Д.И. Рябчиков, В.А. Рябухин - Аналитическая химия редкоземельных элементов и иттрия (1108743), страница 45
Текст из файла (страница 45)
Поэтому при активационном анализе преимущественно и используются потоки медленных нейтронов. Полученные по реакции (и, у) радиоактивные изотопы анализируют при помощи разнообразной аппаратуры, обнаруживающей продукты распада этих радиоактивных ядер, в число которых могут входить р-частицы, электроны конверсии, у-лучи н рентгеновское излучение.
Характеристики этих из.чучений, а также периоды полураспада радиоактивных ядер обеспечивают принципиально вполне надежную идентификацию эчементов, из которых данные ядра образовались. 210 Количественная сторона активационного анализа характеризуется процессами накопления и процессами распада радиоактивных ядер. Зная основные параметры (сечение активации исходного изотопа нейтронами о, интенсивность потока нейтронов и, период полураспада образующегося радиоизотопа и коэффициент счета детектирующего прибора а), можно рассчитать количество радио- изотопа для любого момента времени как в ходе активации, так и после нее, а по количеству радиоизотопа определить весовое количество анализируемого элемента. С необходимыми для этого расчетными уравнениями и методами регистрации излучений можно познакомиться по соответствующим учебникам и руководствам по радиометрии и радиохимии 146, ?2, 94, 2?1!.
Однако на практике для упрощения работы, а также во избежание погрешностей, допущенных в определении и, а и, особенно, и, пользуются относитечьным методом сравнения со стандартом определяемого элемента, облученного вместе с анализируемым образцом. Лишь в частном случае использования лабораторных источников нейтронов, обладаю'щих большой стабильностью по потоку нейтронов, удобнее пользоваться абсолютным методом вычисления или методом градуировочных графиков, полученных для стандартных смесей. Чувствительность определения рзэ определяется их ядерными свойствами и зависит также от примененной методики анализа. При испочьзованни а к т и в а ц и о н н о й методики чувствите.чьность прямо пропорциональна интенсивности потока нейтронов, как это видно из табл. 41, причем уже при потоке — 10" нейгирон?сел см» чувствительность достигает, и даже в отдельных случаях превышает чувствительность спектрального эмиссионного анализа.
Кроме чрезвычайно высокой чувствительности метод имеет и другие достоинства. При активации смеси элементов нейтронами почти всегда удается обойти влияние элементов друг на друга, подобное взаимному влиянию компонентов в спектрофотометрии или флуорометрии, и при проведении анализа в комбинации с хроматографическим разделением радиоизотопов метод абсолютно универсален, хотя и уступает всем известным методам по продолжительности определения. В другой методике — а б с о р б ц и о н н о й — используется способность некоторых элементов к сильному поглощению тепловых нейтронов, вне зависимости от того, образуются ли при этом радиоактивные изотопы или нет.
Для этого исследуемый плоскостной образец помещают между двумя листками детектора нейтронов и подвергают облучению точечным источником так, чтобы поток нейтронов падал перпендикулярно к плоскости образца. В качестве детекторов применяют 1п, К(ч или Ру, обладающие большими сечениями активации и быстро дезактнвирующиеся после снятия с облучения. Это позволяет использовать их многократно. После облучения сравнением активностей обоих детекторов определяют относительное ослабление потока нейтронов, которое пропорцио- 14* 211 Та блн ца 41 Чуастввтельность определенна внднвндуальных рзэ актмвацпонным методом по сравнеяшо с чувствнтельностью определения другнмн мстодазе* 114261 Чуэстзвтельвость, ннлнл Изотоп, выбрзпзый длк определ е- ввя Актавзавоввый песок Реактор 1.1ТЦ поток 1. 10"', нзйтронтсск.сн* Эмвссвопвый спектрзлзкый метод (медзовскровой) Фотомегрвв пламевв Реактор Х-!Э, поток Я.
1Ос', нсктрон/сск сн' 5,0 20,0 0,05 0,5 0,0001 0,005 0,2 0,2 0,0001 0,005 0,2 0,02 0,1 10,0 10,0 0,5 0,2 0,5 0,05 0,1 2,0 0,01 з Время облучения для накопленнядолгожввущнх изотопов установлена в 30 дней, а для нвкоплення короткожнвущях изотопов выбиралось в соотвстствнн с условиями насыщедяя. Для актпввцнонвого анализа взят 1 лл раствора.
Для других методов аналнэа данные по чувствительности пересчнтаны так, чтобы привести объем анализируемого раствора к 1 лл, а отпоснтельпУю ошибкУ опРеделеннн — к сь 10%. ПоРог опРеделеппа соответствует 40 распадам в секунду. нально содержанию поглощающего элемента в образце. Данный метод имеет ограниченное применение, поскольку не обладает селективностью и, следовательно, ие имеет никаких критериев идентификации ослабляющих элементов. Поэтому перед проведением абсорбционного анализа требуется знание качественного состава смеси. Чувствительность определения какого-либо из элементов всегда постоянна, т. е.
не зависит от интенсивности потока нейтронов, поскольку здесь используется отношение активностей двух детекторов. Чувствительность анализа некоторых из рзэ в реальных смесях представлена в табл. 42. 212 Зш Еи Сд ТЬ Пу Но Ег Ти 'г'Ь 1л У 1лме г'ез4$ ргыз Ыбыт Нб™ Бшгы Еиыз гтбгзз ТЬ™ )лузы Но™ Егзи Ти™ уь™ 1 иггг '1'зо 0,0(зл 0,1 0,2 0,002 0,1 0,1 0,0006 0,00003 0,02 0,004 0,00003 0,0004 0,02 0,002 0,002 0,0003 0,01 0,00003 0,0000015 0,001 0,0002 0,0000015 0,00002 0,001 0,0001 0,0001 0,00001 5 0,0005 Таблица 42 Актнвацшеный аналнз рзэ с ца — Ве-нсточмнком нейтронов, содержапвне 5(В ма йа 1661 (Навеска 100 ле) о се м а» з о ° оз 4 то з Авзлювруеммй обрезка чу, кость опрен левая, М Варвзвт звзлюа првмезавве Измереяяе актнвности проведено с фильтром 260 лв А)/ сл' спустя 2 часа после конца облученяя Пб не более 1% Актнвацнояный Еи 24 0,05 0,01 0,5 Иттрпевые зем- ля без Пд Пу 1) у >8-10 То же Активации проведена в боксе со стенками нэ СбзОз (120 мг/смз) Активация проведена в 10 сл от источника с кадмневым экраном на свободной поверхностя блока замедлятеля То же 0,1 (в неоднме) Адсорбцвонный доге кторв 00 лэ (Уузоз) Вщ Цервевые зем- ля без Еи То же Иттрпевые земля, бедные Еи с,0,1 213 Особенно удобно определять этим методом Об, 5тп и Еп, каждый отдельно; при этом 1 мг/смэ окиси каждого элемента ослабляет поток нейтронов соответственно на 12; 2,8 и 1,5%.
Гораздо меньшей поглощающей способностью обладает 1уу — 0,4% для 1 мг окиси/см'. Ослабление потока нейтронов данными элементами приходится также учитывать при проведении анализа по активациониой методике. Активационный анализ с лабораторными Гса — Ве-, Ро — Веили БЬ вЂ” Ве-источниками малой мощности, эквивалентными 25— 500 мг Ка (потоки нейтронов иа расстоянии 5 см от источника от 10' до 2 10з кейтрон/сек ем*) 160, 934, 1013, 1099, 1429, 1430], проводится редко. Однако результаты показывают, что некоторые элементы определяются в смеси более легко, чем, например, при помощи спектрофотометрического метода.
Точность определений, обусловленная влиянием других рзэ и качеством регистрации радиоизотопов, характеризуется относительными ошибками <" 5%, что даже несколько выше по сравнению с точностью определения при спектральных методах. Таким образом, и точность, и чувствительность гарантируют успешную применимость лабораторных источ- ников нейтронов для анализа технологических образцов на Сю, Ьт, Еп и !)у (см.
табл. 42). Абсорбционная методика с точечными источниками нейтронов допускает возможность радиоавтографического обнаружения, например Бт и Ск[, при помощи фотоэмульсий, содержащих бор [939[. При увеличении потока нейтронов чувствительность возрастает пропорционально увеличению интенсивности потока нейтронов (см. табл. 41). Активационный анализ рзэ на потоках с интенсивностью 10" — 10" нейтрон(гек.см', на которых нормально оперируют современные исследовательские реакторы, при подборе достаточно быстрых и надежных методов разделения активироваиных рзэ или дифференцированного определения излучений их радиоизотопов может дать чрезвычайно высокую чувствительность определения. Анализ смесей рзэ таким образом предполагает применение одного из двух наиболее целесообразных подсобных способов.
В этом случае он становится действительно универсальным методом. Первым из этих способов является хроматографическое разделение облученной пробы [400, 418, 589, 738, 798[ (подробно см. стр. 96). Второй способ состоит в радиомегрическом анализе смеси излучений.
При сравнительно небольшой сложности таких смесей он не нуждается в химическом разделении элементов. При его помощи анализируются, например, бинарные смеси рзэ [141, !582) или более сложные системы, такие как примеси в чистой У,О, [448[. В благоприятных условиях способ допускает анализ систем с числом радиоактивных компонентов до 9 — 10 [1582[. Анализ рзэ в каких-либо материалах осуществляется совершенно так же, но с предварительной стадией химического выделения суммы редкоземельных радиоизотопов, если необходимо,— с помощью носителя. При менец ответственных анализах применяется способ определения по наиболее сильно активирующемуся рзэ с последующим пересчетом на сумму элементов.
В этом случае необходимо знать процентное распределение рзэ в смеси, выделяемой из анализируемого объекта. Достаточно привести несколько примеров, чтобы показать, что активационный анализ рзэ охватывает широкий круг материалов. Это можно проиллюстрировать определением суммы рзэ в количествах 10 ' % в германии, 10 ' — 10 ' !4 в висмуте и свинце, 5.!О ')4 в графите [588[, 10 ' — !О-' % в бериллии и его окиси [204, 588[; индивидуальных рзэ в количествах 10-' — 10 'ой в алюминии [1193), 10 ' — !О ' Ъ в костях организмов [7381 или в чистой Ьш,Оз [798[. Наконец, в некоторых случаях при помощи активационного анализа довольно удобно и целесообразно определять в минеральном сырье в качестве основных компонентов [285[ или малых примесей [418[. Чувствительность определения в пробах сложного состава уменьшается по сравнению с чувствительностью определения чистых элементов, приведенной в табл.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
