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Analyse isotopique directe de l'uranium des surfaces de balayage par microextraction-ICP-MS

 

Benjamin T. Manard*, Kayron T. Rogers, Brian W. Ticknor, Shalina C. Metzger, N. Alex Zirakparvar, Benjamin D. Roach, Debra A. Bostick et Cole R. Hexel

Abstract

La capacité de mesurer directement les rapports isotopiques de l'uranium sur des frottis environnementaux a été obtenue grâce à un processus de microextraction basé sur des solutions et représente une avancée significative vers le développement d'une méthode rapide pour analyser les échantillons de garanties nucléaires internationales. Ici, une sonde de microextraction est abaissée et scellée sur la surface de balayage, et les analytes dans le site d'échantillonnage (∼8 mm2) sont dissous et extraits dans un solvant fluide d'acide nitrique à 2 % (HNO3). Les espèces mobilisées sont ensuite dirigées vers un spectromètre de masse à plasma à couplage inductif (ICP-MS) pour une détermination précise et précise du rapport isotopique. Ce travail met en évidence la nouveauté du mécanisme de prélèvement, notamment avec le couplage direct de la sonde de microextraction à l'ICP-MS et la mesure des rapports isotopiques de l'uranium. La limite de détection de la méthode préliminaire pour la méthode de microextraction-ICP-MS, utilisant un MS quadripolaire, a été déterminée à ∼50 pg de 238U. De plus, des mesures précises et exactes du rapport isotopique ont été réalisées sur des matériaux de référence d'uranium pour les rapports majeurs (235U/238U) et mineurs (234U/238U et 236U/238U). Bien que le présent travail se concentre sur la mesure directe des systèmes isotopiques de l'uranium sur des surfaces de balayage pour les applications de contrôle et de vérification nucléaires, les avantages s'étendraient à de nombreuses applications dans lesquelles un échantillonnage solide direct est recherché pour l'analyse élémentaire et isotopique.

Advion Interchim Scientifique® Plate Express (Advion Interchim Scientific®, Ithaca, NY) a été utilisé pour extraire l'uranium des surfaces balayées.