Файл: Воробьев, А. М. Методы определения радиоактивных веществ в воздухе [практическое пособие].pdf

го содержания аэрозолей в воздухе. При небольшом

содержании аэрозолей необходимо протягивать не ме­ нее 10 м3 воздуха.

Ход анализа. Фильтр после отбора пробы перено­

сят в фарфоровый тигель и сжигают в муфеле при тем­

пературе 500—600° до озоления. После охлаждения Тигля остаток дважды обрабатывают 2 мл смеси 6 M HCl и 0, IM H2C2O4. Жидкость из тигля переносят в

делительную воронку, прибавляют 2 мл октилового

спирта и встряхивают содержимое в течение 1—2 мин.

После полного расслаивания отбрасывают водный

слой, содержащий продукты деления, а органический

для полного удаления циркония и ниобия дважды про­

мывают смесью 6М HCl и 0,IM H2C2O4. Далее реэк-

страгируют протактиний из органического слоя в вод­

ную фазу смесью 8М HCl и 0,5M HF. Выход радиохи­ мически чистого протактиния составляет 90%.

Для определения концентрации протактиния в про­ бе отбирают аликвотные части либо из органического

слоя после промывки, либо из водной фазы после реэк­

стракции, наносят на стальные мишени, высушивают и

просчитывают на установке с торцовым счетчиком. Абсолютную активность пробы определяют путем

сравнения с эталоном из прометия-147.

Вариант II

* Принцип метода. Метод основан на избирательной экстракции протактиния метилизобутилкетоном, диизопропилкарбинолом или диизопропилікетоном из соля­

нокислых растворов. Реэкстракция протактиния из

органической фазы осуществляется смесью фтористо­

водородной и соляной кислот.

Торий, уран и продукты деления, за исключением ниобия, не мешают определению протактиния.

Реактивы и материалы. 1. Органические растворители: метилизобутилкетон, диизопропилкетон или диизопропилкарбинол. Для ра­ боты пригоден любой из названных растворителей.

2.Соляная кислота, 8М.

3.Кислотная смесь, 8М HCl + 0,5M HF.

4.Хлористый алюминий гидрат, AlCl3 ∙ 6H2O.

Ход анализа. Отбор пробы воздуха и обработка фильтра осуществляются так же, как в варианте 1.

60

После охлаждения тигля остаток дважды обраба­

финированную, прибавляют 1 мл одного из названных выше растворителей и встряхивают содержимое в те­

чение 1—2 мин. После полного расслаивания смеси

отбирают пипеткой или капилляром верхний слой. Не­ обходимо следить, чтобы капли водного раствора не попали в органический раствор, содержащий железо и

AiCl2∙6H2O — для связывания фтор-иона и восстанов­

ления экстрагируемости протактиния. Содержимое

встряхивают в течение 2 минут и после расслаивания

смеси переносят органический слой в другую пробир­ ку, а водный отбрасывают. Органический слой, содер­

жащий протактиний, промывают 2 мл 8 M раствора

HCl. Промытый органический слой переносят в третью

пробирку и реэкстрагируют протактиний в водную фа­ зу смесью 8 M раствора HCl и 0,5 M раствора HF. Для получения радиохимически чистого протактиния и для

полной очистки от ниобия необходимо проведение двух циклов. Выход протактиния составляет 92—94%. Для

определенитПсоліичества протактиния, содержащегося в

пробе, отбирают аликвотные части либо из органичес­

кого слоя после промывки, либо из водной фазы после

экстракции, наносят на стальные, мишени, высушивают

учесть, что благодаря легкой гидролизуемости протактиния и боль­ шой склонности к адсорбции все операции в растворах необходимо проводить в’ среде комплексообразователей — плавиковой, щаве­ левой, винной кислот или в присутствии 7—IOM HCI. Хранить про­ бы сточных вод желательно в сосудах из полиэтилена.

Определение протактиния в сточных водах производится сле­ дующим образом: 500 мл пробы сточной воды упаривают до 100 мл, далее добавлением NH3 осаждают гидроокиси примесей (Fe и др.). Осадок, содержащий протактиний и часть продуктов деления, отде­ ляют от раствора центрифугированием и растворяют в 3 мл смеси

0,5M HF и 8М HCl.

61

Раствор переносят в плексигласовую пробирку с притертой ' пробкой, прибавляют равное количество метилизобутилкетона и проводят выделение и очистку протактиния по описанной выше ме­ тодике.

Моющие средства до 0,1 г/л и обычные примеси не мешают оп­ ределению.

УРАН

Уран является основным элементом, используемым для получения атомной энергии. Природный уран со­ стоит из трех изотопов: U234, U235 и U238. Их содержание

в смеси составляет 0,0057, 0,7204 и 99,2739%, а перио­ ды полураспада 2,48×105 лет, 7,13×108 лет и 4,5×109

лет соответственно. Активность природного урана

равна 1520 расп/мин на 1 мг, при этом активность рас­

большого количества энергии и избыточных нейтронов,

содержат несколько десятков других элементов. Поэ­ тому обработка руды заключается в предварительном

концентрировании, извлечении урана в водную фазу и выделении урана из растворов. На различных стадиях

переработки отделяются члены радиоактивных се­ мейств урана: UXi, радий, протактиний, иониц и другие

элементы. Для очистки урана применяются осадитель­

ные, экстракционные и хроматографические методы.

Уран — серебристый блестящий металл с удельным

весом 19,04 г/см3 и температурой плавления 1132°. Ме­

таллический уран получают восстановлением галоге­ нидов четырехвалентного урана металлическим каль­ цием или магнием. Уран является высокореакционно­

62

способным веществом и образует соединения почти со

всеми элементами периодической системы. На воздухе

компактный' металл быстро покрывается черной плен­

кой окиси, а порошкообразный уран пирофорен. Уран

хорошо растворяется в азотной и соляной кислотах.

Практическое значение имеют соединения двух' ва­ лентных состояний урана: сравнительно малоустойчи­

вое + 4 и Устойчивое +6. Шестивалентный уран имеет структуру уранил-иона UO2++. Соединения четырехва­ лентного урана получают восстановлением солей ура­ нила электрохимическими способами или воздействием

лей уранила является способность экстрагироваться из

водных растворов органическими растворителями, что обеспечивает отделение урана почти от всех других элементов. В качестве экстрагентов используются про­ стые и сложные эфиры, трибутилфосфат и другие фос­

форсодержащие »растворители , высокомолекулярные

вторичные и третичные амины (В. Μ. Вдовенко, 1960).

Большое значение имеет гексафторид урана, ис­

пользуемый для разделения изотопов урана. UF6 —

бесцветное соединение, которое при давлении 1 ати

сублимирует при температуре 56,5°. Получают его фто­ рированием ’ тетрафторида фтором или трифторидом

хлора:

UF4 + F2.→ UF6,

UF4 + ClF3 → UF6+ ClF.

Гексафторид урана — химически весьма активное

вещество. На воздухе в присутствии паров воды он

63