ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 15.10.2024
Просмотров: 139
Скачиваний: 0
быстро Запаивали. Затем ампулы нагревали до температуры 200—215° С, что приводило к растворению проб.
Подготовленные таким образом пробы облучали, для фоно вых измерений облучали пустую ампулу. Через две недели вы держивания проводили измерения и из полученных данных рассчитывали содержание иридия в исходном материале. В дальнейшем проанализированный таким образом родий слу жил эталоном и анализ уже проводили без. какой-либо предва рительной химической подготовки.
Ослабление эффекта возмущения происходит при разбавле нии анализируемого материала веществом, слабо поглощающим нейтроны. Для этого можно использовать порошкообразные алюминий, графит и другие вещества [17]. Естественно,^ что и анализируемый материал должен быть в порошкообразной фор ме. Иногда переводят пробу в раствор и производят разбавле ние водой. Хотя гомогенность при этом гарантирована, однако
облучать |
жидкие препараты обычно сложнее, чем твердые. |
Основной |
недостаток методов разбавления — необходимость |
предварительной обработки пробы и добавления разбавителя, что может быть источником нежелательных примесей.
Чтобы ограничить влияние эффекта возмущения на резуль таты анализа, иногда прибегают к облучению пробы такой массы, при которой коэффициент возмущения оказывается бли зок к единице. Обычно в качестве критерия принимают массу пробы, при которой коэффициент /% равен 0,90 или 0,95. Для подобных оценок может быть использован метод, изложенный выше. В работе [109] приведена таблица, в которой сопостав лены, результаты расчета максимальной массы всех элементов, полученных на основе различных предложенных методов.
При использовании сильных поглотителей нейтронов эти ве
личины оказываются |
довольно малыми. |
Например, |
при Ев = |
|
= 0,90 масса сферической |
пробы составляет для золота 2,9 мг, |
|||
для индия 0,29 лгг и |
для |
серебра 1,9 мг. |
Из этих |
примеров |
видно, что стремление ограничить эффект возмущения потока нейтронов за счет применения проб малой массы приводит к понижению концентрированной чувствительности определения.
Когда потеря чувствительности или отбор такой малой на вески нежелательны, можно использовать пробу достаточно больших размеров с экспериментальной оценкой необходимой поправки. Обычно для этого определяют изменение удельной активности макрокомпонента в зависимости от массы пробы, т. е. снимают кривую самоэкранирования. По этой кривой мож но определить попоавку для анализируемых проб.
Например, КЭ. В. Яковлев и Н. Н. Догадкнн [114] при ана лизе индия определили, что удельная активность пробы массой
100 мг |
составляет только 42% удельной |
активности эталона |
(И мкг |
индия). Отсюда для навесок 100 |
мг получается коэф |
фициент 2,4, на который надо умножать активности препаратов
100
определяемых элементов в пробе, прежде чем сравнивать их с активностями эталонов.
Необходимо подчеркнуть, что в этом случае определяется коэффициент самоэкранирования для макрокомпонента, который совпадает с коэффициентами экранирования определяемых ком понентов только при одинаковой зависимости сечений активации макрокомпонента и данного элемента от энергии нейтронов. Поэтому при использовании индия, являющегося сильным по глотителем резонансных нейтронов, этот метод (облучение в обычном потоке с кадмиевым отношением для золота, равным 2—3) может дать значительную погрешность для многих эле ментов. Это связано с тем, что в величину коэффициента само экранирования индия значительный вклад дает коэффициент /р. Однако у определяемых элементов с небольшим резонансным интегралом активации коэффициент /р влияет меньше на коэф фициент экранирования /э. Коэффициент /э при этом в основном определяется ослаблением тепловых нейтронов индием.
Насколько сильно различаются коэффициенты самоэкрани рования в случае Со (/р= 49 барн) и Аи (/р= 1560 барн), мож но видеть из табл. 8 [112]. Сравнение приведенных данных по казывает, что у Со коэффициенты /т и /э очень близки, однако для Аи они сильно различаются.
|
|
|
|
Т а б л и ц а 8 |
Коэффициенты самоэкранирования кобальта и золота |
||||
Проба |
Толщина или |
|
|
|
диаметр, мм |
/т |
h |
|
|
|
|
|||
Кобальтовая фольга |
0 ,0 3 2 |
0 ,9 6 |
0 ,7 3 |
0 ,9 4 |
Кобальтовая проволока |
0 ,1 2 7 |
0 ,8 7 |
0 ,5 5 |
0 ,8 5 |
0 ,2 5 4 |
0 ,9 4 |
0 ,5 5 |
0 ,9 2 |
|
|
0 ,5 0 8 |
0,91 |
0 ,4 7 |
0 ,8 7 |
Золотая фольга |
1,016 |
0 ,8 2 |
0 ,3 7 |
0 ,7 8 5 |
0 ,0 2 5 |
0 ,9 6 |
0 ,4 3 |
0 ,7 7 |
|
|
0,051 |
0 ,9 3 |
0 ,3 4 |
0 ,7 3 |
|
0 ,2 5 4 |
0 ,7 9 |
0 ,1 4 |
0 ,5 6 |
|
0 ,5 0 8 |
0 ,6 8 |
0 ,0 5 |
0 ,4 6 |
Так, для золотой фольги толщиной 0,508 мм использование /э вместо ут при расчете поправочного коэффициента для элемента
с низким резонансным интегралом активации может |
привести |
к завышению конечных результатов в 1,5 раза. |
эффект |
При анализах сильных поглотителей нейтронов |
экранирования в пробе можно сильно уменьшить, если прово дить облучение отфильтрованным потоком нейтронов [115]. Для этого пробу и эталон помещают в пенал, изготовленный из того же вещества, что и материал пробы. Толщина стенок пенала
101
должна быть достаточной для полного удаления той компонен ты потока нейтронов, которая наиболее сильно поглощается веществом пробы. Конечно, эта процедура связана с потерей чувствительности, но выигрыш состоит в надежности результа тов и возможности анализа проб неправильной формы.
Интерферирующие ядерные реакции
В активационном анализе идентификация исследуемого эле мента и его количественное определение предполагают наличие однозначной связи между аналитическим радиоизотопом и ис ходным стабильным изотопом. Иными словами, аналитический радиоизотоп должен возникать только по одной определенной ядерной реакции. Однако в ядерных процессах это условие реализуется не всегда. Возможны случаи, когда один и тот же радиоизотоп образуется в результате различных ядерных реак ций, иногда сочетающихся с процессами радиоактивного рас пада. Эти реакции в отличие от основной получили название интерферирующих (мешающих).
Иногда к интерферирующим реакциям относят также такие, которые приводят к образованию других радиоизотопов, но с тем же зарядом ядра, что и у аналитического радиоизотопа (радиоизотопы одного элемента). Однако в противоположность предшествующему случаю эту помеху обычно можно обнару жить с помощью соответствующих физических методов и учесть.
Интерферирующие реакции могут быть источниками значи тельных погрешностей, зависящих от условий активации. Рас смотрим интерферирующие реакции, которые возможны при облучении потоками тепловых нейтронов, полученных в резуль тате замедления быстрых нейтронов.
Для характеристики величины возможной систематической погрешности, возникающей по интерферирующей ядерной ре акции, применяют коэффициент интерференции, который опреде ляют следующим образом. Обозначим радиоактивные продукты ядерных реакций следующими символами: В — радиоизотоп, образующийся по основной реакции из определяемого элемен та; В* — радиоизотоп, образующийся по интерферирующей
ядерной реакции.
Предположим, что имеем самый неблагоприятный случай и радиоизотопы В и В* идентичны, а звездочка означает только способ образования радиоактивных ядер. Тогда коэффициент интерференции будет равен отношению активностей радиоизо
топов В и В*, образующихся в результате |
облучения равных |
количеств интерферирующего и определяемого элементов: |
|
= |
Н-24) |
102
Иначе говоря, коэффициент интерференции численно равен кажущейся добавке к количеству определяемого элемента, воз никающей вследствие интерферирующей ядерной реакции из равного количества мешающего элемента. Поэтому если изве стно содержание мешающего элемента и определен коэффициент интерференции для данных условий облучения, то легко можно рассчитать необходимую поправку.
Нетрудно видеть также, что величина /и кладет предел чув ствительности определения исследуемого элемента, если ме шающий элемент присутствует во мйого больших количествах.
Когда масса последнего равна 1 г, а |
определяемого элемента |
/и г, то интерферирующая и основная |
реакции дают равный |
вклад в активность образующегося радиоизотопа. Естественно, что минимальное количество определяемого элемента, которое еще может быть достаточно точно определено, будет иметь величину, близкую к /„, хотя чувствительность метода в отсут ствие помехи может быть гораздо выше.
Коэффициент интерференции можно определить эксперимен тально. Для этого определенное количество элемента (0,1 — 1 г),
дающего |
помеху, |
и эталон исследуемого элемента |
облучают |
|
заданное |
время в |
постоянно |
используемой зоне |
облучения. |
Затем определяют |
активности |
аналитического радиоизотопа, |
||
образующегося по основной и интерферирующей ядерным реак циям при пересчете на 1 г исходного элемента. В зависимости от конкретных условий это определение выполняется радиохи мическим или инструментальным методом. Во избежание по
грешности |
проба мешающего элемента не |
должна |
содержать |
в качестве |
примеси определяемый элемент. |
Его |
присутствие |
должно быть проконтролировано каким-либо подходящим спо собом. Выделяются два основных типа интерферирующих ядерных реакций — первого и второго порядка.
Интерферирующие ядерные реакции первого порядка. При облучении тепловыми нейтронами реактора протекает основная реакция ^ лА(п, у)^ А. Однако присутствие в потоке некото
рой доли быстрых нейтронов и жестких у-квантов может выз
вать целый |
ряд интерферирующих ядерных реакций типа: |
1) "+1А(л, |
р )|'А ; 2)^+,3 А(п, а )"А ; 3 )"+1А(л, 2п)м А; |
4) £'+’ А(у, п) f А; б ) ^ 1А (у, p)z А.
Как видно, конечные продукты всех перечисленных реакций совпадают с продуктом основной реакции и поэтому дают до полнительный вклад в активность аналитического радиоизотопа. Правда, третья и четвертая реакции при постоянстве спектраль ного состава излучения особой опасности не представляют, так как протекают на изотопах определяемого элемента. К тому же из-за малых величин сечений этих реакций по сравнению с основной их вклад в активность радиоизотопа ^ А обычно
очень мал.
103