铀的分析技术进展
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摘 要：综述了近年来国内外铀分析检测技术的研究和应用状况。对各种检测技术的方法、优缺点等进行了比较，并对新方法进行了简述介绍，最后针对不同的铀检测要求推荐了使用方法。
关键词：铀；分析技术；进展
铀资源是我国重要的战略资源和能源矿产，也是我国核工业发展的基础原料。铀资源开发利用的同时，也将铀加速扩散到环境中。铀的分析检测，对铀矿的开发利用，环境保护等方面有重要意义。铀共有3种天然同位素，234U、235U和238U，其中234U是238U的子体。天然234U、235U和238U的丰度为0.00058%、0.72%和99.274%。
铀的测定方法较多，比较成熟的方法有固体荧光法、液体激光荧光法、分光光度法、α谱方法。
1 常见方法
1.1 固体荧光法
本方法将铀酰盐与氟化钠在一定的温度下熔融制成氟化钠-铀熔珠或片，在特定波长的紫外光照射下，产生的荧光强度与铀浓度成正比，再将已知浓度的铀制成标准比对品，用相对比较法即可得出待测样品的铀的含量。该方法可用于测量天然水、土壤、沉积物、生物和大气中的铀[1]。
1.2 液体激光荧光法
该方法利用铀酰离子与荧光增强剂生成具有很高荧光效率的稳定的络合物，在氮激光器发射的波长为337.1nm的单色光照射下，发出波长为500、522和546nm的黄绿色荧光，产生的荧光强度在一定范围内同铀含量成正比。该方法可直接测量水中铀的含量，其他样品需溶解后，使其中的铀元素转为铀酰离子[2]。
1.3 分光光度法
用硝酸和高氯酸对生物样品灰进行浸取，溶液经磷酸盐沉淀来富集铀和钍，在盐析剂硝酸铝存在下以N235从硝酸溶液中同时萃取铀和钍。N235是一种和三正辛胺相似的混合三烷基叔胺。首先用8mol/L盐酸溶液反萃取钍，经反萃取钍后的有机相用0.2mol/L硝酸溶液反萃取铀。用锌粒还原铀为正4价后，以铀试剂Ⅲ显色进行分光光度测定铀[3-4]。
1.4 α谱方法
α谱方法可同时测量3种天然铀同位素，通过α射线的特征峰位置来定性，通过特征峰面积大小来定量。因环境中铀含量水平较低，用α谱方法测量铀同位素必须进行富集。由于α射线电离本领强，射线穿透能力弱的特点，测量样品中的铀同位素必须经过化学分离，而且必须制成专门的测量样品才能进行上机测量[5]。
水中铀同位素的测量要经过富集、分离和纯化，生物和沉积物中铀同位素的测量工作集中在分离和纯化上。在一些标准和文献中，待测样品是用电沉积的方法来制备，在海洋学研究中往往将分离纯化后的样品滴加在不锈钢片上并蒸干。在前处理过程中，如果化学回收率不稳定，还需加入铀232或铀236作为示踪剂。
2 方法比较
在20世纪70年代到80年代初，主要分析方法有固体荧光法和分光光度法，它们的灵敏度都比较高，但是在分析测定前，一般都需要进行预分离和富集，分析步骤较多，引入的干扰因素也较多，操作人员不容易掌握。从80年代以后，激光荧光法已发展成为测定环境样品中微量铀的一种新技术，它不需要对铀进行预分离富集即可直接测定，具有快速、简便、选择性好和灵敏度高等优点。在80年代颁布的标准方法包括了固体荧光法、激光荧光法和分光光度法三种，这三种方法只能测量铀元素的含量，不能对铀同位素进行定性定量的测量。而α谱方法根据α射线的能量谱，可以根据特征峰的位置定性，根据特征峰的面积定量，进而对铀同位素进行测量。
3 新方法发展方向
（1）激光荧光法所用的激光管使用寿命较短，近年来我国带紫外光源的微量铀分析仪已投入使用，其操作方法与激光荧光法类似，但使用寿命较长，有逐步取代液体荧光法的趋势[6]。
（2）近来利用UTEVA树脂分离富集铀元素的方法受到关注。该方法的大致流程是含铀样品经过UTEVA树脂分离后通过α测量，利用磷酸钙沉淀法可浓缩和去除水样中的锕系元素，而示踪剂主要用来测定化学回收率和校准实验结果以提高结果的准确性和精密度。利用UTEVA树脂可加快分离富集的流程，缩短分析时间[7]。
4 结束语
针对铀元素的测量，可以利用激光荧光法进行快速检测。针对234U、235U和238U铀同位素的测量，可以结合UTEVA树脂分离后通过α能谱法来进行。
参考文献
[1]GB 11223.1-1989.生物样品灰中铀的测定固体荧光法[S].
[2]GB 12377-1990.空气中微量铀的分析方法-激光荧光法[S].
[3]GB 1120.1-1989.土壤中铀的测定-CL-5209萃淋树脂分离2-（5-溴-2-吡啶偶氮）-5-二乙胺基苯胺分光光度法[S].
[4]GB 14883.7-2016.食品中放射性物质检验-天然钍和铀的测定[S]
[5]GB/T 16141-1995.放射性核素的α能谱分析方法[S].
[6]潘自强.电离辐射环境监测与评价[M].北京：原子能出版社，2007：378.
[7]Nelson， D. "Improved Methods for the Analysis of adioactive Elements in Bioassay and Environmental Samples，" 38th Annual Conference on Bioassay， Analytical and Environmental
作者简介：尚迪（1987-），男，2010年于成都理工大学获学士学位，从事放射性检测工作及研究，工程师。
*通讯作者：马思政。