З.К. Каралова, Б.Ф. Мясоедов - Аналитическая химия Актиния (1108751), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Схема 1 тил раела- да массо- вое число энергия час- тиц *Ч мвв период полураспада реакция цолучения ьмТЬ (И, 9я) "вРа в. вввАс мвТЬ (р, 8л) веера — к мвАс ТЬ( Ы, 8я) веера ь мвАо ТЬ(р, уя) гира —:, эввАс вввйа (р, Ьл) вввАс мвтЬ (Ы, 7я) вввРа +. вввАс а а мвТЬ (р, 6л) вввРа э в.вАс я..1 сок. 221 6,952 (6) 6,998 (93) вмв 4,2 сек. 2,2 ~ 0,1 мни. 223 вввтЬ (Ы, 6я) вмРа —; вмАс лвТЬ (рв,Ьл) "ввРа в вмАс 2,9 час. тЬ (л,у) и, Р, В р -+вмУ вЂ” ьвиТЬ,мейа + виАс емйа (Ив Зл) вввАс вмйа (3 2л) вввАс майа (р, я) ииАс 10 сут. 29 чао.
мв0, мвТЬ вЂ” в. мвРа, вввАс вввйа (л, у) мвйа — е. ввгАс 21,7 лет мвтЬ майа „вввАс 6,13 час. вмйа (л, у) таКа в. мвАс вввТЬ (л, а) вввйа — +. мвАс р вмтЬ (у, р2л) вмАс вэвтЬ (в), и) мвАС мвТЬ (у, рл) кввАс мвТЬ (у, р) мвАс 66 мнн. 229 2,2 80~10 сек. 230 2,1 0,185 0,28 0,39 0,71 7,5 Ь0,1 нин. мвТЬ (л, р) вмАс 35л5 сек. ооквл укаэаиа едено максима 232 висеть в %.
ачение эиерги *' В ск *в Прав иатеиеи льнов ви Таблица 1 Основные иэотонм актинии 1144, 248, 2571 6,66 (38) 6,65 (42) 6,57 (13) Э.З. (1) 6,20 (3) 6,14 (3) 6,04 (З) 0,132 (28) 0,217 (62) Э.З.(90) 5,83 (54) 5,79 (28) 5,73 (10) 1,2"' (80) Э.З. (20) 0,158 (32) 0,185 (9) о,'2з (47) 0,253 (11) 4,95 (1,2) 4,86(0,18) 0,046 *в(98,8) 0,07 (0,08) 0,166 0,190 2,11 0,34 (15) 0,908 (25) 0,96 (20) 1,14 ээ'Ас — член радиоактивного ряда урана — "актиния (4и'+ + 3) (схема 11) — встречается во всех урановых рудах, однако его количества невелики из-за низкого содержания материнского вещества — "Ч! (0,72%).
На 1 г урана при радиоактивном равновесии приходится всего 2 10 "г "'Ас. Ядерно-физические свойства "'Ас подробно рассмотрены в книге [90]. "'Ас распадается главным образом (д 98%) с испусканием [)=частиц. Максимальная энергия [) -частиц "'Ас, по давным Фридмана [186], равна 40 кэв. Бекманн н Хустер [126] после тщательных исследований получили значение 45,5 ~ 1,0 кээ.
Согласно данным различных авторов [244, 245, 288, 291, 299, 306], доля а-распада "'Ас колеблется в интервале 1 — 2%. В более поздних работах приводятся значения доли а-распада актиния, равные 1,359 ~ 0,014% [277] и 1,3800 ]- 0,0036% ]240]. Энергия а-частиц "'Ас равна 4,942 Мээ [346]. В работе [72) в а-спектре "'Ае было выявлено четыре группы а-частиц со следующими энергиямн (Мэв) и интенсивностями (%) соответственно: '4,849(5,5); 4,866(6,9); 4,930(36,1); 4,949(48,7). Таким образом, 85% испускае- Схема П З 1Асэ) )иитиииаурисс) 77 гб ист вг гэаа зааз гиу гир и с еиии) Эи Уейрет ,Ра т«1гт) )урии т) Вубсу . таЫВАс) ге 7' сут. " Ас[Ас) йтиисии) '1 Уса)а ввэс )Заг Яа 1А]Х) ,В )иитииий Х) ц уусут вайа ггг Ус,ас К) (иитииий К) гг тии.
й к г'саавва) )иитииии) буу,, )вв "[ гаА1 гв ги та и) ВЗ сэ ВУ сеи. гам ги бутса. ~~ Ус Огсз) 'Ус!Асс; (аи ииииб А) 17б ге ' КРс] гпа га Вс /Ас Д /Э )интииии Г) е,гб ти». гг З„ гсбис аут ) 7тиг )ап РЬ и В) (иитииий у) 747 тиа (Агу) г'суиииа) стиуиисити гсгть1А ги) )иитииий асс) 17бт т МЕТОДЫ ПОЛУЧЕИИЯ 11 )ЭО газ 5ПП Заа )За умвуыв, ивв Рис, 1. а- (а) к у-Спектры гввАс (б) [352] мых "'Ас а-частиц имеют энергию в интервале 4,936 — 4,949 ЛХэв. Первые результаты определения периода полураспада "'Ас не бьщи достаточно точными. Позднее КюрииБуиссер [150] получили значение 21,7 года, которое было подтверждено в последующих работах [217, 319, 350], Методами двойной ионизационной камеры и калориметрическим получено значение 21,2 ~ 0,8 лет [90). а'вАс — член радиоактивного ряда тория (4п) (схема 1Н)— был открыт Ханом [205].
"вАс образуется при распаде ваа](а. В 1 т тория содержится 5 10 ' г в"Ас. в"Ас — р:излучатель с периодом полураспада 6,13 час. р-Спектр имеет [1-частицы с энергияии (Ыэв) и интенсивностью (а4) соответственно: 0,45(13); 0,61(7,6); 1,11(53); 1,7(6,7); 1,85(9,6); 2,18(10) [253]. 1-Спектр "'Ас, приведенный на рис. 2, носит сложный характер и содержит максимумы с энергиями в интервале 0,057 — 0,940 ЛХэв [129]. Сравнительно недавно был обнару- жен а-распад 'авАс с энергией 4,27 Ыэв н интенсивностью 5,5. ° 10 васа [235]. Наиболее полные данные об этом изотопе содер- жатся в работе [133[.
Урановые руды малоперспективны для выделения актинии. Полученные препараты актипия быва)от загрязнены РЗЭ, в частности лантаком и легкими РЗЭ, отделение от которых связано с определенными трудностями. Из-за малого содержания актинии и близости его свойств с редкоземельными элементами в чистом состоянии актппий иа природных источников до настоящего времени выделен не был. Были получены препараты с содер)капнем актиния 0,053 [263) и 0,007 мг [256] и окиси лантана 5 н 0,1мг.
соответственно. В основном изотопы актиния получают искусственным путем. а"Ас может быть получен при взаимодействии тяжелых элемен- Схема 111 ' ть ыв тю 0 (радиотории) (лгали гмти 1 ТЬ / (марио) (гй. Уй'л и'А,(И так> , Аа ' Ег 1 ггат.рий Х> Х Пгао. $ а '4 и' Аа(иат>(> вака ( игоаорай Л Л гаага ка (тьг) (оииий Х ) а се гйт. Д 020 аа ° а 0,0>0 а 4000 41" ! н'к. (т ) (тараи) йе, Хеии Ва( нА1 ~ ееа н(тьс'> (оеории" "е) ум гсгк, "аае (ТВ А > (торий А ) амс ига го>к(тьс> аг (отрой С) гг 00Х ит в131 „РЬ| аи РЪ (ТЬ 0) (оа риге 0) >е(0 еис евв РЫТЬВ> гу отайилокоги 'Нт((твеи> >торий С ге) бгмма 13 12 тов с многозаряднымн ионами, а также при облучении радия дейтронами или тория протонами [9].
Для радиохимической очистки вв'Ас применяют методы зкстракционной хроматографии [67], ионного обмена на катионитах [9] "'Ас получают путем облучения радия нейтронами в реакторе [114, 173, 198, 202, 252, 268, 306, 312]. Эффективность этого способа получения в'"Ас аначительно возрастает, если облучение радия проводить в реакторе с большой плотностью потока нейтронов.
Согласно имеющимся в настоящее время сведениям, запасы в"Ва в Западной Европе могут обеспечить производство 100 г/год вввАс при облучении в реакторе Вй-2 [170]. Расчетные данные по накоплению ввтАс в зависимости от плотности потока нейтронов различных реакторов приведены на рис.
3. В работе Каралозой и др. [37) экспериментальным путем было установлено, что максимальное накопление '*'Ас при облучении интегральным потоком (9,8 †:~ 0,2) 10ея нейнврон!смв составляет 2,15% от исходного количества радия. 0 20 Уй 00 Рис. 2. у-Спектр "'Ас [129] И С 20 Уг 00 00 (00 ВРВ 020 000 Ваамр галала ее ВрЕмя сутки Рис. 3. Зависимость ярезращения 'авКа в 'а'Ас от времени облучения и ялотности иотока нейтронов [183] 1 — 5.10ос  — В 1О";  — 1Оеа 4 — 1О'а иейтращем'-ееа Основные реакции, которые протекают при облучении в'.вйа нейтронами, можно представить следующей схемой: "аКа(о, Р) аиКа мУАс (о, Т) маАс ! г- аиТ>а (о, у)мор)т Сечение захвата тепловых нейтронов в"Ва составляет, согласно последним данным, 8,3 (- 0,9 барн (резонансный интеграл 236 ~ ~- 16 барн) [29, 34а].
Сечение захвата нейтронов для 'в'Ас выше и равно 814 — 1020 барм (резонансный интеграл 2279 + 105 барн) [112, 250]. Сечение реанцив деления 'в'Ас тепловыми нейтронами составляет 1,2 — 2 барма [266]. С помощью этой реакции в 1947 г. впервые был получен чистый препарат актиния весом 1,3 мг [198]. Позднее Салютски и Кирби [324] выделили несколько десятков миллиграммов актиния в виде оксалата. В последние годы большие количества антиния получены в Бельгии И23, 168]. Сообщалось [121], что с 1969 по 1972 г. было выделено около 6 г актиния, из них 2,5 г — в химически чистом виде.
Препараты радия после облучения нейтронами имеют сложный химический состав, так как в них присутствуют иаотопы в"йа, "'Ас, в"ТЬ и продукты их распада. Поэтому при выделении актиния необходимо учитывать накопление и распад таких дочерних продуктов, нак в" Вп, в'ойп, "'йп, вваРЬ, 'нРЬ, в"РЬ, в'оРо, "'ТЬ, в"Ва, в'вйа и др. В этом случае отпадает необходимость в отделении актиния от РЗЭ.
Растворение КаСОь в 2М НЙО Растворение радия в НДО, Рааделение на аиио- ните АВ-23М в 8М Н4404 Осаждение конц. ННО, Осаждение иодатом натрия Осаждение конц. НГ4 09 Осадок ка,ва,гь Осадок Осадок Скола ть ть Ка, Ва, ГЬ Разделение на датио- ните Дауакс АО 50144'-Х8 в 2М НС1 (илн 12М НС104) Энстракция Ас 0,25М 4РМВП в смеси бензола и октанола (1:1), рН 2,6 Десорбция Ас 4М Промывка смолы 2М НЮ4 Реакстракция Ас 1М НН04 Промывка орг. фазы ЗХХ НН С1 нно, ! Смола ть вц рь Ка ка, ва гь Ааотиокнслый раствор Ас Ааотнокнс- лый раствор Ас 14 15 Схема 1 Схема выделении н очистки "'Ае из облученного нейтронаии карбанатн радин [37] Известные схемы переработки облученного радия основаны на применении методов зкстракции )37, 198, 322] и ионного обмена [114, 122, 143, 202, 266).
Прп работе с большими количествамн радия лучше использовать неорганические сорбенты, в частности фосфат титана [122). Для этих целей весьма перспективен также метод ионного обмена на анионитах в азотнокислых растворахпри использовании радиационно-устойчивых сорбентов [37, 266]. В ряде случаев эти операции сочетают с приемами осаждения [37, 122, 123, 173, 252, 268].
Практически выгодно, например, отделить актиний от основной массы радия в процессе растворения образца путем осаждения малорастворимого нитрата за счет высаливающего действия азотной кислоты [37, 122). Отделение актпния от торня достигается с помощью иодатного осаждения [122). Как правнло, методы экстракции и экстракционной хроматографии более эффективны на конечной стадии очистки актнния [37, 122). Электролитический метод выделения микрограммовых количеств "'Ас описан в работе [137).
На схеме 1, предложенной советскнмн исследователями [37], приведены последовательные операции выделения и очистки "'Ас из облученного карбоната радия путем сочетания приемов осаждения, ионного обмена и экстракцин. При переработке 15,44 .нг 'а'йа было получено 0,3 .нг ""Ас. При проведении трех циклов очистки с помощью экстракцпп извлекается 91% актнния. Фактор очистки от изотопов радия и торня порядка 1,6 10а и 10ь соответственно. Бельгийские исследователи [122) при выделении актиния отдают предпочтение приемам осаждения, при этом выход Схема 2 Схема выделения и очистки и'Ае иа облученного нейтронамн '4' Ка [122] актнния достигает 98%.
В актинии после очистки с помощью оксалатного осаждения остается 1,25% радия и 0,3% тория. Более тщательной очистки от примесей можнодостичь с помощью и.нного обмена (схема 2). Применение методов осаждения и ионного обмена обеспечивает полную радиохимическую очистку актнния от всех иакроэлементов и радиоактивных примесей. На схеме 3, составленной авторами по данным работы [322), приведен метод получения актиния из бромида радин, основанный на сочетании приемов,экстракции и экстракционной хроматографии. Трудности выделения больших количеств "'Ас связаны с присутствием газообразных продуктов: "'йп (ТА = 3,8 сут.), д"Тп (ТА = — 55,3 сек.) и "'Ап (Тд = 3,9 сек.) в количествах нескольких кюри [123, 168).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
