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Licensed Unlicensed Requires Authentication Published by De Gruyter May 20, 2013

Rapid determination of strontium radionuclides in plants, fodder and foodstuffs

Die schnelle Bestimmung von Strontiumradionukliden in Pflanzen, Futter- und Nahrungsmitteln
  • D. Tait , G. Haase , R. Hartmann and M. Jelinski
From the journal Kerntechnik

Abstract

The fission yield, the transfer factors in the food chain and the dose coefficient are large for the nuclear fission product Sr-90. The surveillance of Sr-90 in the food chain is therefore important in precautionary radiation protection and in assessing the radiation dose to the public especially after a nuclear incident. Prior to analysis, as it is a pure β-emitter, Sr must be separated from the sample by procedures which, for complex organic samples, are lengthy, laborious and dependent on operator skill. Ubiquitous natural radionuclides and short-lived fission products in samples contaminated with fresh fallout may interfere. Here we describe a fast, reproducible and effficient method for extracting Sr from grass, clover, maize, wholemeal rye, baby food, and total diet. The method depends on obtaining an ash free of traces of organic interferences. Sr may be separated from a dilute nitric acid leachate of such ash with a solution of dicyclohexyl-18-crown-6 in chloroform. Interfering radionuclides are removed with a special manganese (IV) oxide (active, precipitated from Merck). Sr is precipitated as carbonate then dispersed in a cocktail for liquid scintillation spectrometry. This allows simultaneous counting of Sr-89 (a short-lived β-emitter in fresh fallout) and Sr-90. The chemical yields of Sr determined with the gamma-emitting Sr-85 tracer are reproducible and greater than 75 % in all cases. The sample ashing requires 18 h and the extraction 4.0 to 4.5 h. Thus, a duplicate analysis may be completed within 2 days of receipt of the sample.

Kurzfassung

Die Spaltausbeute, die Transferfaktoren in die Nahrungskette und der Dosisfaktor des Spaltprodukts Sr-90 sind relativ groß. Daher ist die Überwachung der Sr-90-Aktivität in der Nahrungskette eine wichtige Maßnahme beim vorsorgenden Strahlenschutz und bei der Ermittlung der Strahlenexposition der Bevölkerung nach einem nuklearen Ereignis. Da Sr-90 ein reiner β-Strahler ist, erfordert die Analyse die zeitaufwändige und arbeitsintensive Abtrennung des Sr aus der Probe durch erfahrenes Laborpersonal. Die Analyse wird durch ubiquitäre natürliche Radionuklide und, nach nuklearen Ereignissen, kurzlebige Spaltprodukte gestört. Hier wird eine schnelle, reproduzierbare und effiziente Methode für die Abtrennung des Sr aus Gras, Klee, Mais, Roggen, Babynahrung und Gesamtnahrung beschrieben. Als Ausgangsmaterial ist eine von organischen Resten freie Asche der Probe erforderlich. Das Sr wird aus einem salpetersauren Extrakt der Asche mit dem Kronenether Dicyclohexyl-18-Krone-6 in Chloroform radiochemisch abgetrennt. Eventuell störende Radionuklide werden durch Kontakt mit einer speziellen Form des Mangan(IV)oxids (aktiv, gefällt, von der Fa. Merck) entfernt. Sr wird als Strontiumcarbonat gefällt, dann in einem Flüssigszintillationscocktail dispergiert. Die anschließende Messung mit Flüssigkeitsszintillationsspektrometrie ermöglicht (gegebenenfalls) die simultane Bestimmung des Sr-89 – eines kurzlebigen β-Strahlers im frischem Fallout – und Sr-90. Die mit Hilfe des gammastrahlenden Tracers Sr-85 ermittelten chemischen Ausbeuten des Sr sind reproduzierbar und betragen bei allen Probenarten mindestens 75 %. Die Dauer der Probenveraschung sowie der radiochemischen Abtrennung betragen 18 Stunden bzw. 4,0 bis 4,5 Stunden. Daher kann mit diesem Verfahren eine Doppelanalyse innerhalb von 2 Tagen nach der Annahme der Probe durchgeführt werden.

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Received: 2007-6-4
Published Online: 2013-05-20
Published in Print: 2007-08-01

© 2007, Carl Hanser Verlag, München

Downloaded on 28.3.2024 from https://www.degruyter.com/document/doi/10.3139/124.100342/pdf
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