Файл: Рачинский, В. В. Курс основ атомной техники в сельском хозяйстве учебное пособие.pdf

рассчитана таким образом, чтобы согласно НРБ—69 мощность дозы на расстоянии 0,1 м от поверхности контейнера не пре­ вышала 0,1 мр/ч (см. примечания к табл. 5.5).

Свинец выбран потому, что он имеет большую плотность и вследствие этого габариты контейнеров сравнительно невелики.

Аппаратура, в которую помещают закрытые источники иони­ зирующего излучения, должна быть так сконструирована, чтобы источник излучения находился в надежной защите, обеспечи­ вающей герметизацию источника и допустимую мощность дозы излучения на поверхности аппаратуры.

Вслучае необходимости проведения каких-либо манипуляций

систочниками излучения работа с ними осуществляется за защитными экранами. Толщину защитных экранов рассчиты­

вают на основе законов поглощения ионизирующих излучений (см. гл. 1). В справочниках по дозиметрии приведены таблицы толщин защитных экранов из разных материалов, обеспечи­ вающих радиационную безопасность, в зависимости от мощ­ ности дозы и энергии излучения.

человеком — защита расстоянием. Как видно из формулы (5.15), доза излучения обратно пропорциональна квадрату рас­ стояния от источника. Для работы с источниками излучения на расстоянии пользуются специальными дистанционными инстру­ ментами-— «механическими руками», манипуляторами, щип­ цами, захватами и т. п.

Третий способ защиты от внешнего излучения — уменьшение времени работы с источниками излучения. Методика работы с источниками излучения должна быть построена таким обра­ зом, чтобы по возможности свести к минимуму время работы с ними. Согласно формуле (5.15), доза излучения пропорцио­ нальна времени. Мощность дозы от источника постоянной актив­ ности или интенсивности не зависит от времени. Однако на­ помним, что, согласно правилам техники радиационной безопас­ ности, при работе с источниками ионизирующего излучения в течение всего рабочего времени в условиях соблюдения ПДД опасности для здоровья человека нет. Поэтому уменьшение вре­ мени работы с источниками излучения следует рассматривать как пожелание, а не обязательное требование. Персонал может работать с источниками ионизирующих излучений при соблюде­ нии ПДД в течение всего рабочего дня и всей рабочей недели,, планируя свою деятельность таким образом, чтобы доза, полу­ чаемая за квартал, не превышала 3 бэр, а за год — 5 бэр

(см. табл. 5.3).

На производстве и в лабораториях при работе с источниками ионизирующих излучений должны быть обеспечены надежные условия их хранения, исключающие доступ к источникам посто­ ронних лиц. В особых случаях должна быть предусмотрена

157

Г л а в а 6

П Р И М Е Н Е Н И Е Р А Д И О Х И М И Ч Е С К И Х И Я Д Е Р Н О Ф И З И Ч Е С К И Х М Е Т О Д О В В Х И М И Ч Е С К О М А Н А Л И З Е

§ 1. РАДИОХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ АНАЛИЗА

Основными преимуществами радиохимических методов ана­ лиза являются их высокая чувствительность по сравнению с обычными методами химического анализа, меньший расход ре­ активов и времени на производство анализа, возможность про­ ведения анализа с необходимой точностью, а также возможность определения отдельных компонентов в присутствии других ве­ ществ без их отделения.

Сущность всех радиохимических методов анализа сводится к введению радиоактивного изотопа-индикатора в исследуемую систему и последующему радиометрическому определению ак­ тивности отдельных фаз или компонентов системы.

При работе с естественными радиоактивными элементами их содержание рассчитывают на основе данных радиометрического измерения активности. Здесь мы остановимся на кратком опи­ сании лишь некоторых основных радиохимических методов ана­ лиза.

Анализ содержания химических элементов с помощью осадителей, меченных радиоактивными изотопами-индикаторами.

При количественном анализе применяют реагенты, образующие с определяемым элементом труднорастворимые осадки. На оп­ ределении количества осадка, подготовку его к взвешиванию и взвешивание расходуется значительное время. Задача установ­ ления содержания элемента радиохимическим методом реша­ ется относительно просто. В раствор, содержащий реагент, вво­ дят в избытке реагент-осадитель, меченный радиоактивным изо­ топом-индикатором. Концентрация и удельная активность ме­ ченого элемента в реагенте-осадителе должны быть известны.

После осаждения и установления равновесия в системе оп­ ределяют массу реагента в равновесном растворе, измеряя его активность. Массу прореагировавшего реагента-осадителя рас­ считывают следующим образом:

160

удельная активность меченого элемента в составе осадителя;

исходного раствора осадителя; Vv — объем равновесного ра­ створа.

Зная массу прореагировавшего осадителя и химический со­ став осадка, можно рассчитать искомую массу элемента. На­ пример, если осаждение элемента с помощью реагента-осади­ теля происходит в эквивалентных количествах, то масса опреде­ ляемого иона в грамм-эквивалентах будет равна массе реаген­ та-осадителя в грамм-эквивалентах.

Рассмотренную методику можно, например, использовать в агрохимическом анализе для определения Са, Sr, Ва, Fe, Zn и других элементов осаждением их фосфатом, меченным изото­ пом фосфора 32Р. Соосаждение других элементов, которые мо­ гут присутствовать в смеси, не влияет на результаты анализа. Содержание калия в растворе можно определить осаждением калия в виде гексанитрокобальтиата Кз[Со(ГчЮ 3) 6]. Для этого используют раствор Со (N6 )3 ) 2 с кобальтом, меченным изотопом

60Со.

Радиохимический контроль потерь элемента при гетероген­ ных процессах его выделения из смесей. В химическом анализе,

в частности анализе сельскохозяйственных объектов (удобре­ ний, почв, растительных экстрактов и т. п.), для выделения, концентрирования анализируемых элементов часто применяют процессы гетерогенного распределения веществ между различ­ ными фазами: однократное осаждение, многократное переосаждение, соосаждение, экстракцию несмешивающимися жидкими фазами, использование адсорбентов и т. д. Из теории гетеро­ генного распределения в статических условиях (статика распре­ деления) следует, что при гетерогенном распределении в стати­ ческих условиях вещества распределяются между фазами гете­ рогенной системы в определенных соотношениях концентраций (изотермы распределения). Какой бы избирательностью погло­ щения не обладала та или иная фаза, переход вещества в эту фазу не может быть абсолютно полным, часть вещества оста­ ется в другой фазе. Таким образом, при использовании статиче­ ских методов гетерогенного распределения для разделения ве­ ществ неизбежны их потери. Контроль этих потерь — довольно трудная аналитическая задача. Ее решение облегчается ис­ пользованием метода радиоактивных индикаторов. В раствор, содержащий какой-то элемент в смеси с другими компонентами, вводят радиоактивный изотоп-индикатор этого элемента. Жела­ тельно вводить изотоп-индикатор без носителя или с пренебре­ жимо малым количеством носителя, а когда это невозможно,