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
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 |