天然二氧化鈾中銀等二十四種雜質元素的測定ICP-AES法不確定度評定

覃波 李吉花 夏占國 劉炳亮 胡亞莉 米文光 楊小晶

中核四〇四有限公司第三分公司 甘肅蘭州 732850

測量結果不確定度是表征合理地賦予被測量值的分散性，與測量結果相關聯 的參數[1]。經國家認可委認證的相關實驗室，必須提供合理的典型的測量不確定度的評定報告[2]。ICP-AES分析技術具有檢出限低，測量動態范圍寬，基體效應小，可同時測定多種元素，具有快速、準確的特點[3]。目前，評定ICP-AES測定天然二氧化鈾中雜質不確定的文獻還未見報道。本文根據檢測分析方法標準，以鋁為代表元素，評定天然二氧化鈾中雜質的測定過程中的不確定度，給出結果表示。

1 實驗部分

1.1 主要儀器與試劑

1.1.1：iCAP6000型光譜儀，美國TJA公司；電子 天 平（誤差 為±0.1mg）；硝酸，電子純；10mL容量瓶，A級，最大允許誤差為±0.02mL；100mL容量瓶，A級，最大允許誤差為±0.10mL 。

1.2 方法描述

稱取二氧化鈾試樣0.5g于燒杯中，加入約2mL濃硝酸和4至5滴 過氧化氫，在電爐上加熱溶解，并蒸至近干，加1.5mL3mol/L硝酸溶液。轉入到已用3mol/L硝酸溶液平衡好的色層柱中，用3mol/L硝酸溶液淋洗色層柱，棄去前2mL，用10mL容量瓶接收雜質淋洗液。用ICP光譜儀進行測定。

1.3 數學模型

二氧化鈾中24種雜質元素含量的計算公式為

式中：C—雜質元素的含量，μg/ g；C2—雜質元素的濃度，μg/mL；C0—空白中雜質元素的濃度，μg/mL；V—溶液的體積，mL；m—二氧化鈾的質量，g。

2 測量不確定度的的來源

測量不確定度來源主要包括以下幾個分量：（1） 樣品稱量的不確定度ur(m)；（2） 標準溶液配制的不確定度ur(cs)；（3）樣品淋洗液定容的不確定度ur(V)；（4）重復性測量產生的標準不確定度ur(c)。

3 測量不確定度的分析和評定

3.1 樣品稱量的不確定度分量ur(m)

樣品質量的不確定度來源于天平的不確定度和天平重復稱樣誤差引起的不確定度，天平重復稱樣誤差引起的不確定度分量已包括在測量重復性中，不再重復評定。稱取500mg樣品天平，按證書規定，允差為±0.1mg，按均勻分布處理，其標準不確定度為：

相對標準不確定度ur(m)為：

3.2 標準溶液配制的不確定度分量 u r( c s )

標準溶液配u制 (的c不)確定來自兩個方面，第一由標準貯備溶液引入的不確定度rs0，第二，配制系列混合標準溶液引入的相對不確定度ur(Vs)。

3.2.1 標準貯備溶液引入的相對標準不確定度 u r( c s0)

雜質元素標準儲備液校準證書給出得出其濃度的相對擴展不確定度為0.4%，取k=2，則

3.2.2 配制系列混合標準溶液引入的相對不確定度 u r(V s)

（1）自動取樣器引入的相對不確定分量ur(V1)。移取標準貯備液所用的100-1000μL取樣器最大相對誤差不超過±1.5%mL。按均勻分布考慮，其相對標準不確定度為：

（2）100mL容量瓶引入的相對不確定度ur(V100)

校準引入的標準不確定度u1(V100)

根據GB12806-1996《實驗室單標線容量瓶》規定，100mL容量瓶的最大允許偏差為±0.10mL。按均勻分布考慮，其標準不確定度為：

溫度變化引入的標準不確定度u2(V100)

20℃水的體積膨脹系數為2.1×10-4/℃，在實驗室溫度為（20±5）℃，在95%置信概率下，按正態分布，取k=2，其標準不確定度為：

由上述兩項合成得100mL容量瓶引入的相對不確定度ur(V100)為：

配制系列混合標準溶液引入的相對標準不確定度ur(Vs)為：

標準溶液配制的引入總的不確定度分量為：

3.3 淋洗液體積定容的不確定度分量ur(V)

選用10mL容量瓶接收雜質淋洗液。

10mL容量瓶的最大允許偏差為±0.02mL。按均勻分布考慮，其標準不確定度為：

20℃水的體積膨脹系數為2.1×10-4/℃，實驗室溫度為（20±5）℃，按正態分布計算，取k=2，其標準不確定度為：

上述兩項合成，得淋洗液體積定容引入的相對不確定度ur(V)為：

3.4 重復性測定產生的標準不確定度u(c)

以鋁元素為例，對樣品進行6次重復性測定，結果分別為2.08、2.17、1.96、2.30、1.91、1.80μg/g，平均值為2.04μg/g，標準偏差S=0.18，重復性測定產生的標準不確定度u(c)為：

其相對標準不確定度u(c)r為：

4 合成不確定度

表1 標準不確定度評定匯總表

由于各相對不確定度分量互不相關，所以用方根和求其相對合成不確定度：

5 擴展不確定度

取包含因子k＝2，對應的置信概率為95%，其擴展不確定度()ωu 為：

6 結果報告

依據JJF1059—1999測量不確定度的評定與表示，以鋁元素為例，測量結果可表示為：

7 結語

天然二氧化鈾中雜質元素含量的不確定度評定結果表明，其不確定度來源主要是稱量，標準溶液配制，淋洗液定容，測量重復性等，其中重復性測定對測量結果不確定度貢獻較大。