鈾是核燃料循環(huán)體系中最為關(guān)注的元素之一,其分析方法有多種,如重量法、庫侖法、分光光度法、激光熒光法、K邊界吸收法等。標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)可用于上述分析方法的驗(yàn)證、儀器校準(zhǔn)和質(zhì)量控制。標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的均勻性和穩(wěn)定性是十分重要的兩個(gè)特征,因此在標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)不斷研發(fā)的過程中,不易保持穩(wěn)定的鈾元素測量標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)會逐漸被取代。例如穩(wěn)定性較好的燒結(jié)UO2芯塊逐步取代了NBL原有的兩種235U豐度不同的UO2粉末狀態(tài)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。分析儀器的逐漸發(fā)展和儀器制造的進(jìn)步也會促進(jìn)測量精密度的提高,從而優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的定值準(zhǔn)確度。目前,國外鈾標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)種類齊全,涵蓋了鈾含量、鈾同位素、鈾稀釋劑以及雜質(zhì)元素標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。
4.1.1鈾含量標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)
鈾含量標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)涉及鈾金屬、UO2芯塊、U3O8以及硝酸鈾酰等標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì),包括9大類,分別為3種鈾金屬標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(CRM112-A、CRM115、CRM116-A)、3種UO2芯塊標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(CRM125-A、EC-NRM110、CBNM106)、3種U3O8標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(CRM129-A、CRM146、CRM149)、3種硝酸鈾酰標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(CRM145、CRMU045、CRM135)、10種UF6標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(IRMM-019~IRMM-027、CRM113-B)、18種鈾溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(IRMM-183~IRMM-187、EC-NRM-199、IRMM-3100a、IRMM-2019~IRMM-2029)、1種鈾含量標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(CRM42)、1種鈾巖石中標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(CRM1-A)、7種鈾礦石標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(CRM4、CRM5、CRM101-A、CRM102-A、CRM103-A、CRM104-A、CRM105-A)。
4.1.2鈾同位素標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)
鈾同位素標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)鈾同位素標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)有49種,其編號分別為IRMM-072/1~IRMM-072/15、IRMM-074/1-IRMM-074/10、IRMM-075/1~IRMM-075/6、CRMUO002、CRMUO05-A、CRMU010、CRMU015、CRMUO20-A、CRMUO30-A、CRMU100CRM150、CRMU200、CRMU350、CRMU500、CRMU630、CRMU750、CRMU800、CRMU850、CRMU900、CRMUJ930-D、CRMU970.
4.1.3鈾稀釋劑標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)
鈾稀釋劑標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)分為5類,分別是2種233稀釋劑標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(IRMM-051、CRM111-A)、2種235稀釋劑標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(IRMM-050、IRMM-054)、3種238稀釋劑標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(IRMM-052、IRMM-053、IRMM-056)、2種36稀釋劑標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(IRMM-3660a、IRMM-3660b)、3種233U和23組成的混合稀釋劑(IRMM-3636、IRMM-3636a、IRMM-3536b)
4.2钚標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)
钚標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)是一種人造放射性元素,含有多種同位素,其中239Pu為主要核燃料之一,238Pu為制造心臟起搏器、空間能源的重要原料。我國從60年代初期就圍繞著反應(yīng)堆運(yùn)行、輻照核燃料后處理開展分析方法研究。在建立分析方法的過程及應(yīng)用中,標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)發(fā)揮了極為重要的作用。目前,國外標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)種類齊全,涵蓋了钚含量、钚同位素、钚稀釋劑、雜質(zhì)元素以及K邊標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。
4.2.1钚含量標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)
钚含量標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)包括钚金屬、钚合金、二氧化钚以及四水硫酸钚等,具體情況如下:4種钚金屬標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(CRM126、MP2、949f、E·C·201)、3種钚合金標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(UKPu1/80990.1011~1013、1016~1020)、2種二氧化钚標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(CRM122、EC-NRM210)、1種四水硫酸钚(NBS944)、2種U-Pu-Nd硝酸溶液(UKUPuNd1/90085、UKUPuNd1/90088)。
4.2.2钚同位素標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)
钚同位素標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)主要分為3類,分別為11種硝酸钚固體(CRM128、CRM130、CRM131、CETAMA-MIRFI1、CNBM-IRM-290/A~CNBM-IRM-290/F)、4種硝酸钚溶液(UKPu3/92133、UKPu3/92134、UKPu3/92136、UKPu3/92138)、6種四水硫酸钚固體(NBS946~948、NBL136~138)。
4.2.3钚稀釋劑標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)
钚稀釋劑標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)種類較多,分別為2種239Pu稀釋劑標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(IRMM-08la、IRMM-086)、1種240Pu稀釋劑標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(IRMM-083)、4種242Pu稀釋劑標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(CBNM-043CBNM-044、CBNM-049、CBNM-085)、2種244Pu稀釋劑標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(IRMM-042a、IRMM-084)、5種335和23Pu組成的混合稀釋劑標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(IRMM-1027a、IRMM-1027b、IRMMM-1027s、IRMM-1027g、IRMM-1027r)、2種233和242Pu組成的混合稀釋劑標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(IRMM-046c、IRMM-090).
2.2.4雜質(zhì)元素標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)及K邊標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)
雜質(zhì)元素標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)包括20種,其編號分別為NBL127、NBS945、CEA系列GC.1(A-F)、CEA系列GC.2(G-L)、CEA系列GC.3(H2-L2)。混合K邊界密度分析技術(shù)是一種非破壞性分析技術(shù),在國外乏燃料后處理設(shè)施中已廣泛應(yīng)用,為此IRMM特意研發(fā)238T和239Pu混合物,了K邊標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)[23]。K邊標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)是其編號是IRMM-3501。
4.3镎、镅、釷標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)
對于镎、镅、釷三種元素而言,目前開發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)較少。镅標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)僅有一種,為硝酸镅溶液,其編號為IRMI-0243。二氧化镎的固體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(IRMM-502)甚至沒有公開銷售。釷元素標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)分為2類,其中硝酸釷溶液有三種標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(IRMM-035、IRMM-036、IRMM-061)、獨(dú)居石中釷標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)有五種(CRM106-A、CRM107-A、CRM108-A、CRM109-A、CRM110-A)。