环境样品中锌-的放射化学测定方法

锌-65，核素符号65Zn，半衰期为244.06d。环境中锌-65主要产生来源有以下几种：①沸水堆核电厂结构材料和元件包壳活化产物及反应堆冷却剂中感生放射性核素；②后处理厂产生的废水；③核试验过程产生；④高能电子加速器的感生放射性核素；⑤核反应堆排出的放射性废气、废液。

由于锌-65能发射γ射线，所以日常中广泛应用于：①用于制造发射γ射线的医用同位素；②作为示踪核素，用于土壤肥料及植物的生理生化研究；③用于测井用放射性同位素（65ZnCl）。

锌的化学性质与钴和铁相似，因此预浓集钴的方法也适用于锌，常用萃取法和离子交换法分离纯化锌，测量采用流气式正比计数法及液体闪烁计数法。

1.原理

利用锌在强碱作用下以阴离子状态存在于水溶液中的性质，可从大部分裂变产物中将锌分离出来。在草酸介质中，用锌沉淀剂反复沉淀纯化，最后以硫氰化锌汞［ZnHg（CNS）4］形式称重，计数。对于只含有锌-65的样品，可以不经过化学分离直接制样测量。

2.试剂

（1）锌载体溶液（10mg Zn2+/mL）：溶解1.0g锌粒于10mL 6mol/L盐酸中，转入100mL容量瓶中，用水稀释到刻度。

载体溶液标定：准确吸取锌载体溶液1mL于50mL烧杯中，加入20mL 1mol/L硝酸后，再加1mL饱和草酸和3mL锌沉淀剂。搅拌2min，置于冰浴中冷却10min后，抽滤于4号砂芯坩埚内。用1mol/L硝酸和乙醇乙醇各10mL洗1次，于110℃干燥10min，冷却后沉重。

（2）锌沉淀剂：将39g硫氰酸钾（KCHS）溶解于200mL水中，在搅拌下加入27g二氯化汞（HgCl2），用水稀释到1L。若有混浊现象，过滤除去，收集滤液于试剂瓶中。

（3）饱和硫化铵溶液。

（4）40%氢溴酸。

3.操作步骤

（1）量取500mL水样于1000mL烧杯中，准确地加入1mL锌载体溶液及1mL浓盐酸，蒸发到30mL左右，转入瓷坩埚中，蒸发至干，再经500℃灰化1h，冷却后称灰重。(www.xing528.com)

（2）将灰分与5倍灰重的混合钾盐（KOH：KNO3∶K2CO3按2∶1∶1重量比）混合于镍坩埚中，550℃熔融1h，冷却后加30mL水浸取。将形成的黏稠液体转入200mL烧杯中，余下熔块继续加水浸取（可加入促使其溶解），直到熔块脱离坩埚，全部并入烧杯中。

（3）将烧杯内黏稠液置于电热板上加热，使熔块消失而形成絮状沉淀后，离心。沉淀用水洗2次，每次10mL，洗液与离心后的上清液合并于另一离心管内，弃去沉淀。

（4）往上清液中加入2mL饱和硫酸铵溶液，搅拌后离心。弃去上清液，用少量水转移硫化锌沉淀到100mL烧杯中，加入浓氢溴酸5mL，加热蒸发至干，再用氢溴酸重复蒸干两次，每次5mL（除尽＝粒子）。

（5）残渣用10mL 0.5mol/L氢氧化钠和1mL 2mol/L碳酸钠溶液加热溶解，在搅拌下逐滴加入三氯化铁溶液（含铁2mg）及氯化钡溶液（含钡5mg），稍许加热后趁热过滤，沉淀用水洗两次，每次5mL。收集滤液于另一个离心管内，弃去沉淀。

（6）在滤液中小心地加入4mL 6mol/L盐酸和1mL饱和草酸，冰水浴中冷却几分钟，加入3mL锌沉淀剂，搅拌后离心，弃去上清液。

（7）往沉淀中加入1.5mL 6mol/L硝酸和3mL水，加热使其溶解，溶解后继续煮沸2min，赶去分解产物。冷却后加入10mL水稀释，冰浴中冷却几分钟，再加1mL饱和草酸和3mL锌沉淀剂，重复一次硫氰化锌汞［ZnHg（CNS）4］沉淀。

（8）离心沉降，弃去上清液。用少量的0.1mol/L硝酸转移沉淀于可卸漏斗内已称重的滤纸上，用乙醇洗2次，每次5mL，于110℃干燥后，冷却后称重、计数。

4.计算

样品中锌-65放射性的计算与“磷－32的放射化学测定”中的计算方法类同。

5.计数效率的标定

计数效率εZn60与“铯-137的放射化学测定”中计数效率标定方法类同。

若缺乏锌-65标准溶液，可从能量与计数效率响应曲线中查出锌-65能量对应的计算效率来代替，但要作自吸收校正及β+粒子蜕变产量的校正（因为锌-65每100次蜕变，有1.5β+粒子）。