Viện Năng lợng nguyên tử Việt Nam
Viện Công nghệ xạ hiếm

Báo cáo tổng kết đề tài:

Nghiên cứu bổ sung quy trình phân tích U, Th, Ra, V,
Fe, Ca, Mo và hoàn thiện quy trình phân tích xác
định Urani sạch hạt nhân để xác định tỷ số O/U
theo tiêu chuẩn ASTM để phục vụ công nghệ chế
tạo viên gốm UO2 từ quặng Urani Việt Nam Chủ nhiệm đề tài: Đoàn Thanh Sơn

7953

Hà nội - 2009
1


11. Phùng Vũ Phong CN, NCV Viện CNXH

12. Nguyễn Hạnh Phúc KTV Viện CNXH 2
Mục lục

Trang
Phần 1. Mở đầu 6
Phần 2. Lý thuyết tổng quan 7
I. Đánh giá tình phình phân tích nguyên vật liệu hạt nhân 7
II. Tổng quan về phơng pháp huỳnh quang tia X 11
1. Bản chất phơng pháp 11
2. Hệ thống và quá trình kích thích huỳnh quang 13
3. Các phơng pháp phân tích huỳnh quang định lợng 14
III. Phơng pháp phân tích phổ kế gamma 17
1. Sơ đồ chung của hệ phổ kế 17
2. Nguyên tắc lựa chọn các đỉnh năng lợng 17
IV. Phơng pháp xác định tỷ số O/U 22
1. Các phơng pháp xác định tỷ số O/U
Phần 3. Nghiên cứu và thực nghiệm 24
A. Nghiên cứu bổ sung quy trình phân tích 24
I. Nghiên cứu xác định U và các nguyên tố đi kèm bằng kỹ thuật
huỳnh quang tia X 24

1. Tối u hoá các tham số của máy phát tia X 24
1.1. Khảo sát các bia thứ cấp nh Cu, Mo đến quá trình kích thích 24
1.2. Khảo sát các tham số của máy phát tia X nh điện áp , dòng 26
2. Khảo sát các phơng pháp chuẩn bị mẫu , thời gian đo 29

Các quy trình phân tích
1. Quy trình phân tích xác định U và các nguyên tố đi kèm nh Ca, Mo, Si,
V, Fe, trong quặng urani bằng huỳnh quang tia X 83
2. Quy trình phân tích xác định U trong các dung dịch lỏng của quá trình
hoà tách quặng bằng huỳnh quang tia X 90
3. Quy trình xác định U và các nhân phóng xạ trong các thải rắn và thải lỏng
bằng phổ kế gamma 94
4. Quy trình xác định U và Th trong các thải lỏng bằng ICP-MS 100
5. Quy trình xác định tỷ số nguyên tử O/U 104
Tài liệu tham khảo 115
4
Những từ viết tắt ICP-MS Khối phổ plasma cảm ứng ( Inductively Coupled Plasma Mass
Spectrometry)
ICP-AES Quang phổ phát xạ plasma cảm ứng ( Inductively Coupled Plasma
Atomic Emission Spectroscopy)
HPLC Sắc ký lỏng hiệu năng cao
QA/QC Kiểm tra và đảm bảo chất lợng ( Quality Assurance/Quality Control)
ASTM Hiệp hội thử nghiệm vật liệu Mỹ ( American Society Test Material)
SD Độ lệch chuẩn ( Standard Deviation)
RSD Độ lệch chuẩn tơng đối (Relative Standard Deviation)
VNLNTVN Viện Năng lợng Nguyên tử Việt Nam
5
ABstract
The concentration of U and some elements such as Th, Ca, Fe, V, Mo in
uranium ore was determined directly and quantitatively by using X-ray
fluorescence spectrometry. The important parameter setting optimized such as Cu,
Mo secondary fluorescence target, excited highvoltage, current tube of X-ray

khảo sát. Dựa trên các kết quả nghiên cứu đã xây dựng quy trình phân tích O/U
theo tiêu chuẩn ASTM.

6

Phần 1- Mở đầu

Việt Nam là nớc có nguồn tài nguyên phong phú, có nhiều mỏ khoáng sản
với trữ lợng lớn giúp cho sự phát triển kinh tế của đất nớc. Trong các nguồn tài
nguyên khoáng sản đó không thể không nói đến các mỏ quặng urani nằm rải rác
khắp đất nớc. Việc thăm dò , khai thác, chế biến quặng xạ hiếm cũng nh việc
phân tích các nguyên tố hoá học trong các các sản phẩm urani các có ý nghĩa rất
lớn trong việc nghiên cứu về nguyên vật liệu hạt nhân, đặc biệt trong giai đoạn
hiện nay khi đất nớc ta đang đặt chiến lợc xây dựng nhà máy điện hạt nhân đầu
tiên. Việc nghiên cứu áp dụng các kỹ thuật mới nhất nhằm hoàn thiện và nâng cấp
các qui trình phân tích các loại quặng, các bán sản phẩm và sản phẩm của công
nghệ urani là một việc làm rất cần thiết nhằm đáp ứng nhu cầu của thực tiễn .

Xuất phát từ nhu cầu nhiệm vụ chuyên môn của Viện Xạ Hiếm, từ nhu cầu
của các đơn vị công nghệ trong Viện trong công tác xử lý quặng, trong công tác
kiểm tra chất lợng sản phẩm uran sạch hạt nhân và trong việc đánh giá thải xạ, từ
các thiết bị phân tích hiện đại sẵn có , chúng tôi tiến hành xây dựng đề tài : Nghiên
cứu bổ sung qui trình phân tích U, Th, Ra, V, Fe, Ca, Mo và hoàn thịên quy
trình phân tích urani sạch hạt nhân để xác định tỷ số O/U theo tiêu chuẩn
ASTM phục vụ công nghệ chế tạo viên gốm UO
2
từ quặng urani Việt nam.

Mục tiêu của đề tài là bổ sung một số quy trình phân tích nh đánh giá hàm
lợng quặng đầu vào, kiểm tra urani trong các quá trình trung gian của khâu xử lý

quang phổ phát xạ sử dụng kính ảnh, tách riêng rẽ các nguyên tố đất hiếm trớc
khi xác định chúng bằng sắc ký trao đổi ion ngày này rất ít sử dụng thậm chí có
nhiều phòng thí nghiệm không còn sử dụng nữa. Ngày nay việc ứng dụng một số
qui trình đó sẽ không đáp ứng đợc yêu cầu ngày càng cao của công nghệ hiện đại
xét trên cả hai phơng diện chất lợng cũng nh tốc độ.
Cuối những năm 1990, nhiều kỹ thuật phân tích hiện đại do nhà nớc đầu
t
và cơ quan nguyên tử năng quốc tế tài trợ ( huỳnh quang tia X thế hệ mới, hấp
thụ nguyên tử AAS , HPLC, ) đã đợc lắp đặt và đa vào hoạt động, triển khai
nghiên cứu tại Viện Công nghệ Xạ Hiếm
Trong những năm vừa qua một số các đề tài phân tích để phục vụ cho việc
nghiên cứu về công nghệ urani trên các thiết bị hiện đại đã đựơc xây dựng và triển
khai tại viện Công Nghệ Xạ Hiếm cụ thể nh sau[1]:
1. Để tài CB-98/06: Nghiên cứu xây dựng các quy trình phân tích để kiểm tra và
8
đánh giá chất lợng sản phẩm trong quá trình tinh chế Urani tinh khiết :
- Xác định tỷ số O/U bằng cực phổ
- Xác định Ca, Mg, Fe, Mn, Cd, Zn bằng hấp thụ nguyên tử
- Xác định Gd bằng phơng pháp tách và làm giàu bằng trao dổi ion
- Xác định Th bằng so màu với arsenazoIII
- Xác định B bằng so màu với curcumin
2. Để tài CB 03/05/00/BT: Nghiên cứu xây dựng các quy trình phân tích để kiểm
tra và đánh giá chất lợng sản phẩm trong quá trình tinh chế Urani tinh khiết (
giai đoạn 2)
- Xác định các nguyên tố đất hiếm riêng rẽ trong sản phẩm urani
- Xác định Flo trong sản phẩm Urani độ sạch cao bằng so màu với alizarin-S
- Tách, làm giàu và xác định Nitơ trong urani sạch
- Xác định Ag, V, Mo bằng hấp thụ nguyên tử
3. Đề tài : CB/01/03-07: Nghiên cứu áp dụng các phơng pháp phân tích có độ
nhạy và độ chọn lọc cao để xây dựng quy trình phân tích một số tạp chất phi

thiện , đó là đề tài mang mã số BO/03/03-01 : Nghiên cứu áp dụng phơng pháp
khối phổ Plasma cảm ứng ( ICP-MS) trong phân tích đánh giá môi trờng nớc
và kiểm tra chất lợng Urani sạch hạt nhân
Trong đề tài này một loạt các tạp chất kim loại kể cả các nguyên tố đất hiếm
trong urani sạch hạt nhân đã đợc xác định bằng phơng pháp khối phổ Plasma
cảm ứng ICP-MS[32] . Phơng pháp khối phổ ICP-MS với độ nhạy rất lớn, độ phân
giải cao cho phép xác định đợc trực tiếp các nguyên tố tạp chất khi có mặt của
lợng lớn urani mà không cần phải tách chúng ra khỏi nền mẫu bằng cách sử dụng
phơng pháp nền phù hợp. Phơng pháp phân tích hiện đại này đã thay thế cho một
loạt các quy trình phân tích đánh giá kiểm tra chất lợng urani sạch hạt nhân trớc
đó , phục vụ tốt cho việc chế tạo viên gốm UO
2
.
Việc rà soát lại các quy trình phân tích để kiểm tra chất lợng urani sạch hạt
nhân đã chỉ ra những cái chúng ta đã làm đợc, nhũng cái cần hoàn thiện, bổ sung
gồm những vấn đề sau[3]:
Xác định U và các nguyên tố đi kèm trong quặng xạ hiếm
Xác định U và các nhân phóng xạ trong các bã thải từ quá trình xử lý quặng
Xác định các nguyên tố C, S trong viên gốm UO
2
Xác định các nguyên tố O, H trong viên gốm UO
2
Hoàn thiện quy trình xác định tỷ số O/U bằng phơng pháp nung có hiệu
chỉnh tạp chất theo tiêu chuẩn ASTM.

Trớc đây việc xác định các nguyên tố hoá học trong quặng đầu vào làm cơ
sở cho việc định hớng công nghệ hoà tách quặng thờng đợc thực hiện bằng các
phơng pháp hoá học cổ điển Trong khi đó phơng pháp huỳnh quang tia X
(XRF) thế hệ mới và phổ kế Gamma mới của Viện Công Nghệ Xạ Hiếm với các
lợi thế không cần phải phân huỷ mẫu, có thể phân tích nhanh, xác định đợc đồng

cực phổ có u điểm là có độ chính xác cao hơn phơng pháp thể tích và khối
lợng do kết quả xác định O/U của phơng pháp này không bị ảnh hởng bởi sự
không tinh khiết của O/U, nghĩa là phơng pháp này đã không coi mẫu là 100 %
UO
2
. Tuy nhiên phơng pháp cực phổ vẫn còn một số nhợc điểm nh để chuyển
mẫu bột hoặc viên UO
2
thành dung dịch mà vẫn giữ nguyên trạng thái hóa trị của
urani trong mẫu, ngời ta phải hòa tan mẫu bằng các axit có tính oxy hóa yếu nh
H
3
PO
4
và khi hòa tan không đợc gia nhiệt ở nhiệt độ quá cao và thời gian gia
nhiệt không đợc quá dài. Với điều kiện nghiêm ngặt nh vậy nên trong nhiều
trờng hợp mẫu rất khó bị hòa tan, đặc biệt với viên gốm UO
2
. Mặt khác khi hòa
tan mẫu đảm bảo giữ nguyên trạng thái hóa trị của urani nh ban đầu thờng gặp
khó khăn nên trạng thái hóa trị của urani dễ bị thay đổi trong quá trình hòa tan
mẫu. Vì vậy độ chính xác của phơng pháp này cũng không cao.
Vì vậy việc nghiên cứu nhằm hoàn thiện hơn nữa phơng pháp xác định tỷ
số O/U là rất cần thiết. Phơng pháp nung khối lợng có hiệu chỉnh tạp chất theo
tiêu chuẩn ASTM với u điểm nh không có giai đoạn xử lý mẫu bằng hóa học
nên kết quả không bị ảnh hởng bởi lợng tạp chất từ các hóa chất đa vào, có
tính đến hiệu chỉnh tạp chất nên độ chính xác cao hơn các phơng pháp khác sẽ
11
đợc nghiên cứu nhằm thay thế cho phơng pháp xác định cũ. Phơng pháp khối
lợng có hiệu chỉnh tạp chất này là phơng pháp kinh điển có độ chính xác cao

2
nn
Fem
h
hE
c
==



Trong đó: m
c
- Khối lợng tĩnh của điện tử; e
0
- Điện tích của điện tử
F: Điện tích hạt nhân hiệu dụng tác dụng cho một điện tử.
n1, n2 là các số lợng tử chính
V/c=1/ trong đó c là vận tốc ánh sáng nên ta có: 1/= R(z-)
2
(1/n
1
2
-1/n
2
2
)
R hằng số Rydberg
Theo hệ thức trên

1

0,5-1kW tuỳ theo hệ sử dụng ở mode kích thích sơ cấp hay kích thích thứ cấp
(primary hay secondary mode). Trong tất cả các trờng hợp, ống phát tia X đòi hỏi
điện thế cung cấp phải rất ổn định để đảm bảo cho cờng độ tia X là luôn không
thay đổi trong suốt quá trình phân tích[6].
Các ống phát tia X thờng có các anod là Cr, Rh, W, Ag, Au hoặc Mo[7],
chúng tạo ra các vạch tia X đặc trng cho nguyên tố dùng làm vật liệu anod trên
nền phổ tia X liên tục. Các bức xạ tia X này sau đó đợc chiếu vào mẫu phân tích
và tạo ra bức xạ huỳnh quang thứ cấp đặc trng cho các nguyên tố có mặt trong
mẫu. Nói chung sự kích thích các vạch tia X có năng lợng lớn của mẫu phân tích
0 20 40 60 80 100
K

100 80 60 40 20 0
L L
13

-Kích thớc nhỏ nên dễ sắp xếp để có khoảng cách giữa nguồn phóng xạ -
mẫu phân tích detector nhỏ làm tăng hiệu suất và độ nhạy của hệ máy. Cũng
chính vì vậy mà các nguồn này đợc sử dụng trong các hệ máy xách tay nhỏ gọn
thuận tiện cho việc đo đạc ngoài hiện trờng.
-Các vạch phổ phát ra từ nguồn phóng xạ nói chung là đơn năng hay chỉ có
một vài vạch nên phông của phổ tia X huỳnh quang thờng rất thấp so với kích
thích bằng ống phát tia X.
14

3. Các phơng pháp phân tích huỳnh quang định
lợng
Khi phân tích định lợng mẫu bằng phơng pháp huỳnh quang tia X, tuỳ
từng tròng hợp cụ thể mà ta áp dụng các phơng pháp định lợng khác nhau. Sự
quyết định phơng pháp định lợng nào đợc dựa trên bốn yếu tố sau: tính phức
tạp của mẫu phân tích, thời gian cho phép, các phần mềm tính toán, xử lý số liệu
phổ và các mẫu chuẩn sẵn có trong phòng thí nghiệm [8].
Ngoài ra để loại trừ các sai số đã thống kê ở trên ngời ta sử dụng các
phơng pháp định lợng cơ bản sau:
Phơng pháp thêm chuẩn
Phơng pháp nội chuẩn
Phơng pháp đờng chuẩn
Phơng pháp đo độ phát xạ truyền qua
Phơng pháp tham số cơ bản
Ta có thể sử dụng riêng rẽ từng phơng pháp, hoặc tốt nhất là dùng tổ hợp
một số phơng pháp đã nêu ở trên tuỳ vào yêu cầu về độ chính xác, độ nhạy, nồng
độ, thành phần và lợng mẫu cần phân tích.

Sau đây là một số phơng pháp cụ thể đợc sử dụng trong phân tích quặng
urani Việt nam
3.1. Phơng pháp tham số cơ bản

giá trị cờng độ đo đợc. Độ lệch giữa hai lần lặp liên tiếp sẽ đợc sử dụng để hiệu
chỉnh C
i
. Quá trình lặp sẽ dừng khi cờng độ I
i
tính đợc sử dụng các giá trị
C
i
trùng với các cờng độ I
i
đo đợc[8].
Phơng trình lặp ban đầu đợc xây dựng để tính hàm lợng của các nguyên
tố khi dùng các mẫu chuẩn đơn. Tuy nhiên, có thể xây dựng phơng trình lặp bằng
cách dùng mẫu chuẩn đa thành phần vì rằng cờng độ tơng đối của tia X thu đợc
từ việc sử dụng mẫu chuẩn đa thành phần có thể dễ dàng chuyển đổi thành cờng
độ tơng đối cho các nguyên tố đơn theo công thức: toantinh
dacdo
tonguyendonI
chuanI
x
chuanI
mauI
tonguyendonI
mauI




i
cho mỗi nguyên tố i là sử
dụng phơng trình:

i
i
m
i
i
C
I
I
C =
'

16
ở đây I
i
là cờng độ tơng đối tính đợc tơng ứng với những đánh giá hiện tại và
m
i
I
là cờng độ tơng đối đo đợc.
Trong mỗi phép lặp, công thức này đợc áp dụng cho mọi nguyên tố và các
giá trị mới
'
i
C
cũng đợc chia tỷ lệ để tổng của chúng bằng 1.
3.2 Phơng pháp phát xạ truyền qua

Hình 2: Sơ đồ khối của hệ phổ kế gamma

2 Lựa chọn các đỉnh năng lợng
Nguyờn tc ca phng phỏp l da vo ph gamma, chn cỏc nh nng
lng tiờu biu ca mi nguyờn t phúng x.
Mt khỏc vic xác nh hoạt độ phóng xạ của các hạt nhân phóng xạ trong
mẫu có chính xác hay không li ph thuc vào rt nhiu yu t nh: hình hc o,
hiu sut ghi ca detector, lng mu phõn tớch, nh hng ca cỏc nguyờn t
phúng x t nhiờn khỏc, yu t cõn bng phúng x,
Vic xỏc nh
nh hoạt độ phóng xạ của các hạt nhân phóng xạ trong mẫu
đợc thực hiện da vo việc ghi phổ gamma của mẫu phân tích. chn mt
nh tiờu biu cho cỏc nguyờn t thỡ cỏc nh ú phi c hin rừ trong ph ( cú
sut ra ln), cỏc nh ny khụng c trựng (hay quỏ gn) vi cỏc nh nng lng
ca cỏc nguyờn t khỏc[16].
Bảng 1: Năng lợng của các nhân phóng xạ đợc dùng trong việc xác định
định lợng bằng phổ kế gamma
Nhân phóng xạ Năng lợng(keV) Suất lợng ra(%)
Th-234 63,29 3,90
Th-234 92,80 5,57
Ra-226 186,00 5,60
Pb-212 238,63 43,10
Pb-214 241,92 7,47
Mẫu
p
hân tích
phát tia


Detectơ H

PC
18
Pb-214 295,22 19,20
Pb-212 300,09 3,27
Ac-228 338,40 12,01
Pb-214 351,99 37,10
Tl-208 583,54 30,96
Bi-214 609,32 46,09
Ac-228 911,07 29,00
Bi-214 934,05 3,16
Pa-234r 1001,00 1,00
Bi-214 1120,28 15,04
Bi-214 1238,11 5,92
Bi-214 1764,51 15,92
Tl-208 2614,47 100,0

2.1. Các đỉnh năng lợng trực tiếp . Các mẫu phóng xạ không cân
bằng
Trong phân tích việc xác định Urani có thể đợc thực hiện thông qua các
đỉnh năng lợng trực tiếp của nó cũng nh thông qua các đỉnh năng lợng gián tiếp
của các con cháu của nó trong dãy cân bằng phóng xạ
Đối với những mẫu phóng xạ không cân bằng có thể phân tích Urani hoặc
Thôri mà không cần phải nhốt mẫu một thời gian trớc khi phân tích phổ
gamma.
Phơng pháp này dựa vào sự phân tích phổ gamma của chính U-235, U-238
hay Th-232 và của con cháu của chúng đứng trớc Rađôn trong các dãy phóng xạ.
Các con cháu này có chu kỳ bán rã rất nhỏ so với chu kỳ bán rã của U-235, U-238
và Th-232 do đó luôn luôn có cân bằng phóng xạ.
Bảng 2: Xác định U thông qua các đỉnh năng lợng trực tiếp
Nhân phóng xạ Năng lợng (keV) Suất lợng ra(%)

Pb-210 Pb-208

Po-210

Pb-206

Tuy nhiên việc đo trực tiếp U-238 là rất khó khăn do đỉnh năng lợng trực
tiếp của nó 49,55 keV có cờng độ rất yếu ( 0,084%). Vì vậy việc xác định U-238
đợc xác định qua các con cháu của nó trong dãy cân bằng phóng xạ[17]
Nh vậy ta có thể xác định U-238 qua các đỉnh 63,29 keV và 92,6 keV của
Th-234 hay các đỉnh năng lợng 766,4 keV và 1001,2 keV.
Việc xác định hoạt độ phóng xạ thông qua các đỉnh năng lợng này có các
u nhợc điểm sau:
Đỉnh 92,6 keV là một đỉnh kép gồm hai đỉnh 92,4 keV và 92,8 keV . Tuy
nhiên đỉnh này lại lẫn với các đỉnh hấp thụ quang điện của các hạt nhân khác trong
dẫy cân bằng phóng xạ nh 92,6 keV của Th
20
Đỉnh 63,3 keV bao gồm sự đóng góp của đỉnh 63,3 keV của Th-234 (3,9%),
Th-231(0,023%) và Th-232 (0,255%). Tuy nhiên sự đóng góp của Th-231 và Th-
232 có thể bỏ qua . Thực nghiệm cho thấy rằng tỷ lệ cân bằng giữa Th-234 và U-
238 là 0,973. Điều này cho thấy rằng từ việc xác định hoạt độ phóng xạ của Th-
234 có thể suy ra hoạt độ phóng xạ của U-238. Nhợc điểm của đỉnh 63,29 keV là
độ hấp thụ tơng đối lớn khi mẫu ở hàm lợng cỡ hoạt độ môi trờng và ta phải
sử dụng một lợng lớn mẫu[17]
Đỉnh năng lợng 766,4 keV có thể trùng với 768 keV của Bi-214 (con cháu
trong dãy U-238 nên cũng ít khi đơc sử dụng
Nh vậy có thể sử dụng các gamma năng lợng 63 keV của Th-234 hoặc 1001
keV của Pa-234 để phân tích U-238. Trong thực tế đề tài này do mẫu phân tích là
mẫu quặng urani có hàm lợng lớn nên ta có thể sử dụng đỉnh 63,20 keV của Th-
234 kết hợp với đỉnh 1001,2 keV của Pa-234 để xác định trực tiếp urani

X; E

) l din tớch ti nh nng lng E

do ng v
*
X phỏt ra
- (E

) l hiu sut ghi
- I(
*
X; E

) l xỏc sut phõn ró ca tia gamma nng lng E

Khi ú ta cú din tớch ca nh 185,7 keV l
N(
235
U;185,7) = N(186) - N(
226
Ra; 186,21) (14)
Vy nu s dng nh 185,7 keV thỡ ta va phi nht mu li va phi hiu
chnh nhiu ln. nờn phộp xỏc nh s rt phc tp.
Trong dóy phõn ró ca U-238 các đồng vị con cháu của nó trong dãy cân
bằng nh Bi-214 phỏt ra cỏc nh nng lng nh: 609,32 keV, 1120,28 keV,
1238,11 keV, 1378 keV, 1764,51 keV ; Pb-214 phát ra các đỉnh năng lợng nh
21
241,92 keV, 295,22 keV, 351,99; Pb-212 phát ra các đỉnh năng lợng nh 77,11
keV, 238,63 keV. Trong dãy phân rã của Th-232 các đồng vị con cháu nh Ac-228

2
O
7
. Từ tổng lợng urani, tính đợc tỷ số O/U. Các phản ứng
hóa học chính xảy ra nh sau:
- Quá trình khử
HNO
3
+ 2FeSO
4
+ H
2
SO
4
U(SO
4
)
2
+ Fe(SO
4
)
3
+ 2HNO
3
+ 2H
2
O
- Quá trình loại chất khử d
HNO
3

+NH
2
SO
3
H = N
2
+ H
2
SO
4
+ H
2
O
22
- Quá trình chuẩn độ
3U(SO
4
)
2
+ K
2
Cr
2
O
7
+ 2H
2
SO
4
= 3UO

coi mẫu cần phân tích chỉ có hai thành phần urani và oxy, nghĩa là hàm lợng UO
2

trong mẫu là 100 %. Nhng thực tế trong mẫu UO
2
sạch hạt nhân có chứa một
lợng tạp chất nhất định. Vì vậy độ chính xác của phơng pháp thể tích không cao.
1.2. Phơng pháp khối lợng
Phơng pháp khối lợng dựa trên nguyên tắc xác định tổng lợng urani
bằng cách kết tủa urani trong dạng photphat trong sự có mặt của hydro peroxyt và
EDTA. Tiến hành nung và cân. Từ lợng cân tính ra hàm lợng tổng urani. Từ kết
quả tổng hàm lợng urani, tính đợc tỷ số O/U.
Phơng pháp này có u điểm là đơn giản dễ dạng thực hiện và có độ chính
xác cao hơn phơng pháp thể tích
Nhợc điểm: cũng nh phơng pháp thể tích do phơng pháp này đã coi
mẫu chứa UO
2
100 % nên độ chính xác của phơng pháp bị hạn chế.
1.3. Phơng pháp điện hóa
Trong U
3
O
8
một phần urani ở trạng thái hóa trị 6 phần còn lại là hóa trị 4.
Khi khử để chuyển thành UO
2
, hầu hết urani nằm ở trạng thái hóa trị 4. Một phần
rất nhỏ còn nằm trong trạng thái hóa trị 6. Nếu xác định đợc phần urani nằm
trong trạng thái hóa trị 6 và 4 có thể xác định đợc tỷ số O/U[29].
Phơng pháp điện hóa xác định tỷ số O/U dựa trên nguyên tắc xác định

nên trong nhiều trờng hợp mẫu rất khó bị hòa tan. Đặc biệt với viên gốm UO
2
rất
khó hòa tan theo phơng pháp này.
Mặt khác khi hòa tan mẫu đảm bảo giữ nguyên trạng thái hóa trị của urani
nh ban đầu thờng gặp khó khăn nên trạng thái hóa trị của urani dễ bị thay đổi
trong quá trình hòa tan mẫu. Vì vậy độ chính xác của phơng pháp này cũng
không cao.
24
Phần 3. Nghiên cứu và thực nghiệm

A . NghiÊn cứu bổ sung quy trình phân tích

I. Nghiên cứu xác định U và các nguyên tố đi kèm nh
Ca, Mo, Si, V, Fe, Th trong quặng urani bằng kỹ thuật
huỳnh quang tia X Mục tiêu của đề tài là xây dựng quy trình phân tích xác định U và các
nguyên tố đi kèm nh Ca, Mo, Si, V, Fe, Th trong quặng urani Việt nam.
Để đạt đợc mục tiêu này chúng tôi đã tiến hành các nội dung nghiên cứu
sau
1. Tối u hoá các tham số của máy phát tia X

1.1. Khảo sát các bia thứ cấp khác nhau nh Cu, Mo đối với
việc kích thích huỳnh quang của các nguyên tố Ca, Mo, Si, V, Fe,
Th , U trong quặng Urani
Để kích thích các vạch bức xạ tia X đặc trng, ống phóng phải hoạt động ở
cao thế V
0