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

10% раствором щелочи или соды. Далее анионит промы­

вают водой до слабощелочной реакции фильтрата. Гото­ вый ионит засыпают в стеклянные колонки. Высота ионита в набухшем состоянии должна составлять 50 ÷55 мм.

После пропускания через, анионит раствора 6 анио­

нит промывают 2 мл концентрированной соляной кисло­

ты. При этом на анионите сорбируются железо, кобальт, молибден, а щелочные, щелочноземельные и редкоземель­

ные элементы проходят колонку. Прошедший через анио­

нит раствор объединяют и оставляют для дальнейшего анализа (раствор 8). Анионит промывают 2 мл 4N соля­

ной кислоты с целью отделения кобальта. Элюат нано­

сят на стеклянную подложку и выпаривают. Абсолютная активность кобальта — 60 определяется с помощью эта­

лона Со60. Затем анионит промывают 2 мл 0,5N соляной кислоты для извлечения железа. Элюат при отсутствии в

пробе Mo99 и больших количеств носителя железа нано­

сят на стеклянную подложку и выпаривают. Абсолютная активность Fe59 определяется с применением эталона Со60.

Если в пробе совместно находятся Fe59 и Mo99, к

элюату добавляют носители: 4 мг железа и 10 мг молиб­ дена и приливают 1—2 мл 20% едкого натра до щелоч­

ной реакции. Осадок Отделяют центрифугированием и

промывают 1 мл 20% едкого натра.

Раствор и промывные воды объединяют, нейтрали­

зуют азотной кислотой и добавляют несколько капель концентрированной уксусной кислоты. Раствор нагре­ вают на водяной бане и добавляют 0,5 мл ацетата свин­ ца. Осадок отделяют от раствора центрифугированием,

переносят на подложку и определяют Mo99 с эталоном

Sr90.

Осадок гидроокиси железа растворяют в нескольких

каплях 6N азотной кислоты, переносят на подложку, вы­

сушивают и определяют Fe59.

При наличии в пробе значительных количеств носите­

ля железа следует для устранения ошибок в измерении

абсолютной активности F59 осаждать его в виде Fe4[Fe (CN)6J3, добавляя к раствору (нейтральному или

0,5N по HCI) KJFe(CN)6], и определять абсолютную

активность F59 в толстом слое расчетным методом. Хими­

ческий выход железа 90±10%, кобальта — 90±20%,

молибдена — 80±10%.

Í32

Определение редкоземельных элементов. Раствор (8)

упаривают досуха на песчаной бане и растворяют оста­

ток в 2 мл O5IN соляной кислоты.

К раствору добавляют по 4 мг носителей: кальция,

стронция, бария, лантана, церия; нагревают до темпера­

туры 60—70° и приливают концентрированный аммиак/

не содержащий CO2, для осаждения гидроокисей редких

земель. Через 5—10 мин осадок отделяют центрифугиро­

ванием, промывают дистиллированной водой, раство­

ряют в нескольких каплях 6N азотной кислоты и нано­ сят на подложку. Если заведомо известно, что основную

активность редкоземельной фракции составляет Ce144 —

Pr1445 то используют эталон Sr90. Если преобладают бо­ лее мягкие ß-излучатели (Се141, Pm147 и др.), то приме­ няют эталон Со60. Химический выход редкоземельных

элементов 80+10%. Раствор и промывные воды объеди­ няют (раствор 9).

Определение кальция, стронция, бария. К ,раствору

(9) добавляют 20% раствор углекислого аммония. Оса­

азотной кислоты и приливают 4—5 мл дымящей азотной

кислоты (удельный вес 1,5). Осадок с раствором вы­

держивают на холоду при 0° в течение 20—30 мин, за­

тем отделяют центрифугированием и промывают 1 мл

дымящей азотной кислоты. Раствор и промывные воды, содержащие кальций, упаривают досуха на песчаной бане и растворяют в 2 мл 0,1 N соляной кислоты. К рас­

твору добавляют 0,5 мл осадителя — оксалата калия.

Осадок центрифугируют, промывают 1 мл 0,1 N соляной

кислоты и наносят на предварительно взвешенную под­

ложку. Осадок на подложке высушивают, просчитывают на установке и взвешивают.

. Абсолютную активность Ca45 определяют в толстом

слое расчетным методом. Химический выход кальция 80+10%. Осадок нитратов стронция и бария высуши­ вают при температуре 150—170° до полного удаления следов .азотной кислоты и растворяют в 1 мл дистилли­ рованной воды. К раствору добавляют 6N уксусной

кислоты до установления pH среды,"равной 5, и пропз-

133

водят осаждение хромата бария добавлением 1—2 мл 1,5N раствора хромовокислого калия. Осадок хромата

бария отделяют от раствора центрифугированием, про­

мывают 1 мл дистиллированной воды, растворяют в не­

скольких каплях 6N азотной кислоты и наносят на под­

ложку для счета. Эталон — Со60. Химический выход ба­ рия 90+10%.

В растворе и промывных водах определяется строн­ ций. Для этого к раствору добавляют 20% раствор угле­

кислого аммония. Осадок отделяют от раствора центри;

■фугированием, растворяют в нескольких каплях 6N

азотной кислоты и наносят на подложку для счета.

Эталон — Со60. Изотопный состав стронциевой фракций можно определить расчетным методом, измеряя актив­

ность в день выделения и через 15 дней после установ­ ления равновесия между Sr90 и Y90. Химический выход

стронция 80+10%.

Определение натрия и цезия. При наличии в. пробе

натрия раствор (10) упаривают на песчаной бане досуха

•и растворяют в 0,5 мл 0,01N раствора нитрата аммония.

•Раствор пропускают через колонку с фосфоромолибда-

том аммония, приведенного в равновесие с 0,0IN раство­ ром нитрата аммония. При этом натрий проходит.через

Колонку, a^цезий осаждается на фосфоромолибдате ам- ‘мония. Высота слоя фосфоромолибдата аммония должна

быть 4÷5 мм, а скорость элюирования — 1 капля в ми­

нуту.

После пропускания раствора колонку промывают

Г мл 0,OlN раствора нитрата аммония. Пропущенный через колонку раствор упаривают до минимального объ­ ема, наносят на подложку и определяют Na24 с этало­

ном Sr90. Химический выход натрия 85+10%. Сорбиро­

ванный на колонке цезий вымывают 2 мл насыщенного раствора нитрата аммония. К раствору с цезием добав­ ляют 12 мг носителя цезия и приливают равный объем осадителя цезия. Осадок оставляют на час, затем от­

деляют от раствора центрифугированием. Осадок пере­ носят на подложку и определяют цезий-137. Химический

выход цезия 80+10%. При отсутствии в пробе натрия раствор (10) подкисляют несколькими каплями концент­

рированной уксусной кислоты и проводят осаждение це­ зия как было описано выше. Расчет содержания радио­ элементов в воздухе производится обычным методом C

учетом -химического выхода.

134

Так как в реальной смеси изотопов часто отсутствуют многие из определяемых по данной методике радиоэле­

ментов, то схема определения может быть значительно

упрощена.

ЙОД

Йод является необходимым микроэлементом для жиз­

недеятельности человеческого организма. Известно 20

изотопов йода с массовыми числами от 120 до 139. Наи­

применение в медицине, в основном для лечения заболе­

ваний щитовидной железы, в промышленности и научных исследованиях. I131 получается путем облучения нейтро­

нами теллура:

или как продукт деления облученного урана. После рас­ творения облученных материалов йод обычно выделяет­ ся возгонкой или экстракцией органическими раствори­

телями.

По своим химическим свойствам йод является типич­

является легкая окисляемость до элементарного йода.

Большинство солей хорошо растворимы в воде. Из кис­

лородных соединений йода характерны йодноватый ангидрид — І2О5 и соответствующая йодноватая кисло­

та— HIO3 и ее соли-йодаты, а также йодная кислота —

HIO4 и ее соли — перйодаты. Из химических свойств

соединений йода, имеющих аналитическое значение, сле­

дует отметить прекрасную растворимость элементарного1

йода в органических растворителях — дихлорэтане, че­ тыреххлористом углероде, бензоле и др., способность

HI к отгонке из водных растворов и образование практи­

135»

чески нерастворимого AgI (Ю. Н. Дегтярев, Г. А. Бело-

слюдова, 1965).

Большие количества радиоактивных изотопов йода

(I1¾1 — ji35) образуются при работе ядерных реакторов.

При этом выделение йода возможно не только при на-,

×рушении герметичности твэлов, .но и через неповрежден­

ные оболочки благодаря диффузии газообразного йода.

Выделяющийся йод может находиться в воздушной сре­ де в различных физико-химических состояниях: 1) в виде

аэрозолей твердых солей различных кислот йода; 2) в

,виде обычных аэрозолей с адсорбированным парообраз­ ным йодом и йодистым водородом; 3) в виде газообраз­ ных или парообразных соединений элементарного йода

ийодистого водорода. Поэтому количественное улавли­ вание различных соединений йода из воздуха представ­ ляет сложную задачу (Т. И. Смолкина, А. А. Чубаков,

1965). При попадании радиоактивного йода в организм

он накапливается в щитовидной железе, где может быть определен радиометрическим способом по у-излучению.

Среднегодовые допустимые концентрации изотопов йода

АФА-РМП для осаждения аэрозолей и двух жидкостных поглотителей для,улавливания парообразных соединений йода. Выделение йода и очистка от других радиоизото­ пов производятся путем экстракции его четыреххлори­

стым углеродом и осаждении в виде йодида серебра.

Реактивы и материалы. 1. Поглотительный раствор № 1: смесь 1% раствора сульфита натрия, 1% раствора едкого кали, приготовлен­ ных на 0,0002N растворе йодистого калия’ (берется фиксаінал KI).

2. Поглотительный раствор № 2: 0,0002N раствор азотнокислого серебра.

3.Азотистокислый натрий, NaNO2 IN раствор.

4.Йодистый калий, раствор, содержащий 20 мг йода в 1 мл.

5.Сернокислый натрий, IN раствор.

6.Азотная кислота, 50% раствор по объему и концентрирован­

ная.

136

7 Четыреххлористый углерод.

8.Азотнокислое серебро, О,IN раствор.

9.Фильтры АФА-ХА или АФА-РМП. Можно использовать фильтры различных размеров, площадью от 3 до 20 см2.

Отбор пробы воздуха. Отбор пробы воздуха произ­

водится через последовательно соединенные фильтры

АФА-ХА или АФА-РМП и два поглотительных прибора

с пористей пластинкой № 2, заполненные один — погло­ тительным раствором № 1, другой — № 2. Количество раствора — по 100 мл в каждом. Скорость протягива­

ния l-÷2 л/мин, но так, чтобы раствор № 1 не попадал во второй поглотитель. Для определения I131 в воздухе ра­ бочих помещений на уровне СДК следует отбирать не

менее 100 л воздуха. При определении изотопного сос­ тава необходимо отбирать не менее 500 л.

Ход анализа. Обработка фильтров. Фильтрующая

ткань отделяется от марли и растворяется в делитель­

тельно встряхивают содержимое воронки и послё отста­

ивания органический раствор йода сливают в другую воронку. Для более полного извлечения йода проводят вторую экстракцию 10 мл CCl4, органический раствор объединяют. Водный раствор после двух экстракций от­

брасывают. К раствору CCl4 добавляют 10 мл дистил­

лированной воды и несколько капель IN раствора

сульфита натрия. Четыреххлористый углерод обесцве­ чивается, элементарный йод восстанавливается до йо-

дид-иона и переходит в водную фазу. Четыреххлористый

углерод отбрасывают, а к водному раствору в делитель­

ной воронке добавляют 1 мл 50% HNO3, несколько ка­

пель IN раствора нитрита натрия и проводят две экст­ ракции четыреххлористым углеродом по 10 мл. Реэкст­ ракцию йода в водную фазу проводят как описано вы­

ше. Если нет надобности отдельно определять количе­ ство йода в аэрозольной фракции и парообразной, то ра­ створ объединяют с поглотительным раствором № 1.

Если хотят определить содержимое йода в аэрозольной фракции, то к раствору, полученному после реэкстрак-

цин йода, добавляют несколько капель 50% азотной

кислоты, 2 мл 0,IN раствора AgNO3 и нагревают для коагуляции осадка. Осадок отделяют центрифугирова­

нием, промывают 2 раза дистиллированной водой, пе­