ГОСТ 23862.18-79
ГОСТ 23862.18−79 네오디뮴, 가돌리늄 및 그 산화물. 희토류 원소 산화물 불순물의 측정 방법 (변경 N 1 포함)
ГОСТ 23862.18−79
그룹 B59
국가간 표준
네오디뮴, 가돌리늄 및 그 산화물
희토류 원소 산화물 불순물의 측정 방법
Neodymium, gadolinium and their oxides. Method of determination of rare-earth element oxides
МКС 77.120.99
ОКСТУ 1709
시행일 1981−01−01
소련 국립 표준위원회 결의 1979년 10월 19일 N 3989에 의해 시행일이 1981.01.01로 정해짐.
유효기간 제한은 Межгосударственный совет по стандартизации, метрологии и сертификации의 의사록 N 7−95에 따라 철회됨 (ИУС 11−95).
변경 N 1이 1985년 4월에 승인된 판(ИУС 7−85).
본 표준은 네오디뮴, 가돌리늄 및 그 산화물에서 희토류 원소 산화물 불순물을 측정하기 위한 화학적 활성화법을 규정한다.
이 방법은 분석물질과 비교표본을 열중성자 흐름 (1−3)·10нейтр/см
·с로 조사한 후, 비교표본과 조사된 분석물질에서 추출 크로마토그래피로 분리한 분획에서 불순원소의 방사성 동위원소 활성도를 측정하는 데 기반한다.
측정 가능한 산화물 불순물의 질량분율 범위:
| 네오디뮴 및 그 산화물에서: | |
| 란탄 | 약 5·10 |
| 프라세오디뮴 | 약 5·10 |
| 사마륨 | 약 2·10 |
| 유로퓸 | 약 5·10 |
| 가돌리늄 및 그 산화물에서: | |
| 유로퓸 | 약 5·10 |
1. 일반 요구사항
1.1. 분석 방법에 대한 일반 요구사항 —
2. 장비, 재료 및 시약
TВР형 물-물(수-수) 연구용 원자로로 중성자 흐름 (1−3)·10нейтр/см
·с 및 열중성자와 빠른 중성자의 비가 20:1 이상인 장비.
반도체 감마 분광계: 멀티채널 분석기, 신호 증폭기 블록, 세슘-137 감마선 피크의 검출 효율(광전자 효율) 0.8–1.0% 이상인 반도체 게르마늄-리튬 검출기(검출기 용적 20–30 см³ 이상)로 구성. 분광계의 세슘-137 감마선(0.682 MeV)에 대한 분해능 — 3–4 keV.
시료 및 비교 표준의 포장재: 마찰 마개가 있는 석영 바이알(용적 0.5 см³), 두께 0.2–0.3 mm의 알루미늄 호일(마크 995-А).
알루미늄 케이스(마크 995-А).
납제 운송용 컨테이너(마크 КЛ-150 또는 КЛ-80).
탁상용 컨테이너(마크 КТ).
방사선 및 방사성동위원소 오염으로부터의 개인보호구는 ОСП-72* 요구사항에 따름.
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* 유효 규정: С.П. 2.6.1.799–99, 이하 본문도 동일 — 데이터베이스 제작자의 주.
납 벽돌 및 납유리(lead glass)로 된 차폐 스크린.
표준 분광용 감마원(ОСГИ) — ГОСТ 8.315–97에 따름.
라디오미터 "ТИСС" 또는 동등 기기.
수관(워터 재킷) 장착, 높이 600 mm의 유리 크로마토그래피 컬럼. 컬럼 도면 — ГОСТ 23862.7–79; 컬럼 №1 — 내경 16 mm, 컬럼 №2 — 내경 14 mm.
유리 증발기. 증발기 도면 — ГОСТ 23862.7–79.
온도조절기 ТС-16 또는 동등 기기, 물 가열 온도 (40±2) °C 보장.
특수 미량분석 저울 СМД-1000.
전위차계 ЛПУ-01 또는 동등 기기, pH 1–11 측정용.
금속 볼 밀(구형 밀) 지름 210 mm, 높이 200 mm, 중량 4 kg.
직경 30 mm 금속 구 25개.
금속 체(체망).
온도조절 가능한 건조 오븐(캐비닛), 최대 온도 200 °C 보장.
봉제(재봉) 모터 ДШС-2.
수욕조(워터 배스).
전기 가열기(전기 플레이트).
산소용 감압기(레듀서).
압력계(манометр) — ГОСТ 2405–88에 따른 1–4 кгс/см² 범위.
유리 실험용 워터제트 펌프 — ГОСТ 25336–82.
유리 비커.
분액 깔때기(분별 깔때기) 용량 1000 cm³ 및 2000 cm³.
부흐너 깔때기 직경 132 mm.
분젠 플라스크(колбы Бунзена).
피펫류.
뷰레트 용량 25 см³.
유리 바이알(бюксы) 용량 18 см³, 타입 СВ 24/10.
유리 모세관 길이 150 mm, 가늘어진 부분 직경 1–1.5 mm.
유리 실린더 용량 1000 см³, 마찰 마개 포함.
메스실린더.
원뿔(콜바) 유리 플라스크(Erlenmeyer).
리플럭스 콘덴서(역류 냉각기)가 부착된 유리 플라스크 용량 1000 см³.
메스 플라스크.
프로펠러형 유리 교반기.
증류장치(플라스크 용량 500, 1000 см³).
도자기 접시 지름 210 mm.
고무 마개.
폴리에틸렌 필름.
범용 지시약 시험지(인디케이터 페이퍼).
실리카겔 KСК N 2 또는 N 2.5.
란탄, 프라세오디뮴, 사마륨, 유로퓸 산화물(산화물 형태) — 순도 99.999% 이상.
황산구리(구리(II) 황산염) 오수화물(5수화물) — ГОСТ 4165–78, 0.5 mol/dm³ 용액.
산화물 환산 농도 1 μg/cm³의 란타넘, 사마륨, 유로퓸 표준용액: 각 희토류 산화물 0.01 g(순도 ≥ 99.999%)을 3 cm³의 농염산에 용해시키고, 습염 상태가 될 때까지 졸인 후 그 습염을 5 cm³의 1 mol/dm³ 염산에 용해한다. 용액을 100 cm³ 정용플라스크로 옮기고 1 mol/dm³ 염산으로 눈금까지 채운다. 각 용액에서 1 cm³씩 채취하여 100 cm³ 정용플라스크로 옮기고 1 mol/dm³ 염산으로 눈금까지 채운다.
산화물 환산 농도 100 μg/cm³의 프라세오디뮴 표준용액: 프라세오디뮴 산화물 0.01 g(순도 ≥ 99.999%)을 3 cm³의 농염산에 용해시키고 습염이 될 때까지 졸인 후, 그 습염을 5 cm³의 1 mol/dm³ 염산에 용해한다. 용액을 100 cm³ 정용플라스크로 옮기고 1 mol/dm³ 염산으로 눈금까지 채운다.
초산나트륨 — ГОСТ 199–78 규격, 화학적 순도(х.ч.), 포화 용액.
탄산나트륨(결정) — ГОСТ 84–76 규격, 화학적 순도(х.ч.), 농도 50 g/dm³의 용액.
염화나트륨 — ГОСТ 4233–77 규격, 농도 100 g/dm³의 용액.
수산화나트륨 — ГОСТ 4328–77 규격, 화학적 순도(х.ч.).
질소(기체) — ГОСТ 9293–74 규격 또는 아르곤(기체) — ГОСТ 10157–79 규격.
아르세나조-III — 농도 0.2 g/dm³의 용액.
염산 — ГОСТ 14261–77 규격, 화학적 순도(х.ч.) 또는 분석용(ч.д.а.), 농축액 및 0.1; 0.3; 0.5; 0.8; 1.2; 7 mol/dm³로 조제한 표준(적정된) 용액.
질산 — ГОСТ 4461–77 규격, 화학적 순도(х.ч.), 농축액.
암모니아수 — ГОСТ 3760–79 규격.
, 흡수제, 농축된 용액(농도 50 g/dm³).
과산화수소 — ГОСТ 10929–76에 따름.
디(2-에틸헥실) 인산(Д2ЭГФК), 공업용(50–70%) 또는 정제(95% 이상).
100% Д2ЭГФК는 공업용 Д2ЭГФК(ГОСТ 23862.7–79 절 3에 따라) 또는 정제된 Д2ЭГФК(동 조항)에 따라 얻는다.
에틸 에테르.
정제된 에틸 알코올(공업용) — ГОСТ 18300–87에 따름.
디메틸디클로로실란.
사염화탄소 — ГОСТ 20288–74에 따름.
디메틸디클로로실란의 사염화탄소 용액(1:4).
아세톤 — ГОСТ 2603–79에 따름.
에틸렌글리콜 — ГОСТ 10164–75에 따름.
아스코르브산, 농도 5 g/dm³ 용액(1 mol/dm³ 염산에 용해); 사용 당일 준비.
제2절. (개정판, 개정 N 1).
3. 분석 준비
3.1. Д2ЭГФК(공업용 또는 정제)의 정제, 실리카겔 준비, 흡착제 제조, 컬럼 충전, 컬럼 작업 준비 및 추출-크로마토그래피 컬럼 작업 기술 — ГОСТ 23862.7–79 절 3에 따름.
4. 분석 수행
4.1. 네오디뮴 또는 그 산화물의 분석
란탄, 프라세오디뮴, 사마륨 및 유로퓸 산화물 함량의 결정
불순물 농축물은 추출-크로마토그래피 컬럼 No. 1에서 얻는다. 컬럼은 흡착제(입경 0.06–0.07 mm의 실리카겔 25 g + 15 cm³ 100% Д2ЭГФК, 흡착제의 유효부피 40 cm³)로 충전되어 있다.
금속 네오디뮴 시료 0.022 g 또는 그 산화물 0.025 g을, 미리 농염산으로 끓여 세척하고 증류수·알코올·에테르로 씻은 뒤 건조시킨 석영(쿼츠) 도가니에 넣는다. 도가니에 뚜껑을 덮고 알루미늄 호일로 포장한다. 무회(탈회) 필터(‘블루 리본’)에서 잘라낸 5×15 mm 크기의 조각 위에 각각 란탄, 프라세오디뮴, 사마륨, 유로퓸의 표준용액을 0.1 cm³씩 점적(각 표준용액은 별도의 스트립에 점적)한다; 각 방울을 점적한 후 전열판 위에서 건조시킨다. 건조된 스트립(비교 표준)은 각각 알루미늄 호일로 따로 포장한다.
시료와 비교 표준(ОС)에 표식을 붙여 하나의 알루미늄 펜널(블록)에 넣는다(펜널은 아세톤 또는 에틸알코올로 세척한 것). 이들을 원자로에서 20시간 동안 중성자선속 1.2·10^13 뉴트론/cm²·s로 조사(활성화)한다. 조사된 시료 및 비교 표준의 운반은 특수 차량을 이용해 납제 수송용 컨테이너(KL형: KL-80, KL-150)로 수행한다.
석영 바이알에 조사된 시료를 넣고 납벽돌과 납도금 유리로 된 방호 스크린 뒤에 배치한다. 핀셋으로 알루미늄 호일을 제거하고 뚜껑을 열어 조사된 시료를 뜨거운 7 mol/dm³ 염산에 용해한다. 용액을 모세관으로 50 cm³ 용량의 비커로 옮긴다. 바이알은 뜨거운 7 mol/dm³ 염산으로 3–4회 세척하고, 세척액은 모세관으로 같은 비커에 옮긴다. 용액을 거의 건조될 때까지 증발시킨 후, 희토류 염화물은 2 cm³의 0.1 mol/dm³ 염산에 용해시키고, 사전에 0.1 mol/dm³ 염산으로 세척된 추출(추출-크로마토그래피) 컬럼 N1을 통해 통과시킨다. 컬럼 작업 방법은 ГОСТ 23862.7−79의 3절을 따른다.
시료용액이 담겨 있던 비커는 5 cm³의 0.1 mol/dm³ 염산으로 세척한다. 세척액을 컬럼을 통해 통과시킨다. 초기 40 cm³의 엘루아트(시료와 세척액 부피 포함)는 50 cm³ 용량의 눈금실린더에 모으고, 이후의 엘루아트는 18 cm³ 용량의 바이알에 5 cm³씩 나누어 모은다. 각 분획에서 24Na의 존재는 반도체 감마 분광기로 용액의 방사능을 1–5분간 측정하여 확인한다(참조: 항목 4.3). 제어 분획에서 5분 측정 동안 24Na가 검출되지 않으면 컬럼에서 완전히 용출된 것으로 본다.
나트륨‑24가 완전히 용출된 후 컬럼을 통해 0.3 mol/리터 염산을 통과시키고 70 mL의 용출액을 100 mL 눈금실린더에 모은다(란타넘의 주요 분획). 용출액은 용량 18 mL인 샘플 용기에 5 mL씩 나누어 담아 각 분획의 용액 방사능을 감마 분광계로 1–5분 동안 측정하여 란타넘‑140의 존재를 확인한다. 5분 동안 측정했을 때 해당 분획에서 란타넘‑140이 검출되지 않으면 컬럼에서 완전히 용출된 것으로 본다. 란타넘‑140을 포함하는 용출액 분획은 란타넘의 주요 분획(눈금실린더)에 합쳐 유리 증발기에서 10–15 mL로 농축한 다음 18 mL 용량의 샘플 용기로 옮겨 1 mL가 되도록 추가로 농축하여 란타넘 분획으로 한다.
란타넘이 완전히 용출된 후 컬럼을 통해 0.5 mol/리터 염산을 통과시키고 70 mL의 용출액을 100 mL 눈금실린더에 모은다(프라세오디뮴 및 네오디뮴의 주요 분획). 이어서 용출액을 용량 18 mL인 샘플 용기에 5 mL씩 나누어 담아 각 분획의 용액 방사능을 감마 분광계로 1–5분 동안 측정하여 네오디뮴‑147 및 프로메튬‑147의 존재를 확인한다. 검사는 포토피크(91 keV)를 기준으로 수행하며, 이 포토피크 높이의 2차적 증가는 해당 분획에 프로메튬이 존재함을 나타낸다. 프로메튬을 포함하지 않는 용출액 분획은 프라세오디뮴·네오디뮴의 주요 분획(눈금실린더)에 합쳐 증발기에서 10–15 mL로 농축한 뒤 18 mL 용량의 샘플 용기로 옮겨 1 mL가 되도록 증발시켜 프라세오디뮴‑네오디뮴 분획으로 한다.
После появления в элюате прометия следующие 150 смэлюата собирают в стакан вместимостью 200 см
. Далее элюат собирают в бюксы вместимостью 18 см
порциями по 5 см
, в каждой из которых определяют наличие прометия измерением радиоактивности раствора на гамма-спектрометре в течение 1−5 мин. Порции, содержащие прометий, объединяют с основной порцией прометия и удаляют как радиоактивные отходы в соответствии с правилами ОСП-72.
После полного элюирования прометия через колонку пропускают 0,8 моль/дмсоляную кислоту и собирают 70 см
элюата в мерный цилиндр вместимостью 100 см
(основная фракция самария-153). Далее элюат собирают в бюксы вместимостью 18 см
порциями по 5 см
, в каждой из которых определяют наличие самария-153 измерением радиоактивности раствора на гамма-спектромере в течение 1−5 мин. Порции элюата, содержащие самарий-153, добавляют к основной фракции самария-153 (в мерном цилиндре), упаривают в испарителе до объема 10−15 см
, переносят в бюксу вместимостью 18 см
и упаривают до объема 1 см
(фракция самария).