铀-234

铀的同位素

铀-234，元素符号234U，半衰期为2.455E+05a，主要来源于天然存在的放射性核素、核燃料循环产生的“三废”排出物、核电厂事故排放物等。

名称及毒性分组

（1）中文名称：铀-234

（2）英文名称：Uranium-234

（3）元素符号：234U

（4）原子序数：92

（5）质量数：234.041

（6）毒性分组：极毒组

（7）半衰期：2.455E+05a

主要来源

（1）天然存在的放射性核素，是238U的衰变子体。

（2）核燃料循环产生的“三废”排出物。

（3）核电厂事故排放物。

监测方法

微量铀的测定可用比色、分光光度、极谱、荧光、恒电流库仑法等分析方法。常量铀的测定可用重量法、容量法等。

（1）测量方法。

①重量法。重量法是将铀以氢氧化物、UO4·H2O或适当的盐类或重铀酸铵形式沉淀，然后灼烧成U3O8进行称重。也可以利用有机试剂如8-羟基喹啉、亚硝酸β萘酚等沉淀六价铀；用草酸或有机试剂如铜铁试剂等沉淀四价铀。UO4·4H2O沉淀法的优点是选择性好。

②容量法。容量法是利用铀的氧化还原性质，将溶液中的铀还原为四价，然后用标准氧化剂进行滴定。常用的还原剂有Zn-Hg、Fe2+、Ti3+等。常用的氧化剂有KMnO、KCrO、Ce(SO4)2、NH4VO3等。

③分光光度法。分光光度法的灵敏度比容量法的高，适宜于测定低含量样品，也适用于有机溶液中铀含量的测定。常用的方法有偶氮胂Ⅲ法、氮磷偶氮Ⅲ法、Br-PADAP和PAR法等。食品或生物样品灰用硝酸和高氯酸浸取，溶液经磷酸盐沉淀浓集铀和钍，在盐析剂硝酸铝存在下以N235从硝酸溶液中同时萃取铀和钍。N235是一种混合三烷基（主要辛基）叔胺，其性质与三正辛胺相似。首先用8mol/L盐酸溶液反萃取钍，经反萃取钍后的有机相用0.2mol/L硝酸溶液反萃取铀。用锌粒还原铀为正四价后，以铀试剂Ⅲ显色进行分光光度测定铀。

④荧光法。荧光法是测定铀的最灵敏的方法。微量铀与NaF熔融后，在紫外光作用下熔体能发荧光，这种根据熔体的荧光强弱测量铀含量的方法称为固定荧光法。固定荧光法的灵敏度可达10−10g。近年来发展了激光诱发磷光法测量溶液中微量铀的新技术，测量的灵敏度可达0.05×10−9。

⑤激光液体荧光法。利用UO22+离子与荧光增强剂生成具有很高荧光效率的稳定络合物，在氮激光器发射的波长为337.1nm的单色光照射下，发出波长为500nm、522nm和546nm的黄绿色荧光，其荧光强度与样品中的铀含量在一定范围内成正比，利用激光铀分析仪进行测定。激光荧光法已发展成为测定环境样品中微量铀的一种新技术，它一般不需对铀进行预分离浓集即可直接测定，具有快速、简便、选择性好和灵敏度高等优点。近年来我国带紫外光源的微量铀分析仪已投入使用，其操作方法与激光液体荧光法类似，但使用寿命较长，有逐步取代激光液体荧光法的趋势。

（2）样品中铀的测定。

①环境和生物样品中铀的测定。环境和生物样品中的铀含量很低，需要灵敏度高的监测方法，如分光光度法、固体荧光法、激光荧光法、X射线荧光法、缓发中子法、中子活化法和裂变径迹法等。目前采用较多的是分光光度法、固体荧光法和激光荧光法。分光光度法基于U4+和UO22+离子与显色剂生成有色的化合物，其吸光度与铀含量成正比的原理，常用的显色剂有桑色素、偶氮胂Ⅲ、Br-PADAP[2（-5-溴代-2吡啶基偶氮）-5-二乙胺基苯酚和偶氮氯膦Ⅲ等。此方法最低可探测限一般为0.5×10−9。固体荧光法的原理是UO22+与氟化钠在适宜温度下熔融制成熔珠并在一定波长的紫外线照射下产生荧光，其强度与铀含量成正比，这种方法最低可探测限一般为0.5×10−9。激光荧光法利用氮激发器（波长337nm）作为激发UO22+荧光的光源并通过测定荧光强度来测定样品中铀的浓度。为了增强UO22+的荧光，需要往样品中加入荧光增强剂，此方法的特点是灵敏、快速，可以大大简化分离程序。

②空气、水、尿和生物样品中铀的荧光法测定。样品经过预处理后，用磷酸三丁酯（TBP）萃取纯化，最后用固体荧光法测定铀。该方法对空气样的回收率为95%左右，精密度±6%，最低可探测限为2.0×10−3µg/m3。对于水和尿样的最低可探测限为0.05～100µg/L，回收率大于90%，精密度小于±15%。对于生物样品测量范围为5×10−9～1×10−5gU，回收率大于90%，精密度为±6%。水中微量铀的测定还可在pH=5.0的条件下用活性炭吸附水中铀，并以碳酸铵解吸，然后用固体荧光法测定铀含量。应用范围：0.1～200µgU/L，回收率大于80%，精密度小于±15%。

③排放废水中铀的分光光度法测定：在酸性介质中，铀酰离子与硫氰酸根离子生成的络合物被磷酸三丁酯（TBP）萃取后，用铀试剂Ⅲ反萃取，然后用分光光度法测定。排放废水中铀的测定范围为2～100µg/L，回收率大于90%，精密度为±10%。

（3）人体内污染检测方法：尿样放化分离α谱测量，典型探测限10mBq/L；粪样放化分离α谱测量，典型探测限10mBq。

用途

（1）早期用作化工和陶瓷工业中的着色剂（黄色颜料）。

（2）反应堆和原子弹的燃料。

（3）钢铁的冶炼和荧光玻璃。

（4）利用天然物质中234U/238U比值估价地下水的前景、研究铀同位素比值变化与地震关系、寻找铀矿床、测定某些天然物质的年龄、研究铀及其同位素在海洋环境的地球化学行为及海洋沉积物。

环境中的迁移

铀在生物圈中的迁移性较差，尽管如此，植物对土壤中铀的摄取程度比钍高。据文献报道，植物/土壤铀的浓度比为10−4～1。个别多年生植物对铀有较大的浓集能力，浓度水平可超过100×10−6。显而易见，植物对土壤中铀的利用性不仅取决于植物的品种，更重要的是可能与土壤的化学性质有关，这些因素将导致植物对土壤中铀的摄取有较大的波动范围。据对水域和陆地生态系统的一项综合性研究表明，各种生物体中都可监测出铀的存在，一般的规律是，随着生物链的营养级的提高，铀的浓度不断下降。据报道，海洋生物对铀的浓集系数在10～400。

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