А.В. Новосёлова, Л.Р. Бацанова - Аналитическая химия Бериллия (1107262), страница 25
Текст из файла (страница 25)
Один из иих расположен я середине блока, второй — под углом 2T к первому. В первом канале помещаются у-источник и анализируемая проба, находящиеся а свинцовой защите я виде экрана (знутренний экран). Во втором канале располагается борный 114 соетчик. Внутренний сэинцоэый экран ослабляет поток у-лучей, защищает от ннх борный счетчик, но не препятствует проникновению нейтронов э парафиновый замедлитель, так как свинец обладает низким сечение»» захвата нейтроноз Источник с пробой располагается эксцентрично внутри свинцового цилиндра, так что толщина стенок экрана неодинакова. Внутренний экран можно поворачивать эокруг оси, изменяя тем самы»с расстояние между источником и пробой, с одной стороны, и борным счетчиком — с другой, одновременно изменяя толщину свинцового экрана, разделяющего источник с пробой от счетчика.
В передней части парафиноэого блока вставлен свинцовый полуцилиндр для защиты (толщина 20 мм], а весь блок помещен э наружный экран, собранный иэ колец разной толщины с наибольшим энранироэанием середины блока. Пробы и источник ястааляютсн сверху канала. Прободержатель предстаяляет собой цилиндр, закрытый сверху и снизу защитными пробками. 3- ч Пробы находятся а плексигласоэых кюаетах я виде цилиндров с двойнымн стенками, между которыми помешается проба.
у-Источник — цилиндрический стержень д.иной 50 мм и диамет- ' ":= — 5 ром 2 мм с первоначальной актнэностью 100 †1 мкюри — находится в середине пробы. Лля регистрации 'ч=: д: —:р нейтронов используется прибор СЧ-3 с пропорциональным счетчиком СНМ0-5, наполненный трнфторидом — — -Ю бора, обогащенным на 90оЬ пэотппом В»о Вследствие небольшого периода полураспада ЗЬ»э' активность ее снижается со временем. При наяболь- 1 шей зктианости источника устанаалняают максимальное удаление нс- Рис. 24. Установка для фотонейтронточника от счетчика (при 100 в ного определения бериллия (ФНМ-2): 190 мн"»ри) Через 1 — 1 5 месяца » — анутреяпея оаияцоаыа алрап а— меняют положение источника по- еэипцоаая эа»цета; 3 — цержате ь про.
стааня его на среднее удаление (при бы; 4 — держатель астоепеаа;з — борпыа 100 — 50 мкюри), еше через 1,5 меся- сеетепк: б — проба; т — парафаиоэыэ ца (60 — 40 мкюри) ставят источник блок З вЂ” и столп а к ЗЬ'" в самое близкое положение к счетчику.
Увеличение расстояния между ними с одновременным увеличением толщины свинцового экрана при максимальной активности источника ослабляет облучение счетчика у-лучами и позволяет устаноянть фон прибора не более 1 — 2 имп/мин. Предяарнтельно прибор проверяют по стандартному бериллиеэому препарату, который обеспечивает скорость счета 2000 — 3000 иип(мин, затем изме.
ряют фон. Подлежащие анализу образцы измельчают до 100 — 500 меш для получения однородной массы и помещают э кюветы (наполнение кювет производят .до определенной высоты). Затем облучают образец и измеряют скорость счета в течение определенного периода времени. Скорость счета, Продолжательпооть, ими/мин иап, 250 15 250 — 1000 10 .л1000 5 Сначала измеряют пробу, затем — эталон при той же высоте слоя и ширине кюветы. Расчет ведут по формуле К пр ' эт тэт' ' пр где К,р н К», — содеРжание беРиллип в пРобе и эталоне, э»; Р»р и Є— ве.
пробы и эталона; 1 — скорость счета с поправкой на фон. Основным источником ошибок в фотонейтронном методе яв- ляется присутствие в образцах элементов с высоким сечением захвата медленных нейтронов (бор, литий, редкоземельные эле- менты и др.). Ниже приводятся способы устранения мешающего влияния элементов с высоким сечением захвата нейтронов: 1. Измерение на быстрых нейтронах. Для этого детектор нейтронов окружают Сс)-экраном, который полностью поглощает тепловые нейтроны [212, 546].
2. Применение метода стандартных добавок. К анализируе- мой пробе добавляют 5% окиси бериллия от веса анализиру- емой пробы. При одинаковых объемах пробы и приготовленной смеси с внутренним стандартом концентрация бериллия в пробе Кпр Кэт т см '|см |пр пр где ʄ— концентрация ВеО в смеси, '/е, Є— вес добавленной ВеО, г; Р,р — вес пробы в смеси, г; Р,и — вес смеси, г; /пр — активность пробы, имп/мин; /,„— активность смеси, имп/мин. 3. Введение значительных количеств элементов с большим сечением захвата нейтронов; этим достигается одинаковый уро- вень помех [546].
4. Выбор величины навесок. Ошибка за счет самопоглоще- ния нейтронов значительно снижается при использовании не- больших кювет (расстояние между стенками кюветы 5 мм). При навеске 50 г присутствие в пробе 2,5е/, ВтОм 5'~о Б!тО, 2,5' ОдтОа вносит ошибку 10 — 12'/о, а при навеске 5 г мешающее действие практически отсутствует [554б]. 5. Экстраполяция к нулевому слою. Для этого измеряютпро- бу и эталон в кюветах разной величины.
Экстраполируют кри- вую зависимости результатов анализа от толщины слоя пробы к нулевому слою. Нужный результат находят по формуле К»=К +(К вЂ” К )л —, где ʄ— истинный результат; К, и Ке — результаты определе- ния в малом и большом цилиндре соответственно; |1| и с!е — тол- щина слоев (расстояние между стенками кювет) в малом и большом цилиндрах. Эталоны должны приближаться по составу к анализируе- мым бериллиевым объектам, так как с этим связано неодинако- 116 вое поглощение у-лучей пробой и эталоном.
Следует соблюдать при измерениях условия одинаковой насыпной плотности анализируемых проб и эталонов. хотя степень измельчения проб не отражается на результатах определения [543, 550]. Чувствительность метода определяется активностью у-источника и продолжительностью измерения. При анализе проб весом 100 г и продолжительности измерения — 25 мин. чувствительность метода составляет 0,001 †,002о/, ВеО (активность источника 200 — 300 мкюри). Установки с тремя счетчиками нейтронов при активности у-источника 30 — 40 мкюри позволяют достичь чувствительности 0,003' ВеО, а при активности 90 — !00 мкюри — 0,001% [555]. Точность при определении и 10 — "/е бериллия составляет 20 — 30'/о, п 10 — ее/о — 10 — 20о/о, п.!О '% и выше — 3 — 10о/е Недостаток метода — необходимость тяжелой свинцовой защиты.
Для упрощения защиты от у-излучения часто прибегают к использованию у-источников с небольшой активностью (1— 20 мкюри) [540, 548]. При использовании незначительного количества пробы и правильном выборе геометрической формы кювет чувствительность метода анализа бериллиевых руд практически достаточна. Например, при применении источника 5Ь!|и с активностью 1 — 3 мкюри и пробы весом 25 г измерение в течение 1 — 2 час. позволяет определить 0,1'/с ВеО с ошибкой 0,0!— 0 03е/о [548]. Метод был применен также для анализа растворов [537, 549' и твердых фаз суспензий (флотационные пульпы) [549]. Установлена зависимость скорости счета нейтронов от общего содержания бериллия, объема суспензии, удельного веса твердых и жидких фаз суспензии, высоты слоя и т.
д. [555а]. Среднее отклонение между содержанием бериллия, установленным измерением сухих порошков и в пульпе, составляет 6%. Для определения бериллия в пробах большого объема предложен прибор «Берилл» с высокочувствительным сцинтилляционным счетчиком нейтронов [555б]. Источником у-излучения слу жит ЗЬ!е4, активность излучения 1О мктори, При измерении в те чение 1О мин, достигается чувствительность, равная 0,002' ВеО.
Очень быстрый метод определения бериллия в рудах по реакции Ве (у, и) описан в работе [554а]. Нейтроны, получающиеся при облучении пробы, замедлялись в полиэтилене и захватывались серебряным диском. Наведенную активность Ад'оа и Адно (пропорциональную содержанию бериллия) определяют у-счетчиком. Продолжительность анализа 4 мин. Определение бериллия по ядерной реакции Ве(а,а) Выход ядерной реакции в результате облучения бериллня а-частицами наибольший по сравнению с другими элементами и !!т составляет 80 нейтронов на каждые 10з а-частиц, тогда как, на.
пример, для алюминия выход всего лишь 0,74, для кремния 0,16 нейтронов на 10' а-частиц. Однако по сравнению с фотонейтронным метод менее избирателен; такую же реакцию дают бор и фтор. Кроме того, чувствительность метода, основанного на реакции Ве(а, п), меньше вследствие малой проникающей способности а-лучей.
Для повышения чувствительности необходимо использовать при измерении очень тонкие образцы проб. Преимущества метода: не требуется тяжелая свинцовая защита; нужны лишь малые количества анализируемых продуктов. В качестве а-источника применяется изотоп полония-210 (период полураспада !38,3 дня, энергия а-излучения 5,3 Мэв). Для изготовления источника полоний наносится на поверхность платиновой фольги методом вакуумного напыления. Для того чтобы избежать загрязнения пробы полонием, рекомендуется закрывать слой полония тонкой фольгой, не поглощающей а-излучения.
Образцы для анализа готовят иутем нвсыпания анализируемых продуктов в кассету, на которую ставится а.источник. Прн облучении а-частицами бериллия возникают бмстрыв нейтроны. В работах [55! †55 использованы парзфиновые звмсдлители и установка СЧ-3 для регистрации нейтронов с тремя нейтронными счетчиками СНМО-5 с Врз, обогащенным В'з.
Число нейтронов, образующихся в результате реакций о-чвстиц с бериллием в различных материалах, пропорционально содержанию бериллия. Содержание бериллия находят по грвдуировочному графику, построенному для синтетических смесей (нвпример берилла н кварца или полевого шпата). Метод применен для контроля продуктов обогащения бериллиевых руд [551, 552]. Степень измельчения анализируемого материала не оказывает влияния на результаты определения, т.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
