книги из ГПНТБ / Методы радиоизотопного анализа продуктов нейтронной активации и деления

СОз, до щелочной реакции по фенолфталеину. Смесь нагревают До коагуляции осадка.

2. Осадок отделяют центрифугированием и промывают 1 раз горячим 0,1%-ним N1-1/,OF1. Центрнфугат м промывные воды сохра­ няют. Осадок растворяют в минимальном количестве НСІ и из ра­ створа вторично NH/.OH осаждают гидроокиси. Осадок отделяют центрифугированием, промывают и отбрасывают. Центрифугаты и

комнатной температуры и фильтруют через беззольный фильтр. Осадок на фильтре промывают 5 раз холодным 0,1%-мым раство­ ром (ЫН/^зСгО/, порциями по 10 мл.

5. Осадок с фильтром переносят в фарфоровый тигель, осто­ рожно обугливают н прокаливают при температуре 500° С.

6. Прокаленный осадок переносят в центрифужную пробирку на 25 мл и растворяют в 1—2 мл концентрированной НСІ. В раствор

баню и периодически перемешивают.

7. Осадок центрифугируют, промывают 2 раза 1—2 мл дымя­ щей H N 03 и отбрасывают. В раствор при энергичном перемешива­ нии вносят по 5— 10 мг носителей Sr и Ва. Осадок после 20—30-ми­

нутного выстаивания на ледяной бане центрифугируют, промывают и отбрасызают. Из раствора третий раз осаждают нитраты Sr и Ва.

/

осадка. Осадок отделяют центрифугированием, промывают горячем водой с несколькими каплями МІ-ЦОН п отбрасывают.

11. Осадок в виде СаСОз взвешивают для определения химиче­ ского выхода (при определении химического выхода учитывается содержание стабильного кальция в пробе), помещают на кольцо, заклеенное с двух сторон тонкой полиэтиленовой пленкой, и изме­ ряют на бета-спектрометре.

Определение стабильного кальция, 1. К аликвотной части раст­

воренной пробы при нагревании добавляют NHiOH, не содержащий СОо, до щелочной реакции по фенолфталеину. Выпавший осадок гидроокисей отделяют центрифугированием и промывают горячей водой с несколькими каплями NH4OH.

2.Осадок растворяют в минимальном количестве НО и вновь NH.iOH осаждают гидроокиси. Цеитрифугаты и промывные воды после первого и второго осаждения гидроокисей объединяют.

3.Объем растзора доводят до 150 мл. Раствор подкисляют

10%-ной СНзСООН до розовой окраски по метиловому красному, нагревают до кипения и прибавляют небольшими порциями при по­ стоянном перемешивании 5—10 мл горячего 4%-иого (NH/JaCaCV При высокой концентрации Са раствор быстро мутнеет от образую­ щегося СаСзОд ■НзО, при низких концентрациях осадок образуется

4. Осадок отфильтровывают через беззольный фильтр с синей лентой, предварительно обработанный кипятком, и промывают холодным 0,1%-ным (NHibCjOi 3—5 раз по 10 мл. Осадок с фильт­ ром перенося;г в фарфоровый тигель, осторожно озол'яют и прока­ ливают при температуре 900— 1000° С до постоянной массы. Весовая форма СаО, коэффициент пересчета на металл 0,715

Измерение и расчет активности. Препараты Са45

измеряют на установках суммарного ß-счета с низким порогом дискриминации импульсов или на сцинтилляционном бета-спектрометре.

Расчет активности Са45 производится по следующему соотношению:

132

геометрии измерений, ими/раса-, т — химический выход кальция; р — масса пробы, г.

П р и м е ч а н и е . При измерениях Са45 необходимо соблюдать равенство толщин слоя калибровочных и вы­ деленных препаратов.

Методика выделения радиоизотопов стронция

Метод выделения радиоизотопов стронция основан на групповом выделении щелочноземельных элементов и последующем отделении Са путем переосаждения суль­ фатов из раствора трплона Б и Ва — осаждением хрома­ та. Дополнительная очистка от радиоактивных примесей и Y90 осуществляется на Fe(OH)3. Для проб возрастом более четырех месяцев очистку от бария не проводят.

Измерение активности выделенного препарата осу­ ществляют по суммарному р:счету или на бета-спектро­ метре. Применение ß-спектрометрии при измерении пре­ паратов, содержащих Sr80 и Sr90, позволяет определять Sr00 без дополнительной операции выделения Y90. При определении Sr в пробах возрастом более 1,5 лет ак­ тивность измеряется по сумме Sr90+ Y90.

Чувствительность метода при измерениях на сцин-

ствительность метода составляет для Sr90 (по Y90) 10~12, для Sr89 2 -10-12 кюри/препарат. Чувствительность оп­ ределения Sr91 составляет 10-11 кюри/препарат. Химиче­ ский выход колеблется от 80 до 50%. Метод применим для определения радиоизотопов Sr в пробах грунта, растительности, воды и в аэрозольных пробах.

Реактивы. Растворы носителей Sr 50 мг/мл н Ва 50 мг/мл в

пересчете на металл; раствор суммы удерживающих носителей, со­

несколькими миллилитрами NI-ROH; NH...OH — 25%-ный и не содер­ жащий СО--; КгСгСЬ,— 3 н.; Fe(NOs) 3-— 1%.-ный раствор; фенолфта­ леин— 0,1%-ный спиртовой раствор; метиловый красный — 0,2%-ный

спиртовой раствор; универсальная индикаторная бумага; спирт; эфир; шеллак — спиртовой раствор.

133

Приготовление раствора носителя стронция. Навеску 12,1 г

Sr(N 03)2 растворяют и 100 мл воды. Раствор отфильтровывают и отбирают 3 пробы по 1 мл, разбавляют до 5 мл водой и после

нагревания почти до кипения добавляют при перемешивании по 2 мл насыщенного (NH.-,)2C 03. Осадок выдерживают 1 ч, отфильтро­

вывают через пористый тигель № 4, промывают водой до удаления СОз~, спиртом, эфиром и высушивают при ПО—120° С до постоян­

ном массы. Весовая форма SrC03, коэффициент пересчета на ме­ талл 0,594.

Ход анализа. Вариант 1. Пробу переводят в раствор методом

кислотного растворения плавиковой и азотной кислотами.

1.В солянокислый раствор пробы вносят по 40—50 -иг носите­

3 и. КзСгО/,. Смесь нагревают на кипящей водяной бане до полной коагуляции осадка. Осадок центрифугируют, промывают 2 раза водой и сохраняют для определения Ва. Центрнфугат поступает на очистку для определения радиоизотопов Sr.

Очистка радиоизотопов стронция. 7. Центрнфугат нейтрализуют

отделяют центрифугированием, промывают 2 раза водой по 3—5 мл

буферной смеси и после нагревания 2 мл 3 и, К.гСгОі. Смесь нагре­

вают на кипящей водяной бане до полной коагуляции осадка. Оса­ док отделяют центрифугированием, промывают 2 раза водой по 5 мл

иотбрасывают.

9.Повторяют операции пункта 7.

10.Повторяют операции пункта 8. Осадок ВаСгОі отфильтро­

вывают, промывают на фильтре водой и отбрасывают.

П. Повторяют операции пункта 7.

12.Раствор разбавляют водой до 2—5 мл, нагревают для уд

134

фенолфталеину). Скоагулированный осадок отделяют центрифугиро­

ванием, промывают 2 раза горячеіі водой с несколькими каплями NHiOH и отбрасывают.

13. Раствор подкисляют НСІ до pH = I —2, добавляют несколько капель 1%-ного Fe(N 03)3 и вновь осаждают Fe(OH)3. Время второ­ го осаждения гидроокисей записывают. Осадок Fe(OH)3 отфильтро­

трометре взвешенный препарат помещают на кольцо, заклеенное тонкой пленкой с двух сторон.

Вариант II. Пробу переводят в раствор методом щелочного

сплавления.

1. Перед сплавлением в анализируемую пробу вносят по 80—

100 мг носителей Sr и Ва и проводят сплавление.

2. Тигель с охлажденным плавом разбивают, помещают в ста­ кан и осторожно заливают минимальным количеством 6 и. НСІ,

достаточным для полного растворения плава. Раствор декантируют, кусочки тигля промывают кислотой и водой. Промывные воды при­ соединяют к основному раствору.

ленного 1%-ного раствора желатина для коагуляции кремнекислоты.

Смесь энергично перемешивают в одном направлении в течение 5— 10 мин. Скоагулированную кремиекислоту отфильтровывают на

нагревают почти до кипения и осаждают сульфаты щелочноземель­ ных элементов добавлением безводного Na^SO., до создания прибли­

перехода окраски от желтой до бледно-розовой по метилоранжу и энергично перемешивают до прекращения выделения С 02, затем нейтрализуют NHiOH до слабого запаха.

2. При перемешивании добавляют безводный или кристалличе­ ский ИагСОз до выпадения белого хлопьевидного осадка карбона­ тов. После осветления раствора проверяют полноту осаждения до­ бавлением 20%-ного раствора Na2C 03.

3. Отстоявшийся раствор декантируют, осадок отделяют центрн-

135

фугированием, промывают 2 раза водой и растворяют в минималь­ ном количестве 6 и. НСІ.

Измерение и расчет активности. Измерение выделен­ ных препаратов Sr производится на установках суммар­ ного ß-счета и на сцинтилляционном бета-спектрометре. В случае присутствия в препаратах Sr91 измерения про­ водят на многоканальном гамма-спектрометре. Энерге­ тический диапазон измерений на бета-спектрометре О—2400 кэв-, на гамма-спектрометре 0—1500 кэв (табл. 3.1).

личии их периодов полураспада и энергий ß-излучения. 'При двукратном измерении препаратов Sr (после' распада Sr91) на установке суммарного ß-счета расчет активности Sr89 и Sr90 в пробе на момент первого изме­

рения производится по следующим соотношениям;

1 3 6 .

вочных графиков. Для построения графиков N = f(t) препараты Sr90 измеряют в течение двух недель от мо­ мента отделения Y90 через различные промежутки вре­

Обычно в препаратах Sr, выделенных..из проб с воз­ растом менее 6 месяцев или более 1,5 лет, можно пре­

Методика выделения Y90 из препаратов стронция

Метод выделения Y90 из препаратов Sr основан на отделении Y осаждением Y(OH) 3 безугольным NH4OH. Выделение Y90 проводят через 14 или более суток, т. е.

137

после наступления радиоактивного равновесия между Sr90 и Y90. При выделении Y90 из неравновесных препа­ ратов Sr учитывается время накопления Y90.

Ход анализа. 1. SrCCb стеклянной палочкой переносят с мише­ ни в центрифужную пробирку н растворяют в 2 и. HNOa. Остав­

шийся на мишени карбонат стронция растворяют в 0,05 и. НЫОл н присоединяют к основному раствору. В раствор вносят 40—50 мг

носителя Y.

2. Раствор нагревают на кипящей водяной бане и безугольньш КН4ОН при pH = 7—8 (по фенолфталеину) осаждается Y(OH).i.

Скоагулированный осадок отделяют центрифугированием и промы­ вают 2 раза горячей водой с NH4OH. Центрнфугат п первые про­

мывные воды сохраняют на случай повторного выделения иттрия. Время осаждения Y(OH)3 записывают.

3. Осадок растворяют в минимальном количестве 2 и. HNOa, вносят 2—3 капли носителя Sr и вновь осаждают Y (ОН) 3 безугольным NH4OH. Осадок отделяют центрифугированием, промывают и растворяют в 2 н. HNOa. Повторяют осаждение Y(OH)3 еще раз.

Центрнфугат после второго и третьего осаждения гидроокисей отбрасывают.

4. Осадок растворяют в 2 н. HN03, нагревают па кипящей во­

дяной бане и добавляют 2—3 мл насыщенной НоСгОі. Смесь выдер­ живают 15 мин на горячей водяной бане, охлаждают, отделяют центрифугированием, промывают 4—5 раз теплой водой, по 2 раза

мерно на мишень, закрепляют шеллаком и измеряют активность препарата на установке суммарного ß-счета в день выделения Ys0

и в течение 3—5 последующих дней.

за время от момента отделения Y до измерения его активности.

138

фильтрата после осаждения SrS04. Очистку Sr проводят

тов проводят на бета-спектрометре. Активность Sr89 определяют в выделенном препарате Sr; активность Sr90 находят по Y90 в выделенном препарате Y с учетом рас­ пада Y90 за время после его отделения от Sr90. Одновре­ менно с Y90 в препарате Y определяют Y91. Чувствитель­ ность метода для Sr89—9,5-IO-12, для Y90 — 4,2-ІО-12 и для Y91—9,5 • ІО-12 кюри/препарат. Химический выход Sr 70—80%, химический выход Y 75—90%. Метод приме­ ним при определении концентрации Sr89, Sr90 и Y91 в приземном слое воздуха для проб возрастом более четы­ рех месяцев.

Реактивы. Растворы носителей Sr 50 мг/мл, Y 50 мг/мл и Се 25 мг/мл в пересчете на металл; раствор суммы удерживающих

рнал озоляют и переводят в раствор методом кислотного растворе­ ния. Сухой остаток растворяют в 1 и. НСІ.

2. В раствор вносят но 50—60 мг носителей Sr н Y и при нагре­ вании до кипения осаждают SrSOi 3—5 мл 5%-ной HsSOi. К ра­ створу добавляют равный объем спирта и выдерживают 1—2 ч.

Время осаждения сульфатов записывают для введения поправки на распад Y00 при измерении.

(NFLbSOi II pH среды доводят до 4. Осадок выдерживают 1—2 ч, отделяют центрифугированием, промывают 2—3 раза водой, прили­ вают 15—20 мл 20%-ного раствора Na2C 03 и при постоянном пере­

мешивании смесь нагревают 15—20 мин на кипящей водяной бане.

5.Осадок отделяют центрифугированием, промывают 2 раза

139

новая окраска по фенолфталеину) осаждают Fe(OH)3. Осадок от­ деляют центрифугированием, промывают горячен водой и отбра­ сывают.

. 6. Центрифугат подкисляют до слабокислой реакции НС1, вно­ сят в раствор 2—3 капли Fe(iN03)3 и вновь осаждают Fe (ОН) а.

Осадок отфильтровывают, промывают горячей водой и отбрасывают. Время второго осаждения гидроокисей записывают.

7. К фильтрату при нагревании добавляют 2—3 мл насыщенно­

го (NFU^COj. Смесь выдерживают 15—20 мин, осадок отделяют центрифугированием, промывают 2—3 раза водой, по 2 раза спир­

том и эфиром и высушивают при температуре 110° С.

8. Осадок в виде SrC03 взвешивают для определения химиче­

ского выхода, помещают на кольцо, заклеенное с двух сторон поли­ этиленовой пленкой толщиной 1,8 мг/гм-, и измеряют на бета-спект­

рометре.

9. К фильтрату после отделения SrSOs при нагревании добав­ ляют избыток ІМНцОН. Осадок гидроокисей центрифугируют, про­ мывают 2 раза горячей водой с несколькими каплями NH4OFI и

растворяют в минимальном количестве НС1.

10. К раствору добавляют 10 мл насыщенной Н2С2О4. Осадок

выдерживают 30 мин. отделяют центрифугированием и промывают 2—3 раза теплой водой. К. осадку приливают 15—20 мл 20%-ного NaOH, смесь нагревают в течение 15 мин на кипящей водяной бане при перемешивании.

11. Осадок центрифугируют, промывают 2 раза водой и раство­ ряют в минимальном объеме НС). В раствор вносят по 5—7 мг но­ сителей Се и Sr, добавляют 1—2 мл насыщенного K2SO4 н кри­ сталлический K’SO^ Осадок SrS04 и двойного сульфата К и Се

выдерживают 20—30 мин, центрифугируют, промывают насыщенным

ной Н2С2О4. Осадок выдерживают 20—30 мин, центрифугируют, отмывают теплой водой от С2О42-, промывают но 2 раза спиртом

иэфиром и высушивают при температуре 45—50° С.

14.Осадок взвешивают для определения химического выхода, помещают на кольцо, заклеенное с двух сторон полиэтиленовой

пленкой, и измеряют на бета-спектрометре.

П р и м е ч а н и е . Методика может быть применена для анализа аэрозольных проб возрастом менее четырех месяцев. В этом случае после пункта 4 вводится хроматная очистка от Ва.

Методика выделения бария-140

Метод выделения Ва140 основан на групповом осаж­ дении сульфатов щелочноземельных элементов и после­ дующем их разделении. Ва отделяют от Са переосаждением сульфатов из раствора трилона Б, а от Sr осаж­ дением в виде хромата и хлорида. Дополнительную очистку от соосадившихся радиоактивных примесей и

140