Файл: Баранов, В. И. Радиогеология учебник.pdf

Если измеряют лишь жесткое у-излучение, у-излучеиием урана можно пренебречь и система упрощается:

тивного равновесия. /Сэ м , /СР Р , так же как и отношение Th/U, явля­ ются важнейшими параметрами при количественном определении урана в рудах полевыми у-методами (у-опробование, у-каротаж).

Для анализа урановых руд с ненарушенным радиоактивным равновесием и концентрацией тория, не превышающей кларковую, пользуются измерением по [3-излученшо в слое пробы, соответст­ вующему максимальному пробегу |5-частиц (слое насыщения) (рис. 18).

Во всех других случаях интегральные измерения по одному типу излучения носят качественный характер и используются для разбраковки проб.

Радиохимические методы

Радиохимические методы являются специфическими и наибо­ лее чувствительными методами анализа радиоактивных изотопов.

В качестве примеров рассмотрим некоторые наиболее распро­ страненные в радиогеологии радиохимические методы.

А л ь ф а - с п е к т р а л ь н ы й м е т о д а н а л и з а и з о т о п о в у р а н а и т о р и я

Современные методы исследования «молодых» геологических образований во многих случаях используют изотопы урана и тория

Химическая подготовка образца предусматривает переведение пробы в раствор, выделение урана и тория и радиохимическую очи­ стку каждого из них от других а-излучателей. Ввиду разнообразия природных объектов существует большое число методик выделе­ ния урана и тория, описание которых приводится в специальной

условием является тонкий и равномерный слой осажденного ме­ талла, в котором искажение первоначальных энергий а-частиц за счет рассеяния и поглощения минимально.

Мишени измеряют на многоканальных а-спектрометрах. Ти­ пичные а-спектры природного урана и тория приведены на рис. 13.

47

Идентификацию спектральных линий выполняют методом измере­ ния эталонных мишеней урана и тория. Для определения изотоп­ ных отношений используют отношение суммарного числа импуль­ сов в каждом пике.

Каждая спектрограмма дает отношение изотопов либо урана, либо тория. Чтобы получить отношения изотопов тория к изотопам

.урана, пользуются различными методами. Широко распространен метод абсолютного а-счета с применением трассеров (см. «Метод изотопного разбавления»). Определение суммарных концентраций •урана и тория физико-химическими методами обладает значи­ тельно меньшей точностью. В случае высоких концентраций урана в образце может быть целесообразным анализ урана методом из­

обработка образца проведена по истечении этого срока, можно вычислить содержание урана, сравнивая р-активность образца с эталонной мишенью.

Э м а н а ц и о н н ы й м е т о д о п р е д е л е н и я и з о т о п о в р а д и я

Метод основан на выделении изотопов радия из образца и из­ мерении суммарного а-излучения их продуктов распада — изото­

большим периодам полураспада они быстро приходят в равновесие со своими материнскими продуктами и могут быть легко использо­ ваны для их определения. Изотопы радона являются единствен­ ными радиоактивными газами в рядах распада, что облегчает их выделение и идентификацию. Для того чтобы полностью выделить газообразные продукты из твердого образца, необходимо перевести в раствор либо весь образец, либо содержащиеся в нем изотопы радия. Последний случай имеет место в силикатных породах. Для

48

где MsThI и RaTh — содержания MsThI и RaTh в растворе в еди­

шенным радиоактивным равновесием в ряду тория. Измерения АсХ и Ас по актинону выполняют крайне редко.

Методика измерения торона заключается в следующем (см. рис. 19). Через барботер с раствором продувают воздух, который захватывает постоянно образующийся торон и переносит его через измерительную камеру. Скорость продувания воздуха подбирают экспериментально, находя скорость, при которой наблюдается максимальная а-активность в камере. Перед камерой помещают дополнительный объем для распада более короткоживущего акти­ нона. До начала работы через образец продувают воздух, чтобы

торона и .актинона (без дополнительного объема) и торона (с до­ полнительным объемом). Содержание материнских продуктов определяют относительным методом, сравнивая а-активность про­ бы и эталонного раствора.

Эталоном для измерений по торону служит раствор равновес­ ной соли тория. Результаты чаще выражают в единицах равно­ весного тория. При измерениях актинона используют эталонные растворы бесториевой урановой смолки, выражая результаты в единицах равновесного урана.

Измерение радона. Для определения наиболее долгоживущего изотопа радона барботер запаивают и выдерживают в течение вре­

накопления зависит от активности пробы. По истечении времени накопления барботер через осушитель соединяют с измерительной камерой, из которой предварительно был откачен воздух. Обламы­ вают концы барботера, и радон вместе с атмосферным воздухом заполняет камеру (см. рис. 20).

Измерения проводят относительным методом, используя в ка­ честве эталона раствор соли радия с содержанием Ю - 1 0 — 10 - 9 г Ra. Прибор эталонируют периодически, рассчитывая коэффициент эта­ лонирования / по формуле

50