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

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 19.10.2024

Просмотров: 82

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

s

C

Et

З

«

о

S

о

Cl

Cfi

H

©

H Q

О

S

CJ

5 Cfi ci

со

Cfi

Ci

X

©

Cu

≡S

О

X

S

1Z

3

«с:

О

ς

E

О

{-

ю

со

OI

CS

е? 4>

Et

CS

о

н

>>

<

о

а

с

X

Ξ

о

Í-

©

о

S

о

S X

«

а.

«j

О

и

CC

Bt

о

L-

со

Ct

о

C-

*

S

а

© SB

и

et

ко

©

а

оз

J3

к

©

Et

У

О

в

о

F-

O

СО

 

ч"

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/

18,24

 

 

 

 

 

 

 

9,2

 

 

 

46,16

19,93

I

'

 

 

о CSJ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Tf

о

 

 

 

 

 

 

 

 

CSI

 

τf OO —

CM

О Tf

оо

 

 

CM

 

со

 

СО

OO

CSJ

 

OO О QO

Tf О

о

 

 

СП

 

 

со

•т

 

»• »

г.

»

».

».

 

 

».

 

».

 

».

».

CSi

 

СО Tf О

 

О СО

о

 

 

I

 

о

 

Tf

CD

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ІЛ

 

СО

 

00 N- СО

г-

СО Tf

CSJ

 

 

Tf — СО CM

о

OO CM `

о

 

OO О со

CM CSJ

о

 

 

Tf — — CM

Т—I

OO О OO

»

 

»

» »

».

» ».

»

 

 

».

» ».

»

»

»

». »

о О OO Ю Tf

■f — о

 

 

О о О CD

о о о —

 

 

 

 

CSi

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CM

 

 

 

τf QO СП • 00

 

 

CO

 

со

n- n- 4f N-

со

OJ

СЛ

N-

 

Ct N Tf 000

 

Ю

 

ІЛ CM

CM

— — СМ О СО

іл

CO. О со τf СО

 

см о CSj

 

 

О 00 00 .τf

О ЇЛ О О СО

О*

СО

О

—I СО -T

CSJ

τf Tf О

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

_

 

 

 

 

■*

 

 

 

 

 

 

 

 

СО

CSJ

Ol N- N-

CM Ю СО 00

I LO

 

LO

CS) LO

N- СО CM

 

O4Et1

— О О 4Et CM

ООООСОО OO

CSl->00

OOTfOON

 

СО

О OCOCO OOOCSJO ξX)

.......................................................-

4EtCOO

-lO4EtO-lCSJiO-O

^

' '

 

 

 

 

 

 

 

о

—'

 

— —

 

-4EtO

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

00

CM

о

 

LO

 

CD

о

 

 

CSJ

OO

о

о о

іл

—Ч 00 00

 

у СО

 

CM

о V іл

CD CD CD

CD

Ю OO Tf 000 о

О 4Et

о

о

А CM CM

о CD

CD CM О

00

ООО OCSJ4Et4EtO4Et

о о

 

».

іЛ

 

 

». »

».

іл »

OO - о — OON- о’

o'o'

о о

- CD о CD 00 Tf О О

- О

 

 

со

 

 

 

 

τf

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Tf

LO

 

Tt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

I

 

I

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

I

N-

I

 

 

 

 

 

О

 

 

 

 

 

 

CD

О

О

 

CM

ю

 

 

 

 

CM

00 CD

CD

.—

— LO CD

СО

 

— LO CD со

у

X / О o V

о

СО

Tf Ю — VCD N- LO — 00

СО О

CD

А

\

» ^ ʌeo

о

о

CM CD СО

A τf о

 

lo О

О CM

CD

N-

OO о О со CD

 

о

— Lθ^ О’ N-

. . . V .

OO

»

».

»

» »

». CD

 

 

-О О О СО О

О іл

LO

 

00 LO

о

 

 

 

 

о

 

 

 

 

 

 

 

LI-

 

LO

 

 

 

 

 

LO

 

 

 

 

 

 

LO

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

о

о

о

о’

к

LO

о’

LO

'I

о

N-

О

СО OO о

о

 

X

О

'~,

— LO О

 

0 — 0

X ю_

 

X o^ o^ о’

О Tf

 

 

Tf

 

 

 

H

 

ɔs

 

CU

х X Ä

 

CD

Ä X 3* X

Ч Tf

Ч

 

ю et

OO

co^ 00 LO

ІЛ N- CD^ о

CM

CD LO CD СО — CD 4f

Tt

CSJ

 

О CD

 

— о

I

 

 

 

CD

— СО

N-

о

о

Х§

о —

.—^co

CM

о о

X

о’

о' о’

,-l ——

о’

о* о’

 

 

Tf

 

 

 

о

 

 

 

 

 

 

 

W

к

 

к

 

 

 

X

X

 

¾ X к

 

 

et

eŋ Et

X et

F-

 

 

Et

X

CD

X

 

 

О О LO X

OO N-

00 CM et B4

t ol°. со

U а О СО -CM

ч

 

 

і і <

N-

-о - о CM О СО СО СО ∞ N- _;cD

CM 00 N- CM CM ю со — τf СО СО -CM- — см’

Cl

со і—I

I—<

÷ со

Ol

w

£ ≡ ≡ - S 5

 

О) со

SU

—1 —I -H √1 тЧ >-(

 

Я ев Я ⅛ t> u<

OZcxI

H^x О CQ -J U U CU



используются при выделении и очистке цезия из смеси

продуктов деления, известны хлорат — CsClO4, хлорпла­

тинат — Cs2PtCl6, висмутиодид — Cs3Bi2U, фосфоро-

вольфрамат — CsH4[P (W2O7)6] ∏ кобальтнитрит —

Cs2NafCo(NO2)6]. Большие трудности возникают при отделении цезия от калия, содержащего естественно­

радиоактивный изотоп К40 (Krtil е. а., 1965).

Характерными представителями второй группы, пе­ риодической системы являются изотопы стронция и ба­

рия. При делении образуются

изотопы Sr89 с Т1/2 =

= 50,5 дня її Eß = 1,46 Мэв, Sr90

с Tι∕2 = 28 лет и Ep =

0,61 Мэв и несколько других короткоживущих изотопов стронция, Ba140 с Tι∕2 = 12,8 дня и Ep = 1,02 Аіэв. Гидро­

окиси, хлориды и нитраты этих элементов являются хорошорастворимыми соединениями. Малорастворимыми

соединениями, которые широко используются в аналити­

ческой практике, являются карбонаты и сульфаты

(Grouch, Cook, 1956).

При осаждении сульфатов бария и стронция необхо­ димо присутствие в растворе удерживающих носителей,

иначе соосаждение других радиоизотопов будет весьма значительным. Например, осаждение Ce144 на SrSO4 без

удерживающего носителя — 95%, а в присутствии по­

следнего 2—3%. Для определения изотопов Sr и Ba

используется их осаждение в виде нитратов^ дымящей

азотной кислотой. Хроматографические методы на ка­

тионитах с использованием в качестве элюента ацетата

и осаждение хромата бария применяют для разделения

стронция и бария. Весьма многочисленны методы опре­ деления Sr90 по дочернему Y90 путем отделения послед­

него методами осаждения или экстракции. Изотопы

стронция, и бария весьма радиотоксичны, при попадании

в организм они откладываются в костях, из которых очейь медленно выводятся.

При делении урана образуется значительное количе­ ство радиоактивных изотопов иттрия и редких земель.’

Достаточно указать, что как после акта деления, так и

при выдержке продуктов деления до 3 лет количество редких земель составляет 50—70%. Из 6 изотопов иттрия с массовыми числами от 90 до 95 наибольшее значение

имеют Y90 с Ti/г = 64,3 ч и

Eß =2,18 Мэв и Y91

с

Tι∕2 =

= 58 дней и Eß = 1,55 Мэв.

Наибольшее значение среди

изотопов лантаноидов имеют La,140 с Ті/2 = 40 ч

и

E β =

110

4


= 1,32

(70%), 1,67

(20%), 2,26

(10%);

Ce141

c TiZ2 -

= 33,1

дня и Eß =0,57 Мэв (25%)

и 0,43

Мэв

(75%),

Ce144-Pr144 с Tι∕2-285 дней — 17,5

минуты и Eß

=0,3—

2,3 Мэв, Pr143 с Tiz2

= 13,7 дня и

=0,92 Мэв,

Nd147 с

Т1/2 = 11,3 дня и

Ез

= 0,83 (60%), Pm с Ті/2 = 2,66 года

и Eß =0,223 Мэв.

Редкоземельные элементы составляют

одно семейство лантаноидов с очень близкими химиче­ скими свойствами. Их разделение в трехвалентном со­

стоянии возможно только хроматографическим методом, электрофорезом или многоступенчатой экстракцией. Хло­ риды, нитраты и сульфаты редких земель хорошо раство­ римы. Гидроокиси, оксалаты, фториды не растворимы в

воде, что используется для выделения и очистки редких земель от других продуктов деления. В отличие от всех редкоземельных элементов ион церия может существо­

вать в четырехвалентном состоянии, в котором он может

'быть легко отделен от других лантаноидов осаждением йодата церия или экстракцией.

Из изотопов циркония и ниобия, образующихся при делении, наибольшее значение имеют Zr95 с Tι∕2=65 дней

и Eß =0,364 Мэв (54%), 0,396 (43%) и Nb95 с Tι∕2= = 35 дней и Eß =0,16 Мэв. Цирконий и ниобий характе­

ризуются чрезвычайной склонностью к гидролизу. В ней­

тральных и даже кислых растворах ионы циркония и ниобия полимеризуются и образуют радиоколлоиды и

выпадают в осадок. Полимеры нерастворимы даже в

крепких минеральных кислотах. Поэтому при хранении

растворов Zr95 — Nb95 необходимо присутствие комплек­ сообразователей: щавелевой, фтористоводородной кислот или комплексонов (трилон Б и др.). Выделение Zr95 из* смеси продуктов деления основано на образовании труд­ норастворимых соединений — гидроокиси, фосфата, фениларсоната, миндалята, купфероната и фторцирконата

бария из кислых растворов. Применяются также хро­ матографические и экстракционные методы. Для

выделения іNb95 используются, специфическое осаждение

Nb2Os из кислых растворов, сорбция на осадке MnO2,

экстракция трибутилфосфатом и карбийолами, сорбция

на анионитах.

Из изотопов

рутения, образующихся при делении,

наибольшее значение имеют Pu с

Ті/2 = 40 дней и Eß =

= 0,217 Мэв и

Ru106 с дочерним

Rh106 с Tι∕2 = I

1 год и

/

Ill

 


ЗО секунд и E- =0,039 и 3,53 Мэв соответственно. Ме­

тоды выделения изотопов рутения основаны на летучести

НиОд из сернокислых или фосфорнокислых растворов в присутствии окислителей, осаждении металлического ру­ тения или его сульфида и экстракции органическими

растворителями (Э. А. Москалькова, 1960).

Помимо процесса деления, радиоэлементы образуют­

ся при взаимодействии нейтронов,

дейтроновT, протонов,

 

Распро­

 

 

 

 

абли ц а ' 7

Ми­

Реак­

Образую­

Сечение

Тип рас­

Период

странен­

шень

ность изо­

ция

щийся

актива­

пада

полурас­

 

топа, %

 

изотоп

ции, σ

-- - ------- V 1 1

пада

 

по ядрам

 

 

 

 

 

Fe58

0,31

П,

I

Fe59

 

2,5

Fe'4

.5,84

 

-Z

Fe55

 

2,2

П,

I

 

CF>0

4,4

 

•у

Cpi

 

16,3

П,

I

 

 

 

 

-z

 

 

 

M∏55

100

П,

7

Mn50

 

13,2

Cog9

100

П,

-z

Со60

 

37,0

 

 

 

 

 

 

Ni58

67,76 `

П,

7

■ Ni59

 

4,2

Ni62

3,66

П,

7

Nies

 

15,0

NF4

1,16

П,

і

NK-

 

2,0‘

Ca40

96,97

 

-Z

Ca41

 

0,22

П,

і

 

 

 

 

-Z

 

 

 

Ca44

2,06

п,

•V

Ca45

 

0,63

Cl3*

75,4

п,

7

Cl39

 

0,3

рзі

100

п,

•7

рЗ-2

 

0,19

S34

4,22

П,

7

sɜɔ

 

0,26

Na23

100

Р,

-z

Na24

 

0,49

і

 

порог

 

100

 

 

Na24

 

Al27

п,

■ α

 

2,44 Мэв

S35

95,0

п,

 

 

 

порог

7.

P 32

 

1,02 Мэв

 

 

 

 

 

 

Znf4

48,9

п,

Vі

Zu65

 

0,5

Znc8

18,6

п,

-√

Zu69

...

1,1

Cu63

69,1

п,

7

Cug4

4,3

Cu09

30,9

п,

7

Cligg

 

2,1

ß“

Э. 3.*

,Э. 3.

β^

β~

Э.З .

β~

β~

э.з. β~

β~

rJ —

Ij

β-

β- '

ß“

ß" (98,5%) 3.3.(1,5%)

ß~ Э.з. (43%)

β+(19%)

β~(38%) 3І і

45 сут.

2,9 года

28 сут

2,6 ч.

5,2 года

7,5χ IO4 лет

85 лет

2,6 ч

1, 1Х IO5 лет

152 сут

3,1X 10’ лет

14,3 сут

87,1 сут

45 ч

15 ч

14,3 сут

245 сут

51 мин

13 мин

51 мин

* Э. 3. — электронный захват.

112