近日，原子能院放射化學(xué)研究所團(tuán)隊(duì)建成用于低濃放射性核素形態(tài)分析的CE-ICP-MS(毛細(xì)管電泳儀與電感耦合等離子體質(zhì)譜)聯(lián)用系統(tǒng)，初步實(shí)現(xiàn)了水溶液中數(shù)種低濃度放射性核素的一站式分離和檢測(cè)，并同步獲取了關(guān)鍵核素的形態(tài)數(shù)據(jù)，為我國(guó)高放廢物深地質(zhì)處置核素遷移研究提供了有力的技術(shù)支撐。

核素遷移過程中，從高放廢物體浸出后隨地下水運(yùn)移的長(zhǎng)壽命錒系和裂片核素，形態(tài)極其復(fù)雜且濃度極低。現(xiàn)有萃取-放射性分析、紫外-可見光譜法等常規(guī)分析方法分離過程較為繁瑣、耗時(shí)長(zhǎng)，且不確定度大、靈敏度低，難以獲得準(zhǔn)確可靠的核素形態(tài)信息。核素遷移研究中，缺乏多核素共存地下水體系中低濃關(guān)鍵核素形態(tài)測(cè)定方法和技術(shù)是世界各國(guó)面臨的共同難題。

CE-ICP-MS系統(tǒng)及對(duì)低濃關(guān)鍵核素實(shí)現(xiàn)分離檢測(cè)

在長(zhǎng)期基礎(chǔ)研究專項(xiàng)支持下，原子能院放化所項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)建立了用于低濃放射性核素形態(tài)分離與檢測(cè)的CE-ICP-MS系統(tǒng)，并基于該系統(tǒng)初步開展了低濃關(guān)鍵核素Tc-99(锝99)、Np-237(镎237)在地下水中存在價(jià)態(tài)研究。團(tuán)隊(duì)采用研究建立的水溶液中Tc、Np價(jià)態(tài)的CE-ICP-MS實(shí)驗(yàn)方法，首先利用毛細(xì)管電泳技術(shù)完成不同元素及其形態(tài)的電泳分離，繼以高靈敏度的ICP-MS(電感耦合等離子體質(zhì)譜)依次對(duì)不同形態(tài)物質(zhì)的濃度進(jìn)行檢測(cè)，分析了Tc和Np在地下水中價(jià)態(tài)，獲得Tc和Np的相關(guān)形態(tài)數(shù)據(jù)。通過該項(xiàng)研究，團(tuán)隊(duì)加深了對(duì)地下水中關(guān)鍵核素化學(xué)和遷移行為的理解，為我國(guó)高放廢物深地質(zhì)處置庫(kù)選址、設(shè)計(jì)及其全過程安全分析和環(huán)境評(píng)價(jià)積累了核素遷移基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

未來，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)將對(duì)CE-ICP-MS系統(tǒng)進(jìn)一步升級(jí)和優(yōu)化，不斷提升高放處置化學(xué)研究能力和水平，助力實(shí)現(xiàn)我國(guó)處置化學(xué)領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)突破。