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

Здесь 5! и S2— площади фотопиков с энергиями 500 кэв в моменты времени t: и t2 соответственно, имп/мин; At = = t2—^ — промежуток времени между 1-м и 2-м измере­

ции у-квантов с энергиями 497 и 512 кэв соответственно,

этот фотопик у-нзлучения Rh106, определенного по фото­ пику с энергией 1050 кэв:

Sioso Eaia

энергией 1050 кэв на спектрограммах выделенного пре­

расп/мин.

При измерении препаратов на сцинтилляционном бе­ та-спектрометре для расчета активности Ru106 (по Rh106) используется скорость счета- в интервале энергий 500— 3500 кэв. В этой области не регистрируется ß-излучение Ru103 (£р,акс =390 кэв).

Расчет активности Ru106 производится по формуле:

у4э т N

Лйцю«= -------- расп/(мин-г),

УѴЭТ mp

162

С ЕР Е БР О

Радиохимические методы выделения Ag основаны на осаждении хлорида из азотнокислого раствора [1, 25, 34, 41, 56, 113], на экстракции диэтнлдптпокарбамата СНС13

становлении Ag до металла [119] и на осаждении его на неизотопном носителе [120].

Осаждение Ag в виде хлорида из разбавленного азот­ нокислого раствора на изотопном носителе является до­ статочно специфической реакцией и позволяет отделять его от большей части продуктов деления и наведенной активности.

Очистка Ag от радиоактивных I и Вг проводится пу­ тем осаждения Ag^S из аммиачной среды [25, 34, 41, 56] и путем восстановления Ag до металла сульфатом гид­ разина [41, 114], металлическими Zn и Си [41, 119]. Ag легко восстанавливается формалином, SnCR, ионами Мп2+ в щелочной среде. Очистка Ag от посторонних ра­ диоактивных примесей осуществляется также и элек­ тролизом [1, 120].

Ag количественно экстрагируется избытком дитизона в СНС13 в интервале от pH = 7 до 4 М H2SO4. Экстрак­ ция днтизоном в CHCI3 из снльнокислых растворов до­ статочно избирательна, так как в этих условиях экстра­ гируется лишь Pci, Au и Hg [24]. Количественно экстра­

диэтилдитнокарбамата диэтпламмония в широком ин­ тервале pH (от 10 и. H0SO4 или 3 и. НС1 до pH =12) [24].

Методика выделения радиоизотопов серебра

Радиохимическое выделение изотопов Ag основано на достаточно селективном выделении в виде AgCl из разбавленных азотнокислых растворов. Очистка от соосадившихся примесей осуществляется путем осаждения Fe(OH)3 и восстановления Ag до металла формалином

И* 163

в щелочной среде. Измерение активности выделенного препарата проводится на сцинтилляционном гамма-спек­ трометре. Чувствительность метода для Ag111— 3,6-ІО-10, для Ag110m— 6,2НО-11 кюри/препарат, химический вы­ ход в среднем составляет 70—80%. Метод применим при определении Ag в пробах грунта и в аэрозольных пробах.

темном месте, фильтруют через пористый тигель № 3, промывают

Промытый осадок растворяют в минимальном количестве кон­

коагуляции осадка Fe(OH)3. Осадок центрифугируют, промывают

5%-ной NaOH и 10 мл формалина. Смесь нагревают на кипящей

и при нагревании избытком NH/,ОН осаждают Fe(OH)3. Скоагулированный осадок отделяют центрифугированием, промывают 1—2 раза горячей водой и отбрасывают. Центрифугат и промывные воды объ­ единяют, раствор подкисляют до слабокислой реакции HN03, вио-

164

сят 5 мг носителя Cd и осаждают AgCI добавлением по каплям 0,5 мл 6 и. НС1 при нагревании.

7.Повторяют операции пункта 5.

8.Из азотнокислого раствора вновь осаждается AgCI добавле­ нием' 0,5 мл 6 н. НС1. Время осаждения AgCI записывают. Раствор нагревают до коагуляции осадка.

9.Осадок AgCI центрифугируют, промывают 5 раз по 1 мл 0,1%-ион HNO3, 1 раз водой и по 2 раза спиртом и эфиром, высу­

шивают при ПО— 120° С.

10.Высушенный осадок взвешивают, наносят на мишень, за­ крепляют шеллаком и передают на измерение.

Измерение и расчет активности. Измерения препара­ тов Ag производятся на многоканальных гамма-спектро­

у-квантов Ag110m можно не вводить. Вследствие разли­ чия в энергетическом составе у-квантов радиоизотопов Ag их активность с погрешностью Л0—15% может быть

При двукратных измерениях препаратов на уста­ новках суммарного ß-счета в моменты времени tx и t2 активность Ag,10m и Aglu в пробе на время 11 рассчиш:

165

.'Vo — /Ѵі е_х,,,л/ е ^nomÄ/_g'

где уѴ | и уѴ2 — суммарная скорость ß-счета при измере­ нии препарата в моменты времени /| и /2 соответственно,

При ß-спектрометрических анализах препаратов Ag для расчета активности используются энергетические интервалы ß-спектра: I интервал 150—400 кэв (для Ag110’"); л интервал 700—1050 кэв (для Ag111). Содер­ жание Ag111 определяется независимо от содержания в препарате Ag110'11. Активность Ag110"1 может быть надеж­ но вычислена в препарате, если Л.\кпош ^ Л д в м. •

кддмип

Радиохимические методы выделения Cd основаны па осаждении сульфида [25, 34, 41, 56, 121], родано-пириди- нового [1, 122] и нитрозилхлорного комплексов [123]: па применении ионообменных смол [41, 121, 124], на экс­ тракции дитизонатов органическими растворителями [121, 125], диэтилдитиокарбамината СНСІз [114, 121] триизооктиламином [126]; на электролитическом осаж­ дении [121].

При радиохимическом выделении и очистке Cd ши­ роко используются свойства его сульфида. Осаждением CdS из растворов 0,1—0,3 и. по НС1 пли 1 и. по H2S04 кадмий отделяется от ряда осколков деления, изотопов наведенной активности и макроко.мпонептов проб как несероводородиой группы, так и элементов сероводород­ ной группы.

Отделение РЗЭ, In п ряда других радиоизотопов про­ водится путем осаждения их на Fe(OH)3 избытком NI-ЦОН, кадмий при этом остается в растворе.

Осаждение Cd в виде родано-пиридинового комплек­ са является очень селективным, при этом из осколков деления и наведенной, активности соосаждается только Zn. С тиомочевиной Cd образует комплекс, который в присутствии реактива Рейнекке дает кристаллический осадок [Cd (CH4N2S)2] [Cr(NH3)2(CNS),|]2 [121]. Соеди­ нение является устойчивой весовой формой.

166

Лучшей весовой формой при определении радиоизо­ топов Cd является CdO, получающаяся прокаливанием CdCC>3 при 600° С. Осаждение CdC03 рекомендуется про­ водить К2СО3 для получения более чистого осадка.

Внутрикомплексные соединения Cd можно использо­ вать при осаждении, экстракции и при отделении мето­ дом ионного обмена. Cd осаждается диэтилдитиокарбаматом и из аммиачного раствора экстрагируется С Н С 13. Дитизоном в С Н С Із кадмий экстрагируется из раствора NaOH при рН = 13—13,5 в присутствии тартрата Na; из водного раствора при рН = 5 СН С Із, содержащим 5%-ный пиридин, в присутствии избытка NH4CNS [121].

Методика выделении радиоизотопов кадмия

Метод выделения радиоизотопов Cd основан на осаж­ дении CdS и экстракции диэтилдитиокарбамата СНСІз из аммиачной среды. Измерение активности выделенного препарата проводят на сцинтилляционном гамма-спек­ трометре. Чувствительность метода для Cd115 — 9 ДО-11, для Cd115,11 — 4 -ІО-11 кюри/препарат, химический выход в среднем составляет 40%■ Метод применим при опре­ делении Cd в аэрозольных пробах и пробах грунта.

Реактивы. Растворы носителей Cd 50 мг/мл и Ag 25 мгім.і в

пересчете на металл; раствор суммы удерживающих носителей, со­

1—2 ч, отфильтровывают через пористый тигель № 4, промывают

В раствор вносят 60—80 мг носителя Cd и 5—10 мг удерживающих

H2S ? течение 15—30 мин осаждают CdS. Осадок центрифугируют,

промывают 3 раза водой, насыщенной HjS, и растворяют е

1—2 мл 6 и. FIC1.

3. Раствор кипятят для удаления FhS. Из раств'ора избытком

20%-пого КОИ осаждают Cd(OH)3. Осадок отделяют центрифуги­

167

НСІ осаждают AgCl. Осадок AgCl' отделяют центрифугированием, промывают два раза по 1 мл водой, подкисленной НСІ и отбрасы­ вают. Центрифугат и промывные воды объединяют.

6.В раствор вносят 2—3 капли 1%-ного Fe(N 03) 3 и избытком NHiOH при нагревании осаждается Fe(OH)3. Осадок отделяют центрифугированием, промывают 2—3 раза горячен водой с не­ сколькими каплями NH«OH и отбрасывают. Записывают время сбро­ са In на Fe(OH)3.

7.Центрифугат и промывные воды объединяют и переносят в делительную воронку. К раствору добавляют 5 мл 2%-ного диэтил-

мытый экстракт после расслоения фаз переносится в чистую дели­ тельную воронку II из него реэкстрагируется Cd 20 мл 6 и. MN03

10. Осадок CdC03 центрифугируют, промывают 5 раз горячей водой, 2 раза спиртом и высушивают при 120° С.

11. Высушенный осадок взвешивают, закрепляют на мишени шеллаком и передают на измерение.

Измерение и определение активности. Измерения препаратов Cd производятся на многоканальных гамма- и бета-спектрометрах в диапазоне энергий 0—600 кэв 0—2 Мэв соответственно.

Препараты, выделенные Нз проб возрастом до 20 су­ ток, могут содержать Cd109, Cd113m, Cd113, Cd115"1и In115”1.

На у-спектрограмме препарата Cd выделяются интен­ сивные фотопики Cd" 5 (E ^ =515 кэв), I" 5m (Еу—

= 335 кэв), а также фотопик с энергией 87 кэв, обуслов­ ленный у-излучением дочернего изотопа Ag,09m.

Активность Cd" 5 рассчитывается по площади фото­ пика со средней энергией 515 кэв (суммарный квантовьтй- выход—.0,367 квант/распад) или по площади фотопика. Іп1.!5’’1-с энергией 335 кэв (пѵ = 0,:5 квант]распад). В последнем случае, если измерения препаратов Прово­ дятся менее, чем через 2 суток после химического отде­ ления, в расчет вводится поправка на неполноту нако­ пления Iп115,11:

(68

Acdns ==------ —------ раса/{мин■г),

регистрации у-квантов с энергией 335 кэв, имп/мйн; т — химический выход Cd; р — масса пробы, г; A t — коэффи­

ния A t для разных времен после химического отделения приведены в табл. 3.8.

Активность Cd109 рассчитывается по фотопику нахо­

169

вала: I интервал — 100—350 кэв (Cdu3m); II интервал — 600—1100 кэв (Cdll5m). Вычисления проводятся по соот­ ношениям:

где N 1 и N2— скорости счета в 1 и II энергетических ин­ тервалах на ß-спектрограмме препарата Cd, ими/мин:; а пзш— эффективность регистрации ß-нзлучения Cdll3m

в I интервале; а ',5т и а^15"'— эффективность регистра­ ции ß-излучения CdI15m в I и II интервалах соответст­

Sn основаны на осаждении сульфида [1, 34, 127], фос­ фата Sn(IV) (128], экстракции органическими раствори­ телями [127, 129, 130], отгонки в виде гидрида [131] и на сорбции сильноосновными анионитами [132]. В качестве весовой формы, кроме Sn02, используются купферонат [1] и фениларсонат Sn [128].

Важнейшие методы отделения Sn основаны на свой­

осаждением последних в растворах сульфидов щелочных металлов; от малых количеств W осаждением H2S из разбавленного солянокислого раствора в присутствии

170