Файл: Пикаев, А. К. Дозиметрия в радиационной химии.pdf

точки зрения аналогично водным растворам бензола ведут себя и водные растворы бензойной кислоты и их солей. При радиолизе этих растворов возникают о-, Л1- и п-оксибензойпые кислоты [337 —

345]. Кроме того, происходит декарбоксилирование бензойной кислоты.

У. Армстронг и др. [337, 340] применили весьма чувствитель­ ный спектрофотофлуорометрическпй метод определения салици­ ловой кислоты, образующейся при радиолизе водных растворов бензоата кальция. В работе [340] применялся аэрированный 10_ 3 М раствор бензоата кальция (pH ~ 6 ). Определение проводи­

лось сравнением флуоресценции облученного раствора при 400 нм (возбуждение флуоресценции ультрафиолетовым светом с дли­ ной волны 290 нм) с флуоресценцией стандартного раствора сали­ циловой кислоты. Интенсивность флуоресценции не зависит от величины pH при pH [> 6 . Описанным методом можно измерять дозы в диапазоне от 16 до 5-103 рад.

Другой чувствительный метод дозиметрии с помощью беизоатного раствора был разработай А. Даунсом [339]. Он предложил измерять МС02, выделяющуюся при радиационно-химическом разложении С0Н ;,14СООН. Этот метод позволяет определять дозы в диапазоне от 1 0 до 1 0 0 рад.

10.Водные растворы хлорированных углеводородов

исмесп хлорированный углеводород — вода

При облучении хлорированных углеводородов (хлороформ, трихлорэтилен и др.) в индивидуальном состоянии или их вод­ ных растворов выделяется соляная кислота в количествах, пропорциональных дозе. Это интересное свойство указанных си­ стем привлекло вппмаиие многих ученых [346—365] с точки зренпя использования его для дозиметрии.

Такой интерес объясняется тем, что ЫС1 возникает с большим выходом по цепному механизму, а индикаторы, применяющиеся для измерения изменений кислотности вблизи pH 7, характери­ зуются высокой чувствительностью. Поэтому рассматриваемые системы можно использовать для определения очень низких доз.

В чистых веществах могут быть достигнуты высокие значения G(HC1) (до 104 молек./ЮО эв). Поскольку с помощью индикаторов можно обнаружить очень малые концентрации кислоты ( ~ 1 0 - 8ilf),

то, как отмечается в обзоре [51], с их помощью в прииципе можно определять дозы менее 1 рад. Однако показания в этом случае трудновоспроизводимы. Они, кроме того, зависят от мощности дозы и температуры облучения. Поэтому чистые хлорированные угле­ водороды не находят применения в дозиметрической практике. Гораздо лучшую воспроизводимость можно получить путем вве-

178

Буфер находится в верхней водной фазе, а ионол — практически полностью в ниж­ ней тетрахлорэтиленовой фазе.

дения в раствор некоторых ингибиторов цепной реакции (резор­ цина, тиомочевшш и т. п.). Дозиметрическая система при этом становится менее чувствительной к действию излучения, н удов­ летворительная воспроизводимость достигается при определении доз ~ 1 0 —20 рад. Такие системы находят применение как персо­ нальные дозиметры. В обзоре [51] отмечается, что две американ­ ские фирмы «Edgerton, Gerineuli arisen and Grier, Inc.» и «General Dynamics» серийно выпускают персональные дозиметры на ос­ нове хлорированных углеводородов.

Рассматриваемые дозиметрические системы вследствие много­ численных трудностей, возникающих при работе с ними, не ис­ пользуются в радиационной химии. Поэтому здесь дается лишь краткая характеристика их.

В табл. 44 приведены наиболее характерные примеры, показы­ вающие зависимость диапазона измеряемых доз от состава системы [51, 260]. Обычно применяются два типа систем: однофазные (рас­ творы хлорированных углеводородов в воде или органическом растворителе) и двухфазные (хлорсодержащий углеводород, по­ крытый слоем воды). Чаще всего количество химического превра­ щения определяется по изменению окраски кислотно-основного индикатора, введенного в систему. Можно использовать и метод

в данной системе вследствие образования соляной кислоты про­

Выделившийся под легко измеряется обычными аналитическими методами (например, титрованием с раствором тиосульфата).

11.Водные растворы красителей

иих ленкооснованнн

Многие красители в водных растворах имеют высокие значения коэффициентов экстинкции. Поэтому небольшое изменение в кон­ центрации красителя приводит к заметному изменению оптиче­ ской плотности таких растворов, что, очевидно, способствует их возможному использованию в целях дозиметрии. Это обстоя­ тельство привлекло внимание многих исследователей.

Наиболее подробно изучались аэрированные водные растворы метиленового голубого [154, 307, 366—375]. При облучении такие растворы обесцвечиваются. Процесс происходит, в основном, за счет радикалов ОН, поскольку восстановленные формы краси­ теля окисляются кислородом обратно в краситель. По данным М. А. Проскурпина и сотр. [372], начальный выход обесцвечи­ вания равен 1,3 молек./100 эв. При сравнительно больших дозах выход составляет ~ 1 молек. / 1 0 0 эв.

180

Согласно Б. Лафуэите и др. [373], на величину выхода не влияет изменение температуры облучения от 7 до 6 6 ° С. Зави­

симость количества превращения от дозы имеет экспоненциальный характер [374]. Степень разложения сильно зависит от pH. При высоких мощностях дозы выход снижается. Так, пз работы [154] следует, что при мощности дозы ~ 1 0 10 рад/сек выход разложения красителя в 5* 10_ 6 М растворе примерно в 2 —4 раза меньше, чем

можно с помощью этой системы измерять дозы в диапазоне от 1 0 3

до 5 -106 рад. Изменение окраски определяется колориметрическим или спектрофотометрическим методами. При хранении в темноте растворы устойчивы в течение нескольких месяцев. Г. Фрпкке и Э. Харт [51] считают, что аэрированные водные растворы мети­ ленового голубого можно использовать в тех случаях, когда тре­ буются не очень точные измерения.

Для дозиметрических целей предлагались водные растворы и других красителей: метилового оранжевого [376, 377], фено­ лового красного [376], пндигокармпна [378—381], хлорфенолового красного [382], эозина [383], резазурина [375], уранпна S [384], кристаллического фиолетового [170], малахитового зеле­ ного [385], метилового зеленого [385], бромкрезолового зеленого [386], тиопипа [387] и т. д. По данным А. М. Кабакчи и сотр. [376], с помощью растворов метилового оранжевого (выход обесцвечи­ вания равен 1,27 молек./ЮО эв) можно находить дозы от 10—20 до 2 -1 0 4 рад\ применяя растворы фенолового красного (выход

обесцвечивания составляет 0,12 молек./ЮО эв), можно определять

ность использования водных растворов лейкооснованпй триарилметаповых красителей в дозиметрии. В этом случае о величине дозы судят по появлению окраски красителя. Проведенные исследования показали, что наиболее удобным для целей дози­ метрии является раствор, содержащий Ю- 4 моль/л 4,4'-(5-хлор-2- тенилиден)-бкс-(N ,N-диметнлаиилииа), Ю- 4 моль/л соли Мора, 0,1 моль/л NaCl и 7-Ю_ 3 молъ/л соляной кислоты. Концентрация образующегося красителя (выход равен 1 , 1 молек./ЮО эв) про­ порциональна дозе до 2-Ю3 рад. Выход красителя не зависит от

дозы наблюдается послерадиационное обесцвечивание образо­ вавшегося красителя. Ниже 30° С выход мало зависит от темпе­ ратуры. С ростом температуры выход увеличивается.

С помощью рассмотренной системы визуальным наблюдением окраски можно определить дозы порядка 250 рад. Меньшие дозы можно измерить спектрофотометрически по поглощению света при длине волны 633 нм. Нижний предел измерений составляет примерно 20 рад. Крупным недостатком системы является то, что

181