ГОСТ 23862.18-79

ГОСТ 23862.18−79 ネオジム、ガドリニウム及びそれらの酸化物。希土類元素酸化物の不純物測定法（改正第1号付き）

ГОСТ 23862.18−79

グループ В59

国家間規格

ネオジム、ガドリニウム及びそれらの酸化物

希土類元素酸化物の不純物測定法

Neodymium, gadolinium and their oxides. Method of determination of rare-earth element oxides

МКС 77.120.99
ОКСТУ 1709

施行日 1981−01−01

ソ連国家規格委員会による1979年10月19日付決定 N 3989 により、施行日は 1981.01.01 と定められた。

有効期限の制限は、標準化・計量・認証に関する国家間評議会の議事録 N 7−95 により解除された（ИУС 11−95）。

改訂版（改正第1号）、1985年4月承認（ИУС 7−85）。


本規格は、ネオジム、ガドリニウムおよびそれらの酸化物中の希土類元素酸化物の不純物を決定する化学-活性化法を定める。

本法は、試料および比較標準試料を熱中性子流束（1−3）·10中性子/см·s により照射し、その後、比較試料および照射済み試料から抽出クロマトグラフィー法で分離した分画中の不純物元素の放射性同位体の活性を測定することに基づいている。

測定対象の酸化物不純物の質量分率範囲：

1. 一般要求事項

1.1. 分析法の一般要求事項 — ГОСТ 23862.0−79 に従う。

2. 装置、材料および試薬

研究用水-水型原子炉（ТВР 型）で、熱中性子流束（1−3）·10中性子/см·s を有し、熱中性子対速中性子比が 20:1 以上のもの。

半導体ガンマ分光計：マルチチャネルアナライザ、信号増幅ブロック、ゲルマニウム−リチウム半導体検出器を含む。Cs‑137のガンマ線に対するフォトピーク効率は0.8〜1.0%以上（検出器容積20〜30 cm^3以上）。分光計のエネルギー分解能（Cs‑137ガンマ線、0.682 MeV）＝3〜4 keV。 試料および比較標準試料の包装材：すり合わせ栓付きクォーツビュクセル（容量0.5 cm^3）、アルミ箔 995‑A 厚さ0.2〜0.3 mm。 アルミ製ケース（材質：アルミニウム 995‑A）。 鉛製輸送容器（型式 КЛ‑150 または КЛ‑80）。 卓上用容器（型式 КТ）。 放射線および放射性同位体汚染に対する個人防護具は OSP‑72* の要件に従う。 _______________ * 適用される衛生基準 S.P. 2.6.1.799‑99 が有効（以下本文中同様） — データベース作成者注。 鉛レンガおよび鉛入ガラス製遮蔽スクリーン。 校正用スペクトル標準ガンマ線源（ОСГИ）、ГОСТ 8.315‑97 準拠。 ラジオメータ「ТИСС」または同等品。 水ジャケット付きガラスクロマトグラフィーカラム 高さ600 mm。カラム図面は ГОСТ 23862.7‑79 に準拠；カラム No.1 内径16 mm、カラム No.2 内径14 mm。 ガラス蒸発器。蒸発器の図面は ГОСТ 23862.7‑79 に準拠。 恒温槽 TC‑16 または同等品（加熱水温度 (40±2)°C を供給可能）。 微量分析用天秤 SMD‑1000。 電位差計 LPU‑01 または同等品（pH 1〜11 測定用）。 金属製ボールミル（直径210 mm、長さ200 mm、質量4 kg）。 金属球 φ30 mm、25個。 金属ふるい。 温度調節付乾燥器（最高200°C）。 電動ミシンモーター DШС‑2。 水浴。 電気ホットプレート。 酸素用減圧器（レギュレータ）。 圧力計（ГОСТ 2405–88 準拠）1〜4 kgf/cm^2。 ガラス製水流ポンプ（ラボ用、ГОСТ 25336–82 準拠）。 ガラスビーカー。 分液ろうと（容量1000、2000 cm^3）。 ブッフナーろうと φ132 mm。 ブンゼンフラスコ。 ピペット。 ビュレット 容量25 cm^3。 ガラスビュクセル 容量18 cm^3、型式 СВ 24/10。 ガラスキャピラリー 長さ150 mm、引き細部直径1〜1.5 mm。 ガラスシリンダー 容量1000 cm^3、すり合わせ栓付。 メスシリンダー。 三角フラスコ（円錐フラスコ）。 還流用リービッヒ冷却器付きガラスフラスコ 容量1000 cm^3。 容量フラスコ（メスフラスコ）。 プロペラ型ガラス撹拌子。 蒸留装置（フラスコ容量500、1000 cm^3）。 磁器皿 φ210 mm。 ゴム栓。 ポリエチレンフィルム。 汎用指示薬紙（ユニバーサルインジケーターペーパー）。 シリカゲル KSK N2 または N2.5。 ランタン酸化物、プラセオジム酸化物、サマリウム酸化物、ユーロピウム酸化物（純度99.999%以上）。 硫酸銅（五水和物） ГОСТ 4165‑78、0.5 mol/dm^3 溶液。 酸化物換算で1 μg/cm³のランタン、サマリウム、ユーロピウムの標準溶液：各希土類元素の酸化物0.01 g（純度≥99.999%）を濃塩酸3 cm³に溶解し、濃縮して湿性塩にし、これを1 mol/dm³塩酸5 cm³に溶解する。溶液を容量100 cm³のメスフラスコに移し、1 mol/dm³塩酸で目盛りまで希釈する。さらに各溶液から1 cm³を取り、容量100 cm³のメスフラスコに移して1 mol/dm³塩酸で目盛りまで希釈する。 酸化物換算で100 μg/cm³のプラセオジム標準溶液：プラセオジム酸化物0.01 g（純度≥99.999%）を濃塩酸3 cm³に溶解し、濃縮して湿性塩にし、これを1 mol/dm³塩酸5 cm³に溶解する。溶液を容量100 cm³のメスフラスコに移し、1 mol/dm³塩酸で目盛りまで希釈する。 試薬 - 酢酸ナトリウム（ГОСТ 199–78）、化学純、飽和溶液。 - 炭酸ナトリウム（結晶）（ГОСТ 84–76）、化学純、濃度50 g/dm³の溶液。 - 塩化ナトリウム（ГОСТ 4233–77）、濃度100 g/dm³の溶液。 - 水酸化ナトリウム（ГОСТ 4328–77）、化学純。 - 窒素（気体）（ГОСТ 9293–74）またはアルゴン（気体）（ГОСТ 10157–79）。 - アルセナゾ-III、濃度0.2 g/dm³の溶液。 - 塩酸（ГОСТ 14261–77）、化学純または分析用、濃縮。滴定済み溶液：0.1、0.3、0.5、0.8、1.2、7 mol/dm³。 - 硝酸（ГОСТ 4461–77）、化学純、濃縮。 - アンモニア水（ГОСТ 3760–79）。 , х.ч., 濃縮、濃度 50 g/dm^3 の溶液.

過酸化水素 — ГОСТ 10929–76.

ジ（2-エチルヘキシル）リン酸（Д2ЭГФК）、工業用（50–70%）または改良品（95%以上）。

100% の Д2ЭГФК は工業用 Д2ЭГФК（ГОСТ 23862.7−79 の項 3 に従う）または改良品 Д2ЭГФК（同項）から得る。

エチルエーテル。

精留エチルアルコール（工業用） — ГОСТ 18300–87。

ジメチルジクロロシラン。

四塩化炭素 — ГОСТ 20288–74。

ジメチルジクロロシラン、四塩化炭素中溶液（1:4）。

アセトン — ГОСТ 2603–79。

エチレングリコール — ГОСТ 10164–75。

アスコルビン酸、濃度 5 g/dm^3 の溶液（1 mol/dm^3 塩酸中）；使用当日に調製する。

第2節（改訂版、改正 N 1）。

3. 分析の準備

3.1. Д2ЭГФК（工業用または改良品）の精製、シリカゲルの調製、吸着剤の作製、カラムへの充填、カラムの作業準備、抽出クロマトグラフィーカラムの取り扱い法 — ГОСТ 23862.7−79 の第3節に従う。

4. 分析の実施

4.1. ネオジムまたはその酸化物の分析

ランタン酸化物、プラセオジム酸化物、サマリウム酸化物およびユーロピウム酸化物の含有量の決定

不純物の濃縮は、抽出クロマトグラフィーカラム №1 で行う。カラムは吸着剤で充填されている（粒径 0.06–0.07 mm のシリカゲル 25 g ＋ 100% Д2ЭГФК 15 cm^3、吸着剤の空隙容積 40 cm^3）。

金属ネオジムの試料（秤量）0.022 g またはその酸化物 0.025 g を、濃塩酸で前もって煮沸処理し、蒸留水、アルコール、エーテルで洗浄し乾燥した石英クルーシブルに入れる。クルーシブルに蓋をしアルミ箔で包む。灰化除去処理を施したフィルター（「ブルーリボン」）の帯（寸法 5×15 mm）に、それぞれランタン、プラセオジム、サマリウム、ユーロピウムの標準溶液を各一本の帯に 0.1 cm^3 ずつ滴下する（各溶液は別々の帯へ）。各滴下後、帯は電気加熱板上で乾燥させる。乾燥した標準溶液を塗布した帯（比較標本）はそれぞれアルミ箔で個別に包む。

試料と比較標本（ОС）に識別表示を付けて、アセトンまたはエチルアルコールで前もって洗浄した同一のアルミ製ケース（ブロック）に入れ、原子炉内で 20 時間、中性子束密度 1.2×10^13 中性子/(cm^2·s) の流で照射する。照射済み試料および比較標本の輸送は、鉛製輸送容器タイプ КЛ（КЛ-80、КЛ-150）を用い、専用車で行う。

照射した試料を入れた石英容器は、鉛レンガおよび鉛張りガラスからなる遮蔽スクリーンの後方に置く。ピンセットでアルミ箔を取り除き、ふたを開けて、照射済み試料を加熱した7 mol·dm^-3塩酸で溶解する。溶液を毛細管で容量50 cm^3のビーカーに移す。石英容器は加熱した7 mol·dm^-3塩酸で3〜4回洗浄し、洗浄液も毛細管で同じビーカーに移す。溶液をほぼ乾燥するまで蒸発濃縮し、希土類元素の塩化物を2 cm^3の0.1 mol·dm^-3塩酸に溶解して、事前に0.1 mol·dm^-3塩酸で洗浄した抽出クロマトグラフィーカラムN1に通す。カラム操作の手順は ГОСТ 23862.7−79 の第3節による。 試料溶液を入れていたビーカーは5 cm^3の0.1 mol·dm^-3塩酸で洗浄する。洗浄液をカラムに通す。最初の40 cm^3の溶出液（試料量および洗浄液を含む）は目盛り付シリンダー（容量50 cm^3）に回収し、その後の溶出液は容量18 cm^3の容器に5 cm^3ずつ分けて回収する。各分取について、溶液の放射能を半導体ガンマ線スペクトロメータで1〜5分間測定してナトリウム-24の有無を判定する（参照：項4.3）。5分間の測定で検出されない場合は、当該分取中のナトリウム-24がカラムから完全に溶脱したことを示す。 ナトリウム‑24が完全に溶出した後、カラムに0.3 mol/dm³の塩酸を通し、容量100 cm³の計量シリンダーに70 cm³の溶出液を集める（主要ランタン分画）。溶出液は容量18 cm³のビュクサに5 cm³ずつ分取して採取し、各分取についてガンマ分光計で溶液の放射能を1–5分間測定してランタン‑140の有無を判定する。検査中の分取を5分間測定してもランタン‑140が検出されない場合は、カラムから完全に溶出したことを示す。ランタン‑140を含む溶出分取は主要ランタン分画（計量シリンダー）に加え、ガラス蒸発器で体積を10–15 cm³まで濃縮し、容量18 cm³のビュクサに移して体積1 cm³まで濃縮する（ランタン分画）。 ランタンが完全に溶出した後、カラムに0.5 mol/dm³の塩酸を通し、容量100 cm³の計量シリンダーに70 cm³の溶出液を集める（主要プレセオジム・ネオジム分画）。その後、溶出液を容量18 cm³のビュクサに5 cm³ずつ分取して採取し、各分取についてガンマ分光計で1–5分間測定してネオジム‑147およびプロメチウム‑147の有無を判定する。検査はフォトピーク（91 keV）で行う。このフォトピークの二次的な増高は、検査中の分取にプロメチウムが存在することを示す。プロメチウムを含まない溶出分取は主要プレセオジム・ネオジム分画（計量シリンダー）に加え、蒸発器で体積を10–15 cm³まで濃縮し、容量18 cm³のビュクサに移して体積1 cm³まで濃縮する（プレセオジム–ネオジム分画）。 エリュート中にプロメチウムが現れた後、次の150 cm³のエリュートを容量200 cm³のビーカーに採取する。続いてエリュートを容量18 cm³のビュクス（小容器）に5 cm³ずつ分取し、それぞれの分取液についてγ線スペクトロメーターで溶液の放射能を1〜5分間測定してプロメチウムの有無を確認する。プロメチウムを含む分取液はプロメチウムの主要分画に併合し、ОСП-72の規定に従って放射性廃棄物として処分する。 プロメチウムの完全な溶出後、カラムに0.8 mol/dm³の塩酸を通し、70 cm³のエリュートを容量100 cm³のメスシリンダーに採取する（サマリウム‑153の主要分画）。その後、エリュートを容量18 cm³のビュクスに5 cm³ずつ分取し、それぞれをγ線スペクトロメーターで1〜5分間測定してサマリウム‑153の有無を確認する。サマリウム‑153を含む分取液は主要分画（メスシリンダー）に加え、蒸発器で体積を10〜15 cm³まで濃縮し、容量18 cm³のビュクスに移してさらに1 cm³まで濃縮する（サマリウム分画）。 以下はご依頼のロシア語文書の日本語訳です。 その後、カラムに 1.2 mol/dm^3 塩酸を通し、70 cm^3 の溶出液を容量 100 cm^3 のメスシリンダーに集める（ユーロピウムの主分画）。次に溶出液を容量 18 cm^3 のビュクサに 5 cm^3 ずつ分取して入れ、それぞれの分画について半導体ガンマスペクトロメーターで 1–5 分間溶液の放射能を測定し、Eu-152 および（他の）ユーロピウム同位体の有無を判定する。Eu-152 および同位体を含む溶出分画はメスシリンダー中のユーロピウム主分画に加え、蒸発器で体積を 10–15 cm^3 に蒸発濃縮し、容量 18 cm^3 のビュクサに移してさらに 1 cm^3 になるまで蒸発濃縮する（ユーロピウム分画）。 ユーロピウムの完全溶出後、カラムに 300 cm^3 の 7 mol/dm^3 塩酸と 50 cm^3 の 0.1 mol/dm^3 塩酸を順に通す。溶出液は放射性廃棄物として処理する。 照射済み比較試料は、鉛レンガおよび鉛張りガラスの遮蔽のもとでアルミ箔を除去し、それぞれを容量 18 cm^3 のガラスビュクサに入れ、熱濃硝酸 0.5 cm^3 を加え、紙を分解した後で蒸留水 0.5 cm^3 を加える。 ランタン、プレセオジム−ネオジム、サマリウム、ユーロピウムおよび比較試料の分画は半導体ガンマスペクトロメーターで測定する（項 4.3 参照）。 4.2. ガドリニウムまたはその酸化物の分析 ユーロピウム含有量の測定 ユーロピウム分画は抽出クロマトグラフィー用カラム N2 で得る。カラムは担体（シリカゲル 12.5 g、粒径 0.06–0.07 mm と 100% D2EHPA（12.5 g に 7.5 cm^3 を含む）で充填し、担体の空隙容積は 20 cm^3）で満たしてある。 金属ガドリニウムの秤量試料 0.0009 g またはその酸化物 0.001 g を、濃塩酸で事前に煮沸し、蒸留水、エタノール、エーテルで洗浄して乾燥させた石英ビュクサに秤量して入れる。ビュクサに蓋をしてアルミ箔で包む。脱灰したろ紙（「青いリボン」）の 5×15 mm の帯上に標準ユーロピウム溶液を 0.1 cm^3 滴下し、各滴下後にろ紙をホットプレート上で乾燥させる。乾燥後のろ紙（標準溶液を付けたもの）をアルミ箔で包み、比較試料とする。試料と比較片をラベル付けして、アセトンまたはエチルアルコールで洗浄したアルミ製ペナル（ブロック）に入れ、原子炉で 20 時間中性子流（1–3）·10^13 ニュートロン/cm^2·s に照射する。照射試料と比較試料の輸送は OSP-72 の要件に従い、鉛製輸送容器（KL 型、KL-80、KL-150）に入れ、専用車両で行う。 照射済みの試料を石英ビュクサごと鉛レンガおよび鉛張りガラスの遮蔽の後ろに置く。ピンセットでアルミ箔を取り除き蓋を開け、試料を熱い 7 mol/dm^3 塩酸で溶解する。毛管で溶液を 50 cm^3 容量のビーカーに移す。ビュクサを 7 mol/dm^3 塩酸で 3–4 回洗浄し、洗浄液も同じビーカーに毛管で移す。溶液をほぼ乾くまで蒸発し、希土類塩化物を 0.1 mol/dm^3 塩酸 2 cm^3 に溶かして、あらかじめ 0.1 mol/dm^3 塩酸で洗浄しておいた抽出クロマトグラフィーカラム N2 に通す。カラム作業の手順は第 3 節 ГОСТ 23862.7–79 に準じる。 試料を入れていたビーカーは 5 cm^3 の 0.1 mol/dm^3 塩酸で洗浄し、その洗浄液をカラムに通す。最初の 40 cm^3 の溶出液（試料体積と洗浄液を含む）は容量 50 cm^3 のメスシリンダーに集め、その後は容量 18 cm^3 のビュクサに 5 cm^3 ずつ分取して収集し、各分取で半導体ガンマスペクトロメーターを用いて 1–5 分間測定し、Na-24 の有無を判定する。対照分画を 5 分間測定して Na-24 が検出されなければ、ナトリウムは完全にカラムから溶出したと判断する。 Na-24 の完全溶出後、カラムに 1 mol/dm^3 塩酸を通す。40 cm^3 の溶出液は廃棄し、その後は容量 18 cm^3 のビュクサに 3 cm^3 ずつ分取して収集し、各分取で半導体ガンマスペクトロメーターを用いて 1–5 分間測定し、Eu-152 および同位体の有無を判定する。対照分に Eu-152 等が存在する場合、最初の 30 cm^3 の溶出液を容量 100 cm^3 のメスシリンダーに集めてユーロピウムの主分画とする。続いて溶出液を容量 18 cm^3 のビュクサに 3 cm^3 ずつ分取して収集し、各分取で Eu-152 等の有無をガンマスペクトロメーターで測定する。Eu-152 等を含むすべての分取をメスシリンダーの主分画に加え、ガラス蒸発皿で 10–15 cm^3 まで蒸発濃縮し、容量 18 cm^3 のビュクサに移して 1 cm^3 まで濃縮する（ユーロピウム分画）。 さらにカラムに 150 cm^3 の 7 mol/dm^3 塩酸と 25 cm^3 の 0.1 mol/dm^3 塩酸を順次通す。これらの溶出液は廃棄する。 照射した比較試料は、鉛レンガと鉛張りガラスの遮蔽のもとでアルミ箔を取り除き、容量 18 cm^3 のガラスビュクサに入れ、熱濃硝酸 0.5 cm^3 を加え、紙を分解した後で蒸留水 0.5 cm^3 を加える。ユーロピウム分画と比較試料は半導体ガンマスペクトロメーターで測定する（項 4.3 参照）。 4.3. 放射能の測定 測定前にガンマスペクトロメーターのエネルギー校正を OSGI のガンマ放射源標準セットを用いて行う。校正では、検出器からの信号増幅を調整して、解析器の 1 チャンネル当たり 0.8–1 keV が対応するようにする。 管理分画（各分取）については、各分画をガンマスペクトロメーターで 1–5 分間測定し、目的元素の有無を判定する。 管理元素の定量はスペクトル中の主要フォトピークに基づいて行う。具体的には： - ナトリウム：Na-24（1368 keV）による - ランタン：La-140（1596.5 keV）による - プレセオジム：Prasedo（Pr?）-142（1576 keV）による - ネオジム：Nd-147（91 keV）による - プロメチウム：Pm-147（91 keV）による - サマリウム：Sm-153（103 keV）による - ユーロピウム：Eu-152 および他のユーロピウム同位体（122 keV を含む）による 不純物含有量の決定のため、対象元素の分画を比較試料と同一の幾何条件で順次ガンマ分光測定し、測定分画と比較試料のスペクトルにおける主要フォトピークの面積を求める。 プレセオジム−ネオジム分画は検出器から高さ方向に 8 cm の距離で測定し、鉛フィルター 11 mm とアルミニウムフィルター 2 mm を用いる。比較試料も同条件で測定する。 スペクトルにおける主フォトピーク面積（インパルス単位）は、解析器の数学演算ブロックを用いるか、スペクトルを紙に記録した後に図式的に求め、次式により計算する（式中の記号は以下のとおり）： - S — 主フォトピークおよびその下のコンプトン分布によるバックグラウンドの面積（インパルス） - N — 主フォトピークのチャンネル数 - n1, n2 — 主ピークの左右それぞれでバックグラウンド計算に用いるチャンネル数 - k — チャンネル番号（左端あるいは右端のチャンネル番号、インパルス） 主フォトピークのチャンネル数は、左側は隣接するチャンネルとの差が少なくとも 2 インパルス以上となるチャンネル、右側は前のチャンネルとの差が少なくとも 2 インパルス以上となるチャンネルで区切る。 主フォトピーク面積の測定時間は、試料中の不純物の実際の含有量によって 1–100 分の範囲で決定される。測定は、主フォトピークに相当するインパルス数が 1000 に達するまで継続する。主フォトピーク面積が 1000 インパルス/分を超える場合は、溶液を希釈してアリクォートを測定する。 5. 結果の処理 5.1. 試料中の希土類酸化物不純物の質量分率 w (％) は次式で計算する： （式） 式中の各記号は以下の通り： - m — 比較試料中の当該元素酸化物の質量（g） - Sc — 比較試料の主要フォトピーク面積（インパルス） - Ss — 測定された分画の主要フォトピーク面積（インパルス） - m0 — 試料の秤量（酸化物換算）（g） - tc — 比較試料の測定時間（分） - ts — 試料の測定時間（分） 5.2. 2 回の分析結果の不一致（大きい方の結果を小さい方で割った比）は、許容不一致の値 2.5 を超えてはならない。 （注）本文中の単位記号（cm^3、mol/dm^3 など）および同位体表示は、原文の表記に従って翻訳しています。専門用語や器具名（「ビュクサ」等）は原語を音写して記載してありますが、実際の装置名称や実験室の慣習に合わせて適宜読み替えてください。