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: 77

Скачиваний: 1

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

2.Концентрированная кислотная смесь, которая готовится рас­ творением 2 г лимонной кислоты в 100 мл концентрированной соля­ ной кислоты (удельный вес 1,19).

3. Соляная кислота, 15% раствор (по объему).

4.Медная фольга толщиной 0,12 мм.

5.Аскорбиновая кислота.

6.Наждачная мелкая бумага.

7.Слабая кислотная смесь, приготовленная растворением 2 г лимонной кислоты в 100 мл 15% раствора (по объему) соляной ки­ слоты.

8.Концентрированная серная кислота.

Отбор пробы. Отбор пробы воздуха производят на

фильтры АФА-ХП со скоростью 2 л/мин на 1 см2 поверх­

ности 'фильтра. При небольшом содержании полония в воздухе необходимо протягивать не менее 2 м3 воздуха.

Ход анализа. После отбора пробы фильтр отделяют

от бумажного кольца, переносят в круглодонную пробир­

ку. Затем обрабатывают его 2 мл концентрированной

кислотной смеси, указанной в п. 2, и нагревают на кипя­

щей водяной бане в течение 3 часов. В полученный гид­ ролизат добавляют до 2 мл 15% раствора (по объему)

соляной кислоты и помещают в него пластинку из мед­

ной фольги размером 10×ιl0×0,12 мм или диаметром

10 мм, предварительно зачищенную мелкой наждачной

бумагой с обеих сторон. Если в пробе присутствует

трехвалентное железо, то перед опусканием пластинки

в гидролизат добавляют несколько кристалликов аскор­

биновой кислоты и раствор взбалтывают.

Одновременно готовят стандартные пластинки, для

чего в нескольких круглодонных пробирок (2—4) нали­ вают раствор полония активностью 10-1° Ки, доливают

до 2

мл слабой

кислотной

смесью. Далее

помещают в

него

указанные

выше медные пластинки

и нагревают

одновременно с

пробами на

кипящей водяной

бане в

течение 3 часов,

периодически

(через 15—20 мин)

интен­

сивно взбалтывая. После

3-часового высаживания по­

лония на пластинке оставшийся гидролизат сливают в

специальные сборники.

Активность стандартного раствора полония

необхо­

димо периодически (1—2 раза в неделю)

проверять.

Для этого следует указанный раствор наносить

равно­

мерным слоем на подложки, высушивать их при

темпе­

ратуре не выше 60° и далее определять их

активность

на счетной установке.

 

 

Пластинки в пробирке тщательно промывают несколь­

ко раз дистиллированной водой, переносят их путем

46


встряхивания пробирки на чистую фильтровальную бу­

магу и легким прикосновением осушают пластинку. За­

тем ее заворачивают в конверт из фильтрованной бума­ ги (каждую пластинку в отдельный конверт) и поме­

щают на 30 мин в эксикатор с серной кислотой для

просушивания. Далее с помощью пинцета пластинку

осторожно переносят на счетную установку. Активность

пластинки замеряют на установке типа Б со сцинтилля­

ционной приставкой.

В тех случаях, когда не имеется стандартного раство­ ра полония с известной активностью и нельзя учесть

коэффициент высаживания, можно измерять активность

полония на пластинках путем сравнения с а-эталоном.

Измерение пластинок. Измерять активность полония на пластинках можно двумя относительными методами:

путем сравнения C активностью полония, осажденного

на пластинке из

раствора с известной активностью в

тех же условиях,

что и измеряемые пробы, или путем

сравнения с эталоном.

Первый способ предпочтительнее, так как учитывает коэффициент высаживания полония на пластинки, но

требует стандартного раствора полония.

Для более точного измерения при содержании в про­ бе полония активностью 5∙ IO-12 Ки фон не должен пре­ вышать 0,1 имп/мин, а эффективность счета установки

должна быть равна 80%.

Время измерения выбирают в зависимости от величи­

ны активности пробы, допустимой ошибки и фона. При

содержании полония в пробе IO-11 Ки и выше измерение в течение 8 мин при фоне, не превышающем 1 имп/мин,

дает ошибку счета не более 20%.

и не превышал

Для того чтобы фон

не менялся

1 имп/мин, рекомендуется

принимать

следующие меры

предосторожности: а) измеряющие пластинки помещать

на подложку из бумаги или кальки, меняя ее во избежа­

ние загрязнения; б) в случае загрязнения сменять люми­

нофоры; в) тщательно затемнять ФЭУ от дневного и

электрического света, который может попасть через ще­ ли в приставке; г) не включать параллельно установке

Б прерывисто работающие приборы большой мощности. При измерениях активности полония на пластинках путем сравнения с эталоном рекомендуется пользовать­ ся плутониевым эталоном, диаметр которого не должен

сильно отличаться от диаметра пластинки. Расстояние

47


от

люминофора

до пластинки

и эталона следует выби­

рать не более 4 мм.

 

 

 

полония в воздухе

 

 

Расчет.

Определение концентрацииN2) - Pq

производится по следующей+формуле:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r______ (М

 

 

 

 

TVj — число

 

 

 

 

 

 

2,2- IO'2 ∙

V-K-P1

 

где

C —

концентрация N2полония,

Ки/л;

имп/мин от первой стороны пластинки заVвы­

 

 

 

 

 

 

четом

фона;

число имп/мин

от

 

второй

 

 

 

стороны пластинки

за

вычетом

фона;

 

 

 

объем

воздуха, протянутого Pчерезi —

фильтр, л;

 

 

 

 

Pq

вес всей

пробы, полученной

в результа­

 

 

 

те

обработки

фильтра,

г;

 

 

 

вес

 

пробы,

 

 

 

 

взятой для анализа, г;

К —

поправка на эф­

 

 

 

 

фективность счета и высаживания полония на

 

 

 

 

пластинку; в

случае использования

эталона

тле

п —

 

 

а

 

 

 

 

 

 

 

 

 

число имп./мин от эталона за вычетом

 

фона;,;

 

 

 

а

число а-частиц в минуту от эталона в 4π;

 

 

 

в

случае применения стандартных

пластинок

λ22 - IO12-т-A ,

где т — число стандартных пластинок; А — активность раствора полония в Ки, взятого для приготов­

ления одной стандартной пластинки; N3 —

сумма скоростей счета в имп/мин от т пласти­

нок (скорость счета каждой пластинки скла­

дывается из числа имп/мин за вычетом фона от обеих сторон пластинки).

TOPИй

Известно 13 изотопов тория с массовыми числами от

223 до 235. Наибольший интерес представляют Th232,

Th230 (ионий) и Th234 (UXi). Th232 является а-излучате-

лем с Ti/г = l,4×1010 лет и Ea-3,98 Мэв. Th232 широко

распространен в земной коре. Обычно торий ассоциирует­

ся вместе с минералами урана, циркония, редкоземель­ ных элементов, ниобия и тантала. Th230 — а-излучатель с Ti∕2=8×104 лет и Ea = 4,685 Мэв. Th230 является

продуктом распада U238 и присутствует во всех урановых рудах в количестве до 20 г на 1т урана. Однако полу-

48


чпть Th230 в чистом виде очень трудно, так как урановые

руды содержат Th232. T234 — ß-излучатель с Ті/г = 24,1

дня и

Ep

= 0,192 М.ЭВ, при распаде дает Pa234 (UX2)

с

Ті/г =

1,17

мин и Ep = 2,3 Мэв; поэтому UXi практиче­

ски всегда находится в равновесии с UX2, по которому

его измеряют. Тории и его соединения применяются

в

электровакуумной и электронной технике, в огнеупорной промышленности, в производстве различных сплавов.

Особенно велико значение. Th232 как исходного сырья для получения ядерного горючего U233. Th234 широко исполь­ зуется в различных исследованиях как индикатор тория

(і\. Родден, Дж. Уорф, 1956).

Извлечение тория из руды заключается в кислотном

или щелочном вскрытии минералов и последующем от­ делении примесей, главным образом редких земель. Для очистки применяют кетоны, трибутилфосфат и другие растворители.

Металлический торий имеет плотность 11,6 г/см3 и

температуру плавления около 1750°. Он может быть по­ лучен восстановлением окиси тория или его галогенидов кальцием, а также электролизом расплавленной смеси

ThF4 — KCl—NaCl. Торий является реакционнрспособ-

ным металлом. Свежая поверхность тория на воздухе быстро тускнеет, мелко раздробленный металл пирофо-

рен. Разлагает воду с образованием ThO2 и H2. Торий

растворяется в разбавленной плавиковой, азотной и сер­ ной кислотах. В химических соединениях торий обнару­

живает только одно валентное состояние 4+ и напоми­ нает по своим свойствам цирконий и четырехвалентный церий. Растворимые соли тория: хлорид, нитрат и суль­

фат; нерастворимые

соединения — окисел, гидроокись,

пероксид-Th ( 00)2SO4 ∙ 3H2O фторид,

фосфат,

-йодат

Th(IO3)4 и оксалат

Th(C2O4)2 ∙ 6H2O.

В водных

раство­

рах Ih+4 сильно гидролизуется с образованием как мо-

ноядерных, так , и полиядерных комплексов типа Th[(ОН)3Th]∏π+4 ∙ Th+4 весьма склонен к образованию

прочных комплексных соединений с плавиковой, щавеле­

вой, этилендиаминтетрауксусной кислотами, ацетилаце-

тоном и многими соединениями. Для выделения и очистки

тория в аналитической практике широко применяются

органические растворители: метилизобутплкетон и окись

мезитила, органические фосфорсодержащие соединения (трибутилфосфат, диизоамиловый эфир метилфосфино­

4 Зак. 170

49