Fallout analysis of atmospheric water precipitations

Summary

A rapid ion-exchange method for the determination of ¹⁴⁴Ce, ¹³⁷Cs, ⁸⁹Sr, ⁹⁰Sr and ¹⁴⁰Ba in 2–30 liter samples of atmospheric water precipitations is described. The samples, containing up to 300 mg of calcium, are sorbed on a specially shaped column filled with Dowex 50, X-8 or Dowex 50W, X-8. Radio-cerium and radio-caesium are stripped from the column with 0.6 M ammonium glycolate/ 0.2 M NaCl, pH 5, radio-strontium and radio-barium with 0.15 M ammonium citrate, pH 7.5. The isolated radio-nuclides are counted on a low-background beta-counter: ¹⁴⁴Ce as CeO₂, ¹³⁷Cs as Cs-dipicrylaminate, ⁸⁹Sr/⁹⁰Sr as SrCO₃, ⁹⁰Y as Y₂O₃, and ¹⁴⁰Ba as BaCO₃. The mean chemical yields amount to 95% for cerium, 85% for caesium, 95% for strontium, 95% for yttrium and 65% for barium. With parallel determinations at levels of a few picocuries, the deviations of the results from the respective mean values generally do not exceed ± 5%. With a 30 l sample the limit of detection amounts to 0.005 μμCi/l for ¹⁴⁴Ce, 0.006 μμCi/l for ¹³⁷Cs, 0.005 μμCi/l for ⁹⁰Sr, and 0.006 μμCi/l for ¹⁴⁰Ba.

Zusammenfassung

Es wird eine schnelle Ionenaustauschmethode für die Bestimmung von ¹⁴⁴Ce, ¹³⁷Cs, ⁸⁹Sr, ⁹⁰Sr und ¹⁴⁰Ba in 2–30 l Proben von atmosphärischen Wasser-Niederschlägen beschrieben. Die Proben, mit einem Calciumgehalt bis zu 300 mg, werden in eine besonders gestaltete, mit Dowex 50, X-8 oder Dowex 50 W, X-8 gefüllte Säule eingewaschen. Radio-Cer und Radio-Caesium werden mit 0,6 M Ammoniumglykolat/0,2 M NaCl, pH 5, Radio-Strontium und Radio-Barium mit 0,15 M Ammoniumcitrat pH 7,5 eluiert. Die isolierten Radio-Nuklide werden in einem Beta-Antikoinzidenzzähler gemessen: ¹⁴⁴Ce als CeO₂, ¹³⁷Cs als Cs-dipikrylaminat, ⁸⁹Sr/⁹⁰Sr als SrCO₃, ⁹⁰Y als Y₂O₃ und ¹⁴⁰Ba als BaCO₃. Die mittlere Rückgewinnung der zugesetzten Träger beträgt für Cer 95%, 85% für Caesium, 95% für Strontium, 95% für Yttrium und 65% für Barium. In Parallelbestimmungen mit Gehalten von einigen μμCi/l, überschreiten die Abweichungen der Ergebnisse von den entsprechenden Mittelwerten im allgemein nicht 5%. Bei einer 30 l-Probe beträgt die untere Nachweisgrenze 0,005 μμCi/l für ¹⁴⁴Ce, 0,006 μμCi/l für ¹³⁷Cs, 0,005 μμCi/l für ⁹⁰Sr und 0,006 μμCi/l für ¹⁴⁰Ba.