок ферроцианида никеля, содержащий цезий, отфильтровывают, промывают водой и прокаливают в муфеле при 400 - 500 °С.
Выделение цезия-137 производят двумя способами.
8.1.1. Осаждение цезия-137 в виде сурьмянистойодидной соли
Прокаленный осадок переносят в стакан, заливают 30 - 40 куб. мл 3 н HCl и нагревают до кипения. Нерастворившиеся частицы отфильтровывают, промывают на фильтре 3 н HCl. Объем раствора должен быть не более 50 куб. см.
Фильтрат охлаждают и вносят 3 куб. см свежеприготовленного раствора NH I. Если раствор буреет, добавляют сухую соль сульфита или метабисульфита 4 натрия до обесцвечивания. Затем приливают 0,8 куб. см треххлористой сурьмы и раствор хорошо перемешивают стеклянной палочкой до образования красного осадка. Осадок выдерживают 1,5 - 2,0 ч на ледяной бане.
Иногда образуется осадок темного цвета или с белым налетом, в таких случаях проводят переосаждение. Для этого осадок растворяют в воде. Нерастворившуюся часть отфильтровывают, а в фильтрат добавляют концентрированную HCl до получения 3 н раствора, охлаждают и повторяют осаждение.
Отстоявшийся осадок отделяют центрифугированием, промывают 3 - 4 раза ледяной уксусной кислотой до осветления промывных вод, затем этиловым спиртом до удаления запаха уксусной кислоты (3 - 4 раза по 20 куб. см) и сушат под инфракрасными лучами.
Высушенный осадок переносят на предварительно взвешенную подложку, фиксируют спиртом, взвешивают для контроля выхода носителя и определяют бета-активность выделенного препарата цезия-137.
Радиохимическую чистоту выделенного препарата при необходимости проверяют гамма-спектрометрическим методом.
8.1.2. Осаждение цезия-137 в виде гексахлортеллуритной соли
Прокаленный осадок ферроцианидов, содержащий карбонаты Cs, Ni, Fe, K, растворяют в концентрированной HCl и затем охлаждают на ледяной бане в течение 1,5 - 2,0 ч (лучше оставить фильтрат на ночь). Выпавший при этом хлорид калия и нерастворившийся остаток отделяют центрифугированием или фильтрованием, отбрасывают и из прозрачного раствора на холоде осаждают цезий 2 - 3 мл 10%-ного раствора окиси теллура в концентрированной HCl при интенсивном перемешивании. Осадку желтого цвета дают постоять, затем переносят его в центрифужную пробирку, центрифугируют и промывают осадок 2 - 3 раза концентрированной HCl, три раза ацетоном, один раз этиловым спиртом.
Переносят спиртом осадок на взвешенную алюминиевую подложку диаметром 4 см, покрытую пленкой из полистирола. Препарат высушивают, взвешивают для определения химического выхода и определяют бета- или гамма-активность выделенного препарата цезия-137.
9. Проведение измерения выделенного препарата цезия-137
9.1. Радиометрическое измерение цезия-137
Исследуемый препарат цезия-137 поместить в измерительную камеру установки и ориентировочно оценить скорость счета пробы один раз за 1 - 2 мин. (N). Зафиксировать время начала измерения.
Время измерения исследуемого образца (t) пробы для доверительной вероятности Р = 0,95 определить по формуле:
2 2 2
t = 4 х 100 х (N + 2N ) / (s х N ), с, (2)
ср.ф.
где:
4 - коэффициент при доверительной вероятности Р = 0,95;
100 - коэффициент для выражения относительной случайной погрешности
(s), %;
N - предварительно измеренное численное значение скорости счета от
-1
измеренного образца (без фона), с ;
s - относительная случайная погрешность измерения пробы при Р = 0,95 по
результатам аттестации методики, %;
-1
N - среднее значение скорости счета фона, с , N =
ср.ф. ср.ф.
SUM N / m.
i.ф.
Скорость счета от исследуемой пробы (N ) измерить не менее двух раз.
пр
Рассчитать среднюю скорость счета пробы (N ) по формуле:
ср.пр.
-1
N = SUM (N - N ) / m, с , (3)
ср.пр. i.пр. ф
где:
-1
N - скорость счета пробы с фоном, с ;
i.пр
-1
N - скорость счета фона установки, с ;
ф
m - число измерений.9.2. Спектрометрическое измерение цезия-137
Спектрометрические измерения производят в соответствии с методикой измерения и программным обеспечением в режиме измерения проб после радиохимического выделения.
10. Обработка результатов измерения цезия-137
10.1. Обработка результатов радиометрического измерения цезия-137
Активность (А) цезия-137 в пищевых продуктах рассчитывают по формуле:
А = N / (a х F), Бк, (4)
ср.пр.
где:
-1
N - средняя скорость счета пробы, с ;
ср.пр.
a - поправка на химический выход цезия-137;
F - чувствительность установки (по свидетельству об аттестации СИ).
Удельную активность (А ) цезия-137 рассчитывают по формуле:
уд
А = А / Р , Бк/кг, (5)
уд о
где Р - вес пробы, взятой на анализ, кг.
о10.2. Обработка результатов бета-спектрометрического измерения цезия-137
Обработка результатов при спектрометрическом измерении производится в соответствии с программой расчета для конкретного спектрометра.
11. Оформление результатов измерения
Результаты определения активности представляют в виде:
А +/- ДЕЛЬТА (Р = 0,95),
где ДЕЛЬТА - значение характеристики погрешности, Бк/кг (из свидетельства о МА МВИ).
12. Контроль качества результатов измерений при реализации методики в лаборатории
12.1. Контроль качества результатов измерений при реализации методики в лаборатории предусматривает:
- контроль исполнителем процедуры выполнения измерений (на основе оценки погрешности при реализации отдельно взятой контрольной процедуры);
- контроль стабильности результатов измерения (на основе контроля стабильности среднеквадратического отклонения внутрилабораторной прецизионности, погрешности).
12.2. Алгоритм контроля процедуры выполнения измерений с использованием образцов для контроля (аттестованных смесей).
12.2.1. Контроль исполнителем процедуры выполнения измерений проводят
путем сравнения результата отдельно взятой контрольной процедуры (К ) с
к
нормативом контроля (К).
12.2.2. Результат контрольной процедуры (К ) рассчитывают по формуле:
к
К = |Х - С|,
кгде:
Х - результат контрольного измерения активности иттрия-90 в образце для контроля;
С - аттестованное значение образца для контроля.
12.2.3. Норматив контроля К рассчитывают по формуле:
К = ДЕЛЬТА ,
л
где ДЕЛЬТА - значение характеристики погрешности результатов
л
измерений, установленное в лаборатории при реализации методики,
соответствующее аттестованному значению образца для контроля, ДЕЛЬТА =
л
0,01 дельта С.
л
Значение ДЕЛЬТА установлено в лаборатории.
л
12.2.4. Качество контрольной процедуры признают удовлетворительным при
выполнении условия:
К < К. (1)
кПри невыполнении условия (1) эксперимент повторяют. При повторном невыполнении условия (1) выясняют причины, приводящие к неудовлетворительным результатам.
12.2.5. Периодичность контроля исполнителем процедуры выполнения измерений, а также реализуемые процедуры контроля стабильности результатов выполняемых измерений регламентируют в Руководстве по качеству лаборатории.
Приложение 1 (информационное)
МЕТОДИКА
ПРИГОТОВЛЕНИЯ АТТЕСТОВАННОГО РАСТВОРА ЦЕЗИЯ-137
1. Назначение и область применения методики
Методика устанавливает приготовление из аттестованного образцового радиоактивного раствора (ОРР) цезия-137 образца активности цезия-137 с удельной активностью в диапазоне 10 - 30 Бк, предназначенного для определения чувствительности низкофоновых бета-радиометров. Образцы активности могут использоваться для контроля точности выполнения измерений по МУК "Цезий-137. Определение в пищевых продуктах".
2. Метрологическая характеристика
Аттестованное значение - удельная активность цезия-137 в диапазоне 10 - 30 Бк.
3. Вспомогательное оборудование, реактивы и материалы
Средства измерения
Колбы мерные вместимостью 1000 куб. см, 25 куб. см, 2-100-2 ГОСТ 1770-74У Пипетки 1,0 куб. см ГОСТ 29227-91
Реактивы
Азотная кислота ТУ 6-09-4676-78
4. Процедура приготовления
Приготовление водного раствора 1 н азотной кислоты:
63 куб. см концентрированной азотной кислоты разбавляют дистиллированной водой в мерной колбе до 1000 куб. см.
Для приготовления образца активности используется образцовый
радиоактивный раствор (ОРР) 2-го разряда с удельной массовой активностью
3
19,97 х 10 Бк/г, масса раствора 5 +/- 0,5 г, pH = 1 по HNO . Погрешность
3
определения удельной массовой активности 9% при Р = 0,95.
Автоматической пипеткой вносят необходимое количество образцового
радиоактивного раствора в мерную колбу объемом 100 куб. см, в которую
предварительно внесено 50 куб. см 1 н HNO , взбалтывают раствор и доводят
3
объем раствора до метки на колбе 1 н HNO .
35. Характеристика погрешности
Характеристика погрешности удельной массовой активности ОРР (ДЕЛЬТА ) -
1
9% с вероятностью 0,95.
Характеристика погрешности вместимости колбы объемом 100 куб. см
(ДЕЛЬТА ) - 0,2 мл - 2%.
2
Характеристика погрешности объема пипетки на 1 куб. см (ДЕЛЬТА ) - 0,01
3
мл - 1%.
Значение погрешности аттестованного раствора с вероятностью 0,95
рассчитывают по формуле:
__________________________ _____________
/ 2 2 2 /2 2 2
ДЕЛЬТА = \/ДЕЛЬТА + ДЕЛЬТА + ДЕЛЬТА = \/9 + 0,2 + 1 = 9,1%.
1 2 3Приложение 2 (информационное)
МЕТОДИКА
ПРИГОТОВЛЕНИЯ ИЗ ОБРАЗЦОВОГО РАДИОАКТИВНОГО РАСТВОРА АТТЕСТОВАННОГО ОБРАЗЦА АКТИВНОСТИ ЦЕЗИЯ-137 В ТВЕРДОТЕЛЬНОМ РАДИОМЕТРИЧЕСКОМ ИСТОЧНИКЕ БЕТА-ИЗЛУЧЕНИЯ
Государственный научный центр - Институт биофизики
1. Назначение и область применения
Методика регламентирует приготовление из образцового радиоактивного раствора (ОРР) образца активности цезия-137 в твердотельном радиометрическом источнике бета-излучения, предназначенного для метрологического обеспечения контроля качества измерений низкофоновых бета-радиометров, бета-спектрометров и т.п.
Образцы активности используются для периодической градуировки бета-радиометров, т.е. проверки их чувствительности, и для определения метрологических характеристик используемых МВИ.
Образцы активности могут использоваться для контроля точности выполнения измерений по методике "Цезий-137. Определение удельной активности в пищевых продуктах".
2. Метрологические характеристики
Для определения чувствительности используется аттестованный раствор (смесь), приготовленный в лабораторных условиях в соответствии с РМГ 60-2003 из ОРР цезия-137 (Прилож. 1).
3. Средства измерения, вспомогательные устройства, реактивы и материалы
3.1. Средства измерения
Колбы мерные вместимостью 100 куб. см ГОСТ 1770-74 Пипетки 1,0; 5,0 куб. см ГОСТ 29227-91 Радиометр низкофоновый УМФ-1500, спектрометр "Прогресс-бета-гамма"
3.2. Вспомогательные устройства и материалы
Стаканы термостойкие вместимостью 100, 200 куб. см ГОСТ 25336-82 Воронки диаметром 10, 15 см ГОСТ 25336-82 Колбы плоскодонные емкостью 1000 и 2000 куб. см ГОСТ 25336-82 Стеклянные капельницы объемом 50 куб. см ГОСТ 25336-82 Стеклянные палочки длиной 30 см ГОСТ 25336-82Е
3.3. Реактивы и материалы
Цезий азотно-кислый, хч ТУ 6-09-437-75 Цезий хлористый, хч ТУ 6-09-4066-79 Кислота азотная, уд. вес 1,36, чда ГОСТ 4461-77 Кислота соляная, уд. вес 1,19, хч ГОСТ 3118-77 Аммиак водный, 25%-ный раствор, чда ГОСТ 3760-79 Никель азотно-кислый ГОСТ 4055-78 Натрий железистосинеродистый МРТУ 6-09-5232-68 (калий железистосинеродистый) (ГОСТ 4207-75) Теллур, двуокись ТУ 6-09 1401-76 Ацетон, хч ГОСТ 2603-79 Спирт этиловый 96%, ректификат ГОСТ 18300-87 Полистирол Хлороформ или четыреххлористый углерод Йодистый аммоний, хч ГОСТ 3764-75 Треххлористая сурьма, хч ТУ 6-09-636-76 Сернисто-кислый (или пиросернисто-кислый) натрий, хч ГОСТ 429-79 Кислота уксусная ледяная, хч ГОСТ 61-75 Кислота серная концентрированная, чда ГОСТ 4204-77
4. Процедура приготовления образца активности цезия-137
Исходя из удельной активности, указанной в паспорте образцового источника, рассчитать объем приготовленного аттестованного раствора, который необходимо взять для получения активности 10 - 20 Бк в твердотельном радиометрическом источнике цезия-137. При этом относительная случайная погрешность измерения пробы должна быть не выше 5% при Р = 0,95.
Выделение цезия-137 производят двумя способами.
1. Осаждение цезия-137 в виде сурьмянистойодидной соли
В стакан вместимостью 100 куб. см вносят 30 - 40 куб. мл 3 н HCl, в качестве носителя раствор соли цезия 50 - 100 мг по цезию. Пипеткой отмеряют необходимый объем аттестованного раствора цезия-137 и вносят его в приготовленный раствор.
Раствор охлаждают и вносят 3 куб. см свежеприготовленного раствора NH I. Если раствор буреет, добавляют сухую соль сульфита или 4 метабисульфита натрия до обесцвечивания. Затем приливают 0,8 куб. см треххлористой сурьмы и раствор хорошо перемешивают стеклянной палочкой до образования красного осадка. Осадок выдерживают 1,5 - 2,0 ч на ледяной бане.
Отстоявшийся осадок отделяют центрифугированием, промывают 3 - 4 раза ледяной уксусной кислотой до осветления промывных вод, затем этиловым спиртом до удаления запаха уксусной кислоты (3 - 4 раза по 20 куб. см) и сушат под инфракрасными лучами.
Высушенный осадок переносят на предварительно взвешенную подложку, фиксируют спиртом, взвешивают для контроля выхода носителя и определяют бета-активность выделенного препарата цезия-137.
Величину химического выхода определяют как отношение количества носителя, измеренного после проведения анализа, к количеству его, добавленному в пробу.
Относительная погрешность определения химического выхода составит не более 2%.
Радиохимическую чистоту выделенного препарата при необходимости проверяют с помощью анализа кривых ослабления бета-излучения в алюминии или гамма-спектрометрическим методом.
2. Осаждение цезия-137 в виде гексахлортеллуритной соли
В стакан вместимостью 100 куб. см вносят 30 - 40 куб. мл концентрированной HCl, раствор соли цезия 50 - 100 мг по цезию. Пипеткой отмеряют необходимый объем аттестованного раствора цезия-137 и вносят его в приготовленный раствор.
Затем раствор охлаждают на ледяной бане в течение 1,5 - 2,0 ч. Из охлажденного раствора осаждают цезий 2 - 3 мл 10%-ного раствора окиси теллура в концентрированной HCl при интенсивном перемешивании. Осадку желтого цвета дают постоять, затем переносят его в центрифужную пробирку, центрифугируют и промывают осадок 2 - 3 раза концентрированной HCl, три раза ацетоном, один раз этиловым спиртом.
Переносят спиртом осадок на взвешенную алюминиевую подложку диаметром 4 см, покрытую пленкой из полистирола. Препарат высушивают, взвешивают для определения химического выхода и определяют бета-активность выделенного препарата цезия-137.
Измерение счетного образца производить с помощью бета-радиометра или бета-спектрометра в соответствии с инструкцией к используемому прибору.
Выполнение измерений цезия-137 производят по п. п. 9.1, 9.2 МВИ.
5. Обработка результатов измерения цезия-137
Чувствительность установки (F) при радиометрическом измерении цезия-137 рассчитывают по формуле:
F = N / (А х a),
ср.пр.
где:
А - активность цезия-137 в аттестованном растворе, внесенная в пробу;
-1
N - средняя скорость счета пробы, с ;
ср.пр.
a - поправка на химический выход цезия, доли.Приложение 3 (справочное)
БИБЛИОГРАФИЯ
1. Ядерный словарь. Международный стандарт ISO-150921, 1997 (E/F/R). Разработан ТКИСО/85, Ядерная энергия.
2. Методические рекомендации по санитарному контролю за содержанием радиоактивных веществ в объектах внешней среды. Под ред. А.Н. Марея и А.С. Зыковой. М., Атомиздат, 1980. Определение цезия-137 в пищевых продуктах и растительности.
3. Методические указания N 5779-91 "Цезий-137. Определение в пищевых продуктах". Министерство здравоохранения СССР. М., 1991.