A direct determination of ²³⁹Pu in femtomole range in aquatic solution by neutron activation

Zusammenfassung

Es wird eine Methode vorgestellt, die die direkte Bestimmung von ²³⁹Pu in wäßriger Lösung über die (n,f)-Reaktion mit Reaktorneutronen und mit anschließender gammaspektrometrischer Messung ohne chemische Aufbereitung ermöglicht. Spurenverunreinigungen der im Wasser enthaltenen Schwermetallelemente werden gleichzeitig über ihre (n, γ)-Reaktionen erfaßt. Durch die Messung der Spaltproduktpaare ¹³²Te/¹³²I oder ¹⁴⁰Ba/¹⁴⁰La wird bei dieser Methode eine Nachweisgrenze von 1,6×10⁻¹⁵ mol/l ²³⁹Pu erreicht. Die bestimmten Spurenverunreinigungen im Bereich von 10⁻⁸ bis 10⁻¹³ mol/l geben einen Einblick in das chemische Verhalten von Pu in einem vorliegenden Wasser. Der natürliche Urangehalt spielt auf der einen Seite eine einschränkende Rolle bei der Pu-Bestimmung, trägt aber auf der anderen Seite zum Verständnis des chemischen Verhaltens von Pu bei.

Summary

A method is presented which facilitates the direct determination of ²³⁹Pu in aquatic solution by the (n,f) reaction with reactor neutrons and subsequent gamma spectrometry without chemical elaboration. Trace impurities of water constituent heavy metal elements are simultaneously determined through their (n, γ) reactions. The sensitivity attained by this method is 1.6×10⁻¹⁵ mol/l ²³⁹Pu by measuring the fission product pairs ¹³²Te/¹³²I or ¹⁴⁰Ba/¹⁴⁰La. The trace impurities determined in the range of 10⁻⁸∼10⁻¹³ mol/l give an insight into the chemical behaviour of Pu in a given water. The natural uranium concentration plays a role to limit the Pu determination on the one hand and to help understanding the chemical behaviour of Pu on the other hand.