覃波 李吉花 夏占國(guó) 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(cè)量結(jié)果不確定度是表征合理地賦予被測(cè)量值的分散性，與測(cè)量結(jié)果相關(guān)聯(lián) 的參數(shù)[1]。經(jīng)國(guó)家認(rèn)可委認(rèn)證的相關(guān)實(shí)驗(yàn)室，必須提供合理的典型的測(cè)量不確定度的評(píng)定報(bào)告[2]。ICP-AES分析技術(shù)具有檢出限低，測(cè)量動(dòng)態(tài)范圍寬，基體效應(yīng)小，可同時(shí)測(cè)定多種元素，具有快速、準(zhǔn)確的特點(diǎn)[3]。目前，評(píng)定ICP-AES測(cè)定天然二氧化鈾中雜質(zhì)不確定的文獻(xiàn)還未見報(bào)道。本文根據(jù)檢測(cè)分析方法標(biāo)準(zhǔn)，以鋁為代表元素，評(píng)定天然二氧化鈾中雜質(zhì)的測(cè)定過(guò)程中的不確定度，給出結(jié)果表示。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要儀器與試劑

1.1.1：iCAP6000型光譜儀，美國(guó)TJA公司；電子 天 平（誤差 為±0.1mg）；硝酸，電子純；10mL容量瓶，A級(jí)，最大允許誤差為±0.02mL；100mL容量瓶，A級(jí)，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(guò)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(zhuǎn)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(zhì)淋洗液。用ICP光譜儀進(jìn)行測(cè)定。

1.3 數(shù)學(xué)模型

二氧化鈾中24種雜質(zhì)元素含量的計(jì)算公式為

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

2 測(cè)量不確定度的的來(lái)源

測(cè)量不確定度來(lái)源主要包括以下幾個(gè)分量：（1） 樣品稱量的不確定度ur(m)；（2） 標(biāo)準(zhǔn)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(fù)性測(cè)量產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)不確定度ur(c)。

3 測(cè)量不確定度的分析和評(píng)定

3.1 樣品稱量的不確定度分量ur(m)

樣品質(zhì)量的不確定度來(lái)源于天平的不確定度和天平重復(fù)稱樣誤差引起的不確定度，天平重復(fù)稱樣誤差引起的不確定度分量已包括在測(cè)量重復(fù)性中，不再重復(fù)評(píng)定。稱取500mg樣品天平，按證書規(guī)定，允差為±0.1mg，按均勻分布處理，其標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度ur(m)為：

3.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制的不確定度分量 u r( c s )

標(biāo)準(zhǔn)溶液配u制 (的c不)確定來(lái)自兩個(gè)方面，第一由標(biāo)準(zhǔn)貯備溶液引入的不確定度rs0，第二，配制系列混合標(biāo)準(zhǔn)溶液引入的相對(duì)不確定度ur(Vs)。

3.2.1 標(biāo)準(zhǔn)貯備溶液引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度 u r( c s0)

雜質(zhì)元素標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液校準(zhǔn)證書給出得出其濃度的相對(duì)擴(kuò)展不確定度為0.4%，取k=2，則

3.2.2 配制系列混合標(biāo)準(zhǔn)溶液引入的相對(duì)不確定度 u r(V s)

（1）自動(dòng)取樣器引入的相對(duì)不確定分量ur(V1)。移取標(biāo)準(zhǔn)貯備液所用的100-1000μL取樣器最大相對(duì)誤差不超過(guò)±1.5%mL。按均勻分布考慮，其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

（2）100mL容量瓶引入的相對(duì)不確定度ur(V100)

校準(zhǔn)引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u1(V100)

根據(jù)GB12806-1996《實(shí)驗(yàn)室單標(biāo)線容量瓶》規(guī)定，100mL容量瓶的最大允許偏差為±0.10mL。按均勻分布考慮，其標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

溫度變化引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u2(V100)

20℃水的體積膨脹系數(shù)為2.1×10-4/℃，在實(shí)驗(yàn)室溫度為（20±5）℃，在95%置信概率下，按正態(tài)分布，取k=2，其標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

由上述兩項(xiàng)合成得100mL容量瓶引入的相對(duì)不確定度ur(V100)為：

配制系列混合標(biāo)準(zhǔn)溶液引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度ur(Vs)為：

標(biāo)準(zhǔn)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(zhì)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(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

20℃水的體積膨脹系數(shù)為2.1×10-4/℃，實(shí)驗(yàn)室溫度為（20±5）℃，按正態(tài)分布計(jì)算，取k=2，其標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

上述兩項(xiàng)合成，得淋洗液體積定容引入的相對(duì)不確定度ur(V)為：

3.4 重復(fù)性測(cè)定產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(c)

以鋁元素為例，對(duì)樣品進(jìn)行6次重復(fù)性測(cè)定，結(jié)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(biāo)準(zhǔn)偏差S=0.18，重復(fù)性測(cè)定產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(c)為：

其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(c)r為：

4 合成不確定度

表1 標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定匯總表

由于各相對(duì)不確定度分量互不相關(guān)，所以用方根和求其相對(duì)合成不確定度：

5 擴(kuò)展不確定度

取包含因子k＝2，對(duì)應(yīng)的置信概率為95%，其擴(kuò)展不確定度()ωu 為：

6 結(jié)果報(bào)告

依據(jù)JJF1059—1999測(cè)量不確定度的評(píng)定與表示，以鋁元素為例，測(cè)量結(jié)果可表示為：

7 結(jié)語(yǔ)

天然二氧化鈾中雜質(zhì)元素含量的不確定度評(píng)定結(jié)果表明，其不確定度來(lái)源主要是稱量，標(biāo)準(zhǔn)溶液配制，淋洗液定容，測(cè)量重復(fù)性等，其中重復(fù)性測(cè)定對(duì)測(cè)量結(jié)果不確定度貢獻(xiàn)較大。