Файл: Мюллер Г. Специальные методы анализа стабильных изотопов.pdf

тического пучка пропускаются через монокристалл меди. Далее нейтронный пучок путем коллимирования кадмиевой фольгой делится на два, один из которых поступает непосредственно на детектор нейтронов, а другой пропускается через трубку с ана­ лизируемым образцом. Поскольку влияние быстрых нейтронов устраняется легко, а воздух не мешает измерениям, то аппара­ тура работает исключительно надежно. Единственным парамет­ ром, который необходимо довольно строго контролировать, является давление анализируемого образца в поглощающей трубке. В работе [116] анализ изотопного состава гелия прово­ дился при давлении 150 ±0,05 мм рт. ст. Продолжительность измерений составляла 45 мин, расход пробы на анализ ~ 3 0 см3 при нормальных условиях, относительная погрешность ± 1 %.

С помощью активационного анализа в работе [117] исследо­ вались природные вариации относительной распространенности редкого изотопа 48Са. Среднее содержание 48Са в природных

объектах составляет 0,18 ат.%. Предварительно анализируемые образцы подвергались химической очистке от сопутствующих элементов путем ионного обмена. Полнота выделения кальция при этом контролировалась путем добавки к пробе радиоактив­ ного изотопа 4Г,Са. В результате активации пробы нейтронами

в изотоп 49Ті. Бета-активность образцов измерялась после спада активности 49Са. В анализируемые пробы перед облучением вво­

дили в качестве внутреннего стандарта определенное количество европия, что позволяло контролировать плотность нейтронного потока при облучении по реакции

По результатам измерений обогащение извести, применяемой для производства зубной пасты, равно 0,5% 48Са. Погрешность

определения была не больше ±1/3 указанного значения. Сум­ марное содержание кальция в анализируемой пробе опреде­ ляли путем комплексометрического титрования со спектрофото­ метрический контролем конечной точки титрования [118].

С целью избежать последней процедуры в работе [119] пред­ ложено содержание 48Са определять путем двойного радиометри­ ческого измерения. Такая необходимость возникает, в частности, при изучении обмена веществ в живых организмах, для кото­ рого и была разработана данная методика. Методика основана на применении в качестве метки изотопа 48Са. Аналитическая

задача в данном случае сводилась к определению концентрации 48Са и суммарного содержания изотопов 43Са и 44Са как меры общего количества кальция в исследуемом образце. Пробу акти­ вировали в пучке протонов, получаемом от ускорителя

299

Ван-де-Граафа. При этом в результате (р, и)-реакций из ука­ занных изотопов кальция образуются изобарные радиоактивные изотопы 43’44Sc и 48Sc, которые распадаются с периодами полу­

распада 4 и 44 ч соответственно. Регистрация у-спектров этих изотопов позволяет определить содержание 48Са в исходном образце при относительном стандартном отклонении получаемых результатов ±2,7% . Недостатком такой методики является слишком большой период полураспада 48Sc.

Продолжительность анализа можно уменьшить до 1 ч, как это было показано в следующей работе тех же авторов [1 2 0 ],

если регистрировать в процессе активации мгновенное излучение нейтронов с помощью нейтронного время-пролетного спектро­ метра. При этом относительное стандартное отклонение при определении концентрации 43Са равно ±4,3% в интервале кон­ центраций 0,145—2 ат.% 43Са, а 48С а— ±5,8% для интервала

содержаний этого изотопа 0,18— 1,2 ат.%.

Имеются и более ранние работы по изотопному анализу каль­ ция активационным методом [121 —123].

Метод активационного анализа применялся также для изуче­ ния вариаций в относительном содержании изотопов 68Zn/64Zn

при геохимических исследованиях некоторых минералов, содер­ жащих цинк в крайне незначительных количествах [124]. Скольнибудь заметных флуктуаций изотопного состава цинка в таких минералах не обнаружено. Изотопный состав определяли по фотопикам продуктов активации — изотопов 64Zn и 69Zn. Столь

же безуспешной оказалась попытка обнаружить фракционирова­ ние изотопов брома в каменных метеоритах [125]. Разброс полу­ ченных результатов находился в пределах погрешности изме­ рений ± 2 %.

Методы у-спектрометрии позволяют с высокой чувствитель­ ностью определять изотопный состав примесей стронция. Мето­

При обогащении образцов до 84 ат.% 86Sr граница обнаружения равна 3 -10 - 1 0 г-атом [126]. Однако при анализе таких малых

количеств весьма существенным может быть влияние посторон­ них примесей, образующих в процессе активации радиоактивные изотопы. Кроме того, сечение захвата нейтронов на 86Sr меньше (0,4 барн), чем для изотопа 84Sr (1,2 барн). Поэтому концентра­ ции стронция более целесообразно измерять по изотопу 84Siy тем более что его содержание в природном стронции много меньше, чем изотопа 86Sr. Так, в работе [127] граница обнаруже­ ния равна ~ 1 нг или 10- 1 1 г-атом 84Sr. Измерения содержания.

300

Исследованию изотопного состава тория (232Th/230Th) в метео­

ритах посвящена работа Рона [128]. Изотопный состав тория определялся после его предварительного отделения от урана на ионообменных смолах. Активность изотопа 230Th измерялась регистрацией а-чаетиц (см. также [76]). Для определения содер­ жания изотопа 232Th пробу облучали в реакторе и затем изме­ ряли ß-активность изотопа 233Th. При определении содержания

примесей тория довольно часто измеряют активность долго­ живущего изотопа 233Ра, который является продуктом распада 232Th. Предварительно протактиний отделяют от сопутствующих

радиохимических примесей [129].

Из других работ, посвященных вопросам изотопного анализа методами радиометрии, следует указать на примеры определе­ ния изотопного состава бария, ртути и свинца [130], а также гафния, осмия, вольфрама, рутения и брома [131]*.

9.Gwinn V. P. Proc. Third UN Intern. Conf. Peaceful Uses At. En. Geneva,

10.Chleck D. Ziegler C. A. Radioisotopes Phys. Sei. Ind., Proc. Conf. Co­

15.Smales A. A. Atomics, 1953, v. 4. p. 55.

16.Plumb R. C„ Lewis J. E. Nucleonics, 19o5 v. 13, p. 42

17.Racovic 1W„ Martincova Z. Atompraxis, 1966, v. 12, p.

301

19.Лобанов Е. М., Новиков А. П. Радиационные эффекты в конденсирован­ ных средах. М., Изд-во АН СССР, 1964, с. 145.

24.Chadwick J., Goidhaber M. Nature, 1934, v. 134, p. 237.

25.Haigh С. P. Nature, 1958, v. 172, p. 359.

26.Haigh С. P. Radioisotope Conf. Oxford, 1954, v. II, p. 101, Butterworths London, 1954.

38.Плаксин И. H., Джемардьян Ю. А., Малышева Н. Е., Старчик Л. П„

«Радиохимия», 1967, т. 9, с. 501.

39.Herr W. Z. Naturf., 1953, В. 8а, S. 305.

45.Winchester J. W., Bate L. C., Leddicotte G. W. US Report No. CF—59—- 7—127, 1959.

46.Born H. J., Aumann D. C. Naturwiss., 1964, B. 51, S. 159.

47.Amie! S., Weiwart Y. Analyt. Chem., 1963, v. 35,p. 566.

48.Amiel S., Peisach M. Analyt. Chem., 1963, v. 35,p. 323.

p.1.

56.Mohnke M. Kernenergie, 1962, В. 5, S. 436.

302

60. Thompon В. А. Analyt. Chem., 1961, v. 33, p. 583.

61 Fleckenstein A., Gerlach E., Jahnke J-, Marnier P. Naturwiss., 1959, B. 46r

S.365.

62.Ballczo H., Schiffner H. Z. anal. Chem., 1956, B. 152, S. 3.

P 431

66.Boyer P. D., Graves D. J.. Snelter C. H., Dempsey M. E. Analyt. Chem.,

68.Fogeistrom I., Holm-Nansen 0„ Tolbert В., Calvin IW. Int. J. Appl. Rad. Isotopes, 1957, v. 2. p. 280.

69.Лемберг И. X., Гиршин А. Б., Гусинский Г. М. «Заводская лаборато­

84Cameron A. E. T1D-5213, 1955, p. 131.

85.Voss F. S. T1D-7531, 1957, Pt. I p. 130

86.Macklin R. L., Lykins J. H. J. Chem. Phys. 1951, v. 19, p. 844.

89Amiel S. Israel J. Chem., 1963, v. 1, p. 306; Israel AEC Report IA-621,

90Mackintosh W. D„ Jervis R. E. AECL-481 (1957); AECL-483 (1957); CRDC-711.

100.Bretscher E., Martin E. B. BDDA-115 (BR-425), 19 .

101.Kinsey В. B„ Cohen S. J. BDDA-44 (ВД 472)’ 1943'

102.Kienberger C. A., Greene R. G. K-299, 1949.

303