天然二氧化铀中银等二十四种杂质元素的测定ICP-AES法不确定度评定

覃波 李吉花 夏占国 刘炳亮 胡亚莉 米文光 杨小晶

中核四〇四有限公司第三分公司 甘肃兰州 732850

测量结果不确定度是表征合理地赋予被测量值的分散性，与测量结果相关联 的参数[1]。经国家认可委认证的相关实验室，必须提供合理的典型的测量不确定度的评定报告[2]。ICP-AES分析技术具有检出限低，测量动态范围宽，基体效应小，可同时测定多种元素，具有快速、准确的特点[3]。目前，评定ICP-AES测定天然二氧化铀中杂质不确定的文献还未见报道。本文根据检测分析方法标准，以铝为代表元素，评定天然二氧化铀中杂质的测定过程中的不确定度，给出结果表示。

1 实验部分

1.1 主要仪器与试剂

1.1.1：iCAP6000型光谱仪，美国TJA公司；电子 天 平（误差 为±0.1mg）；硝酸，电子纯；10mL容量瓶，A级，最大允许误差为±0.02mL；100mL容量瓶，A级，最大允许误差为±0.10mL 。

1.2 方法描述

称取二氧化铀试样0.5g于烧杯中，加入约2mL浓硝酸和4至5滴 过氧化氢，在电炉上加热溶解，并蒸至近干，加1.5mL3mol/L硝酸溶液。转入到已用3mol/L硝酸溶液平衡好的色层柱中，用3mol/L硝酸溶液淋洗色层柱，弃去前2mL，用10mL容量瓶接收杂质淋洗液。用ICP光谱仪进行测定。

1.3 数学模型

二氧化铀中24种杂质元素含量的计算公式为

式中：C—杂质元素的含量，μg/ g；C2—杂质元素的浓度，μg/mL；C0—空白中杂质元素的浓度，μg/mL；V—溶液的体积，mL；m—二氧化铀的质量，g。

2 测量不确定度的的来源

测量不确定度来源主要包括以下几个分量：（1） 样品称量的不确定度ur(m)；（2） 标准溶液配制的不确定度ur(cs)；（3）样品淋洗液定容的不确定度ur(V)；（4）重复性测量产生的标准不确定度ur(c)。

3 测量不确定度的分析和评定

3.1 样品称量的不确定度分量ur(m)

样品质量的不确定度来源于天平的不确定度和天平重复称样误差引起的不确定度，天平重复称样误差引起的不确定度分量已包括在测量重复性中，不再重复评定。称取500mg样品天平，按证书规定，允差为±0.1mg，按均匀分布处理，其标准不确定度为：

相对标准不确定度ur(m)为：

3.2 标准溶液配制的不确定度分量 u r( c s )

标准溶液配u制 (的c不)确定来自两个方面，第一由标准贮备溶液引入的不确定度rs0，第二，配制系列混合标准溶液引入的相对不确定度ur(Vs)。

3.2.1 标准贮备溶液引入的相对标准不确定度 u r( c s0)

杂质元素标准储备液校准证书给出得出其浓度的相对扩展不确定度为0.4%，取k=2，则

3.2.2 配制系列混合标准溶液引入的相对不确定度 u r(V s)

（1）自动取样器引入的相对不确定分量ur(V1)。移取标准贮备液所用的100-1000μL取样器最大相对误差不超过±1.5%mL。按均匀分布考虑，其相对标准不确定度为：

（2）100mL容量瓶引入的相对不确定度ur(V100)

校准引入的标准不确定度u1(V100)

根据GB12806-1996《实验室单标线容量瓶》规定，100mL容量瓶的最大允许偏差为±0.10mL。按均匀分布考虑，其标准不确定度为：

温度变化引入的标准不确定度u2(V100)

20℃水的体积膨胀系数为2.1×10-4/℃，在实验室温度为（20±5）℃，在95%置信概率下，按正态分布，取k=2，其标准不确定度为：

由上述两项合成得100mL容量瓶引入的相对不确定度ur(V100)为：

配制系列混合标准溶液引入的相对标准不确定度ur(Vs)为：

标准溶液配制的引入总的不确定度分量为：

3.3 淋洗液体积定容的不确定度分量ur(V)

选用10mL容量瓶接收杂质淋洗液。

10mL容量瓶的最大允许偏差为±0.02mL。按均匀分布考虑，其标准不确定度为：

20℃水的体积膨胀系数为2.1×10-4/℃，实验室温度为（20±5）℃，按正态分布计算，取k=2，其标准不确定度为：

上述两项合成，得淋洗液体积定容引入的相对不确定度ur(V)为：

3.4 重复性测定产生的标准不确定度u(c)

以铝元素为例，对样品进行6次重复性测定，结果分别为2.08、2.17、1.96、2.30、1.91、1.80μg/g，平均值为2.04μg/g，标准偏差S=0.18，重复性测定产生的标准不确定度u(c)为：

其相对标准不确定度u(c)r为：

4 合成不确定度

表1 标准不确定度评定汇总表

由于各相对不确定度分量互不相关，所以用方根和求其相对合成不确定度：

5 扩展不确定度

取包含因子k＝2，对应的置信概率为95%，其扩展不确定度()ωu 为：

6 结果报告

依据JJF1059—1999测量不确定度的评定与表示，以铝元素为例，测量结果可表示为：

7 结语

天然二氧化铀中杂质元素含量的不确定度评定结果表明，其不确定度来源主要是称量，标准溶液配制，淋洗液定容，测量重复性等，其中重复性测定对测量结果不确定度贡献较大。