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

плитке до удаления азотной кислоты и появления тяже­ лых белых паров SO3. З^тем охлаждают колбу и снова добавляют в нее 4 мл раствора KBrO3. Отгонку рутения

ведут при слабом нагревании, но как только весь бромат

разложится и бром перейдет в приемник, нагрев увели­ чивают до появления интенсивных паров SO3. Приемни­

ком служит стаканчик с 10 мл концентрированной HCl,

охлаждаемый проточной водой. По окончании отгонки

приемник отсоединяют от холодильника и ,раствор в ,нем

упаривают до объема около 10 мл. К полученному рас­

твору добавляют 0,1 мл раствора азотнокислого никеля с содержанием 10,0 мг/мл по металлу, и осторожным при­ бавлением 50% NaOH до слабощелочной реакции по

фенолфталеину осаждают гидроокись никеля и рутений.

Раствор разбавляют водой до 40—50 мл во избежание

выпадения солей. Осадок отделяют центрифугированием, дважды промывают 1% раствором NaOH и растворяют в нескольких каплях концентрированной HNO3. Раствор

плитке.

Выход рутения при работе по данной методике доста­

точно стабилен и равен 80⅛10%; добавки неактивного рутения, как правило, не требуется.

Рутениевая фракция может содержать два изотопа:

Ru103 и Ru106. Из-за большой разницы в энергии излуче­

118

фильтров). Абсолютная активность образца определяет­

ся расчетным методом с учетом изотопного состава ру­ тения.

Определение цезия. Кубовый остаток после отгонки

рутения переносят в фарфоровую чашку, колбу опо­

ласкивают дистиллированной, водой дважды по 5 мл и промывные воды также сливают в чашку. Затем содер­

жимое чашки упаривают досуха и растворяют при на­ гревании в 2 мл воды. Для осаждения гидроокисей ред­

ких земель и циркония раствор переносят в центрифуж­

ную пробирку и добавляют 2,5 мг лантана, 2,5 мг церия,

2,5. мг иттрия, 10,0 мг цезия (по металлу) и затем 25%

NH4OH до слабощелочной реакции. Раствору с осадком дают охладиться до комнатной температуры, затем цент­ рифугируют. Осадок промывают 2 мл дистиллированной

воды и растворяют в 1—2 каплях концентрированной соляной кислоты. Этот раствор идет на определение цир­

кония, ниобия и редких земель. Щелочный раствор от осаждения гидроокисей и промывную воду, содержащие

цезий, подкисляют несколькими каплями 98% уксусной

кислоты, затем охлаждают и приливают равный объем

осадителя. Осадитель готовят растворением смеси 4 г Bi2O3 и 20 г KJ в 100 мл концентрированной уксусной

кислоты.

Осадок оставляют на час, затем отделяют от раство­ ра центрифугированием и промывают дважды концент­

рированной уксусной кислотой (по 5 мл). Осадок с по­

мощью капиллярной пипетки и воды переносят на под­

ложку, высушивают под инфракрасной лампой и просчи­

тывают на установке типа Б. Для определения абсолют­

ной активности можно пользоваться эталоном Cs137 —

Ba137 или расчетным методом. Химический выход цезия равен 75±5%. (Определение циркония и ниобия произ­ водится по методике, описанной в настоящей главе.)

Определение суммы редкоземельных элементов. Рас­

твор и промывные воды, полученные от осаждения фениларсоната циркония и содержащие редкоземельные эле­ менты, нагревают до температуры 60—70° и приливают концентрированный NH4OH до выпадения осадка гидро­ окисей. Через 5—10 минут осадок отделяют центрифу­

119

гированием, дважды промывают дистиллированной во­

дой с добавкой 1 капли концентрированного NH4OH (по 2 мл на промывку). Аммиачный раствор и промыв­

ные воды отбрасывают, а осадок гидроокисей раство­

ряют в минимальном объеме концентрированной HCl и

разбавляют дистиллированной водой до кислотности

порядка 0,1—0,2N. Полученный раствор нагревают до

кипения и приливают к нему насыщенный раствор ща­ велевой кислоты. Объем добавляемой кислоты должен

быть равен объему раствора. Для более полного осажде­ ния оксалатов пробирку оставляют на горячей бане на 30 минут, затем вынимают из бани и после охлаждения до комнатной температуры осадок отделяют центрифуги­

рованием и дважды промывают 1 % щавелевой кислотой (по 2 мл на промывку).

К осадку оксалатов добавляют несколько капель концентрированной HNO3, 2—3 капли пергидроля, вы­ держивают пробирки на кипящей водяной бане 20 минут для разрушения оксалата и переносят на подложку для определения активности. Осадок оксалатов можно пере­ носить на подложку и без их разрушения. ¡Выход редко­

земельных элементов обычно довольно стабилен и со­ ставляет 6O±5o∕o, однако через 15—20 анализов выход следует проверять по выходу неактивного церия, который осаждается в виде йодата и определяется объемным колориметрическим методом. Для этого объем раствора,

полученного при растворении оксалата, доводят точно до 1 мл, отбирают на определение выхода носителя 0/2 мл полученного раствора, а 0,8 мл идет на определение

активности.

Изотопный состав редкоземельной фракции можно

определить радиометрическим или химическим методом.

Анализ редкоземельной фракции — определение изо­

топов церия, иттрия и группы лантана. К раствору, по­

лученному после растворения и разрушения оксалатов в

азотной кислоте и пергидроле, добавляют 0,5 мл кон­ центрированной азотной кислоты, 0,5 Мл дистиллирован­

ной воды и 40—50 мг твердого бромноватокислого калия

для окисления церия до четырехвалентного состояния.

Содержимое пробирки перемешивают до полного раство­ рения бромата калия. Затем в пробирку вносят 1 мл

насыщенного раствора йодата калия при непрерывном помешивании и охлаждении в ледяной бане. Выпавший осадок оставляют на 30 мин, затем отделяют от раствора

120

центрифугированием и дважды промывают 0,5% раство­ ром йодата калия в 2% азотной кислоте по 1 мл на про­

мывку. Раствор и промывные воды объединяют и остав­ ляют на определение иттрия и радиоэлементов группы лантана. Осадок переносят на подложку и высушивают

под инфракрасной лампой. Измерение активности образ­ ца производят на установке типа Б-2 с торцовым счет­

чиком спустя 11A—2 ч после выделения церия, что необ­

ходимо для установления радиоактивного равновесия между Ce144 и Pr144. Содержание изотопов Ce144 и Ce141 в

пробе может быть определено методом поглощения ß-из-

бавляют 50% NaOH до выпадения гидроокисей лантана

и иттрия (pH 8—9), отделяют осадок от раствора цент­ рифугированием и дважды промывают горячей дистил­ лированной водой — по 1 мл на промывку. Раствор и промывные воды отбрасывают, а осадок растворяют в

0,5 мл концентрированной HCl. Солянокислый раствор иттрия и лантана выпаривают досуха в центрифужной пробирке, остаток нагревают до исчезновения запаха

HCl. Затем к остатку добавляют 1 мл 50% раствора

углекислого калия, нагревают до растворения и прибав­

ляют 7 мл воды. Раствор с осадком нагревают до темпе­ ратуры, близкой к 100°, не доводя до кипения, при по­ стоянном перемешивании, пока осадок не станет мелко­

кристаллическим, и затем центрифугируют. Осадок двойного карбоната лантана и калия содержит радио­ элементы группы лантана (La, Pr, Nd, Pm, Sm), а раст­ вор — изотопы иттрия. Для более полного отделения

изотопов иттрия производят переосаждение карбона­

та. Для этого осадок растворяют в 0,5 мл концентриро­

ванной HCl, раствор упаривают и нагревают до исчез­

новения запаха HCl. Осаждение производят так же, как описано выше. Осадок двойного карбоната растворяют

в нескольких каплях концентрированной HCl, кипятят для удаления CO2 в течение 5—10 мин, прибавляют 1 мл

воды и концентрированный аммиак до выпадения гидро­ окиси лантана. Осадок гидроокиси лантана промывают 2 мл воды и переносят на подложки для определения

активности. Абсолютную активность определяют с помо­ щью эталона таллия-204. Химический выход лантана —

50%. Для проверки химического выхода промытый оса­ док гидроокись лантана растворяют в минимальном объ­

121

еме концентрированной соляной кислоты (обычно 2—3

капли), разбавляют до 5 мл водой и нагревают до кипе­ ния. К горячему раствору для осаждения оксалата ланта­

на прибавляют при перемешивании 5 мл насыщенного

раствора щавелевой кислоты, оставляют на 10 мин на во­

дяной бане и затем охлаждают до комнатной температу­

ры. Оксалат лантана фильтруют через предварительно взвешенный диск из фильтровальной бумаги и промы­

вают 3 мл воды, 3 порциями по 5 мл этилового спирта и

3 порциями по 5 мл эфира. Диск с осадком помещают в

вакуумный эксикатор и просушивают трехкратным под­ ключением к вакууму в течение 2 мин. Затем фильтр с осадком взвешивают, определяют химический выход лантана и активность образца.

Методом поглощения в алюминиевой фольге можно определить в смеси радиоэлементов группы лантана со­

держание прометия-147.

К раствору после отделения двойных карбонатов

лантана-калия добавляют по каплям концентрирован­ ную HCl до прекращения выделения СО2. Затем вносят 5 мг лантана и осаждают гидроокиси иттрия и лантана

добавлением концентрированного аммиака. Осадок отде­

ляют центрифугированием и промывают 2 раза водой по 2 мл на промывку. Затем осадок растворяют в 0,5 мл концентрированной HCl, раствор выпаривают досуха, остаток нагревают до исчезновения запаха HCl. Для

полной очистки иттрия от изотопов группы лантана про­

изводят осаждение двойного карбоната лантана и

иттрия по описанной выше методике. Осадок двойного

карбоната отделяют от раствора и отбрасывают.

Карбонатный раствор иттрия осторожно подкисляют

концентрированной соляной кислотой и перемешивают до полного удаления СО2. Из раствора осаждают гидро­ окись иттрия прибавлением концентрированного аммиа­ ка, осадок центрифугируют, промывают 2 мл воды и переносят на подложку для определения активности. Эталон - Sr90. Химический выход иттрия — 50%. Содер­ жание изотопов Y90 и Y91 легко определить радиометри­ ческим способом.

Если необходимо проверить химический выход иттрия,

то осадок растворяют в нескольких ¿каплях концентри­

рованной соляной кислоты и производят осаждение и

взвешивание оксалата иттрия так же, как и при опреде­

лении химического выхода лантана.

122