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

Определение стронция и бария

Принцип метода. Метод основан на осаждении изо­

топов стронция и бария с носителем — азотнокислым

стронцием дымящей азотной кислоты уд. веса 1,50— 1,51 без определения выхода носителя. Барий отделяется

2.Кислота азотная, 6N раствор.

3.Кислота азотная, дымящая (уд. вес 1,5).

4.Метаксилол.

5.Кислота уксусная, 6N раствор.

6.Калий хромовокислый, 1,5М раствор.

7.Углекислый аммоний, 20% раствор.

8.Универсальная индикаторная бумага.

Отбор пробы. Воздух, содержащий радиоактивные

аэрозоли, протягивают через фильтр АФА-ХП-18 или другой марки со скоростью 100 л/мин. Общий объем за­ висит от содержания аэрозолей в воздухе.

Ход анализа. Фильтр с активными аэрозолями, осво­ божденный от бумажного кольца, переносят в делитель­

ную воронку на 15—20 мл, туда же добавляют 5 мл кси­ лола для растворения фильтра. После растворения фильт­ ра производят экстракцию строения 6N азотной кисло­

той дважды по 1 мл. К 2 мл азотнокислого раствора на холоду добавляют носители: стронций азотнокислый

барий хлористый, лантан азотнокислый по 0,3 мл каж­

дого и осаждают нитраты стронция и бария дымящей азотной кислотой (4—5 мл). Осадок с раствором выдер­

живают на холоду в течение 20—30 минут для укрупне­ ния осадка, затем отделяют центрифугированием, про­

мывают дважды по 1 мл дымящей азотной кислотой,

после .чего высушивают при температуре 150—170° до

полного удаления следов азотной кислоты. Сухие соли

нитратов стронция и бария растворяют в 1 мл дистилли­

рованной воды, к раствору добавляют 6N уксусную кис­ лоту до установления pH 5 и осаждают хромат бария путем добавления 1—2 мл 1,5М раствора хромовокислого

калия.

123

Осадок отделяют от раствора центрифугированием,

дважды промывают дистиллированной водой, каждый

раз по 0,5 мл. Осадок хромата бария растворяют в не­

скольких каплях 6N азотной кислоты и переносят на под­

ложку для счета. В фильтрате и промывных водах опре­ деляют радиостронций, для чего раствор упаривают до

минимального объема и стронций осаждают 20% раст­

вором углекислого аммония. Осадок отделяют от раство­

ра, промывают дистиллированной водой, растворяют в 3—4 каплях 6N азотной кислоты и наносят на подложку

для счета. Если заведомо известно, что аэрозоли не со­ держат радиобария, то производят только нитратное

осаждение.

Изотопный состав стронциевой фракции (содержание изотопов Sr89, Sr90) можно определить путем анализа

кривой поглощения в алюминии. Однако этот метод не­

достаточно точен и пригоден при содержании стронция порядка нескольких тысяч ß распадов в минуту. В том

случае, когда требуется точное определение содержания изотопов Sr89 и Sr90, измерение активности производится

Отсюда легко вычислить активность Sr89 и Sr90. Измере­

ние проводится путем сравнения с эталоном.

Расчет содержания стронция в воздухе производится обычным методом с учетом химического выхода строн­ ция.

Определение циркония и ниобия

Принцип метода. Метод основан на совместном осаж­

дении циркония и ниобия с фениларсонатом циркония с последующей идентификацией отдельных радиоэлемен­

тов физическим методом или химическим разделением.

Разделение циркония и ниобия осуществляется путем

экстракции ниобия бутиловым спиртом в виде комплекс­

ного соединения с роданистым калием.

Реактивы и материалы. 1. Азотная кислота концентрированная.

10 мг/мл по металлу.

5. Лантан хлористый, 17,7 мг LaCl3 в 1 мл или 10 мг/мл по металлу.

124

му).

8. Промывная жидкость, 1 % раствор фениларсоновой кислоты в 10% растворе HCl (по объему).

9.Хлористый аммоний NH4Cl, 1% раствор.

10.Аммиак концентрированный.

Отбор пробы. Отбор пробы воздуха производится на

фильтры Петрянова по общепринятой методике. Объем прокачиваемого воздуха определяется содержанием

радиоактивных аэрозолей.

Ход анализа. Разрушение фильтра и перевод радио­

элементов в раствор производятся так же, как и в слу­

чае определения аэрозолей плутония.

После обработки фильтра тигель промывают 3 мл

горячей 2N соляной кислоты, растворы переносят в цен­ трифужную пробирку на 10 мл, туда же добавляют

0,06 мл раствора хлористого циркония и 0,03 мл хлори­

стого лантана и тщательно перемешивают. В случае

определения циркония из одной пробы с другими радио­ элементами раствор, полученный после отделения цезия,

разбавляют 2N соляной кислотой до 3 мл. Пробирку

нагревают на водяной бане до температуры 60—70° и

приливают 1 мл фениларсоновой кислоты. Для коагуля­ ции осадка пробирку оставляют в бане на 5 мин, затем вынимают и после охлаждения до комнатной температу­

ры раствор отделяют от осадка центрифугированием и

отбрасывают1. Осадок фениларсоната циркония (ниобия)

дважды обрабатывают промывным раствором по 2 мл

на каждую промывку, промывные воды также отбрасы­

вают. Для превращения фениларсоната в гидроокись

осадок тщательно взбалтывают с 1 мл 20% едкого натра,

нагревают в течение 10 мин, центрифугируют и дважды промывают горячим 1% раствором хлористого аммония. Если заведомо можно ожидать, что содержание цирко­

ния и ниобия'составляет менее 10% от суммы всех про­ дуктов деления, то осадок растворяют в нескольких кап­

лях концентрированной соляной кислоты, прибавляют

2N соляную кислоту до объема 3 мл и вновь переосаж-

дают фениларсонат циркония с последующим превраще­ нием его в гидроокись. Химический выход циркония и ниобия равен 97%. Далее возможны два метода иденти­ фикации циркония и ниобия.

1 Пли отправляют на определение редкоземельных элементов.

125

Физический метод идентификации Zr95 и Nb95 в их

смеси. Осадок гидроокиси циркония (ниобия) раство­

ряют в 2—3 каплях концентрированной азотной кислоты

и с помощью капилляра равномерно переносят на под­

ложку из нержавеющей стали. Затем гіодложку подсу-

, шпвают под инфракрасной лампой, прокаливают на электроплитке в течение 5 минут и помещают под тор­ цовый счетчик БФЛ. Снимают начальный участок кри­ вой поглощения с алюминиевыми фильтрами толщиной

примерно 2, 4, 6 и 8 мг/см2. Экстраполяцией к нулевой толщине поглотителя определяют поправку на поглоще­

ние в воздухе и окна счетчика и, следовательно, относи­

тельную суммарную активность циркония и ниобия. Затем под окно счетчика помещают алюминиевый фильтр

толщиной 25 мг/см2 и определяют активность образца.

Полученная величина соответствует относительной ак­

тивности чистого циркония, уменьшенной благодаря

поглощению ß-частиц в фильтре, окне счетчика и воз­ душном зазоре между подложкой, препарата и окном. Исходя из параметров счетной установки и толщины

фильтра, определяют относительную активность чистого циркония. Разность между экстраполированной и полу­

ченной величиной дает относительную активность ниобия,

его уменьшение из-за конечных размеров препарата, на обратное рассеяние ß-излучения от подложки, само-

поглощение и саморассеяние ß-излучения в препарате) и

определяют абсолютные активности циркония и ниобия.

Идентификация Zr95 и Nb95 физическим методом дает хороший результат при сравнительно больших активно­ стях препарата — не менее 10 000—15 000 ß-частиц в

минуту. Результаты определения ниобия чаще всего за­ нижаются на 10—20%.

Метод экстракции ниобия в виде роданидного комп­ лекса. Метод основан на получении комплекса ниобия,

который в отличие от циркониевого устойчив в 6—7N

соляной кислоте и легко переходит в органический раст­ воритель.

Для разделения циркония и ниобия этим методом в

дополнение к реактивам, указанным выше, необходимы:

1)роданид калия, 20% водный раствор;

2)бутиловый спирт.

126

3) соляная кислота, 9N раствор.

Полученную гидроокись циркония растворяют в 1 мл

9N соляной кислоты и переносят в делительную воронку

на 10 мл. Туда же добавляют 0,5 мл раствора роданида

калия, 1,5 мл бутанола и содержимое энергично встря­ хивают в течение 2—3 мин. После отстаивания органиче­

ский слой-сливают, добавляют еще 0,3 мл раствора ро­

ты на катионите КУ-2 с последующим разделением мето­

дами осаждения.

127