З.К. Каралова, Б.Ф. Мясоедов - Аналитическая химия Актиния (1108751), страница 8
Текст из файла (страница 8)
Определение актиния по '"Ап и продуктам его распада. Наиболее распространенным методом определения малых количеств активна в урановых рудах и минералах является эманационный метод, основанный на измерении а-излучения м'Ап, который является продуктом распада зззйа [4, 6, 11, 83] или «активного осадка», образующегося при распаде актинона [303, 304!. Так как актинон относится к числу короткоживущих эманаций (Т А = =- 3,9 сек.), то для определения его количества применяют метод непрерывного воздушного нотона. Сущность атого способа заклю- 2 3. К. Каралозз, П. Ф.
Мясоедов Рве. 6. Установка для измерения актипона [97! > — барбоеер с растворам; 2 — остыв>ель; а — вманацноннан камера; а — реометр> а — внентрометр чается в том, что через барботер, в котором содержится раствор с анализируемым образцом актиния, пропускают с постоянной известной скоростью воздух, который переводит актвноп в эманационную камеру, соединенную с измерительным устройством. Простейшая установка для извлечения и измерения актинопа представлена на рис. 6 [97!.
Чувствительность метода определяется количеством извлеченного из раствора актинона, распадающегося в ионнзационной камере. Долю актинона, распадающегося вне измерительного устройства, ь>онсно снизить увеличением скорости пропускания газа и сокращением объема переходных соединений между барботером и измерительной камерой, Для обеспечивания максимальной чувствительности измерения актинона скорость пропускания воздуха должна быть равной 2 — 4 л[мин [59!.
Однако и при оптимальной скорости продувания воздуха извлечение актинона иэ раствора составляет пе более 50 — 60% [18!. Полноту извлечения актинона можно повысить путем использования барботеров различпых форм и размеров, а также путем кипячения раствора с одновременным продуванием воздуха. Существенным недостатком последнего способа является ноэможность выпадения осадка и уменьшение объема жидкости в процессе проведения опытов. Г>олее надежно извлечение актинона с помощью ультразвуковых колебаний. Выход эманации при этом можно увеличить на 20 с>о [18!.
Установка отличается от обычной лишь устройством барботера, внутри которого помещается магнитострвкционный излучатель, возбуждаемый генератором. Исследуемый раствор объемом 160 мл в таком сосуде практически полностью помещаетсп в кольце магнитостриктора. Максимальная скорость воздушной 3>е струи, котоРая переводит актинон в и-сцинтилляционную .аме у, составляет 1,5 л[мин. иную камер Чувствительность эманационного метода определения актиния зависит также от способа регистрации радиоактивного излучения актинона. В случае измерения актинона ионизационным методом с помощью электрометра Комптона предел обнаружения равен 4,0.10 'а г актиния [97). При определении малых количеств короткоживущих эманаций для измерения а-част>тц обычно отдают предпочтение сцинтилляциопным камерам, Эманационные сцинтилляционные камеры имеют форму цилиндра или полусферы, внутренняя поверхность которых покрыта слоем сернистого цинка с соответствующим активатором„Толщина сцинтилляционного слоя составляет но менее мг/см .
Чувствительность сцинтилляционпых камер такова, что 1 имп)мин соответствует 2,5 10 'а г Ас. Эталонирование приборов для количественных оценок проводится с помощью жидких эталонов актиния. Условия эталонироваяия должны быть аналогичны условиям измерения проб. В качество исходных веществ для приготовления эталонов используют равновесные урановые минералы [68, 07) и препараты а"Ас И9), пе содержащие других радиоактивных элементов, кроме дочерних продуктов Распада актиния.
При изготовлении эталонов особое внимание уделяют полному переведению навески минерала в астно. Р р. астворение навески минерала обычно проводят в азотной раскислоте. Содержание актиния рассчитывают по содержанию урана или радия исходя из того, что в смолке на 1 г урана приходится 2.10 ш г актиния, а на 1 г радия — 6,22 10 ' г актиния [97!. 10" — 1 ' ню Таким путем были получены образцы эталонов с концентра пей ц — 0 кюри актиния.
Эталоны с более широким диапазоном концентраций актиния (10 'о — 10 ' кюри) изготовляли иа окиси актиния, в которой примеси Т)> и Ка были (1% и 0,01% соответственно [10). Вначале готовили исходный эталонный раство актиния, разбавлением которого получали менее концентрированные растворы. Н образцу окиси актвния объемом -0,4 мл 15,56+0,06 мкшри) в небольшой пробирке с притертой пробкой добавляют 0 2 мл 5 >1> НХО сят аство , в перснор в р в мерную колбу объемом 100 лл. Пробирку многократно прел>ынают горячей 1 >1> НХОа. После объздвпспия основного раствора с промыв- ленной ал к о" ным объем доводят до метки и тщательно перемешивают.
Путе. о 6 д али нотной части были изготовлены зталсны с ыспьшвм содержанием акти н . Т 10> -Б н я. Точность приготовления зталопон актпппп с антннпо о — 10 кюри ссставллст->2вйо, а с антизпостью 10->' — 10-в кюри — .+Зов. сты Для более точного и надежного определения актиния Старик н сотр. [85! рекомендуют предварительно выделять актиний в радиохимически частом виде, после чего определять его количество по актинону.
Актиний от изотопов тория отделяют с помощью та перекиси водорода, а от радия — сооса>кдениом с оксалатом л на (см. главу )У). Метод выделения актиния из уранита состоит и следующем. [ Таблица 4 Изменение а-активности со временем при определении актиноиа в струе воздуха [971 Примечание: 1 — о.сцкятяляяцвокяая камера, П вЂ” воявгацвоккая камера. К О,З г уранита добавляют определенное количество гггдс, азотнокислого торил (10 .кг ТЬ] и лантана (10 — 20 лг Ьа) и анализируемый образец растворяют в смеси НХОг и НГ. К полученному раствору добавляют щавелевую кислоту и осаждают оксалаты ТЬ, Ьа и Ас; радий при этоп остается в растворе.
Через час осадок отфильтровывают, высушивают, проваливают н растворяют в НХОг. Отделение тория от лантана и актиния осуществляют с помощью перекиси водорода. После выдс ленив тидрата окиси лантана и актвння вновь повторяют операции осаждения оксалатов. В атом случае осадок оставляют стоять на ночь, затем его отфильтровывают, растворяют в азотной квслоте н определяют выход актинии ног'гАс путем измерения 6-излучения образца Раствор помещают в оарботер и по истечении 100 дней определяют содержа ние актиния энапациоппым методом.
Определение содержания активна можно проводить по абсолютной величине ионизационного тока [5, 71!. Если прибор проэталог нирован по эталону актиния, то содержание актиния рассчитывают по формуле Рк =- Р,(1„,'1,), где Р, и Р, — количество актиния в исследуемом и эталонном растворах (в мг); 1а и 1, — величина ионизационного тока при одинаковой скорости воздушного потока. При проведении длительных измерений в проходящей струе определяемое количество актинона может быть завышено за счет накопления на стенах камеры осадка "'РЬ (Т л -— — 36,1 мин.), из которого образуется а-излучатель м'Вг (Т ы = 2,16 мин.) [97!. Поэтому в каждый отсчет необходимо вводить поправку на "'РЬ, учитывая его время накопления. Изменение а-активности во времени при определении актинона с помощью сцинтилляцнонных и иопизационных камер приведено в табл. 4.Измеряемая а-активность принадлежит изотопам э"Ро, "'В1 и э"Ап.
Как видно из данных таблицы, нарастание а-активности со временем продувания воздуха при использовании а-сцинтилляционных камер больше, чем ионизационных. Кроме того, определяемое количество актинона может быть аавышено за счет а-активности радона (Тп — — 3,83 сут.), торона (ТО = 54,5 сек.) и их продуктов распада. Мешающее влияние радона можно устранить тщательным продуванием воздуха. Боль- шие затруднения в определении актипона возникают в присутствии короткоживущего торона. Тороп и актинон можно определять при совместном присутствии, используя различие их периодов полураспада, что достигается либо измерением при различных скоростях струи воздуха, либо удлинением пути прохождения эманации до ионизационной камеры [63!. Уменыпение объема измерительной камеры также создает более благоприятные условия для определения актинона, но при этом соответственно уменьшается точность его измерения. Чердынцев и сотр.
[96! установили, что при небольшом объеме ионизационкой камеры (200 см') и невысокой скорости продувания воздуха (200 смг1лгин) величина ионпзационного тока определяется в основном распадом торона, а при высокой скорости (1200 сзгггмин) — распадом актинона. Однако этот способ эффективен лишь для образцов с невысоким соотношением тория и урана.
В работе [11! показана возможность определения актинона в присутствии торона прк использовании дифференциальной схемы измерения в двух. ионизэцглонных камерах. В другом варианте эманационного метода определение актиния проводят путем измерения гактивного осадкаэ продуктов распада актинона [53, 303, 304!. Активный осадок представляет собой в основном короткоокивущие изотопы "аРо, а"РЬ, м'В[ и "гТ1. Поскольку период полураспада а"Ро составляет 1,83 ° 10 ' сек., то практически можно считать, что осадок состоит из изотопов свинца, висмута и таллин.
Продукты распада актинона обычно концентрируют на сульфиде свинца. После достижения равновесия между "'РЬ и 'огТ1 определяют р-активность осадка. Чувствительность метода составляет ,г ° 10 г актиния, определение можно проводить в присутствии 20 г редкоземельных элементов. В присутствии радия и торин определение актиния проводят следующим образом. Навесву аналцаируеното минерала сиешивают с ГОО лг хлорида бария и проводят сплавление с бвсульфатон калия. Плав выщелачивают водой и отделяют осадок нерастворимых сульфатов бария н свинца, с которым выделяются 'ыНа, "'Ва, "гка, г'"РЬ, ю'РЬ, г" РЬ, 'г'РЬ. Ос садок сульфатовпереводят в хлориды и растворяют в О,б М НС1.
Раствор нагревают для удаления эманаций и аатем осаждают сульфид свинца (выделение активного оса ка). р и. проводят повторное осаждение сульфида свинца и по достижсг д нии равновесия между 'ггРЬ и го'Т1 измеряют О-активность выхоленного осадка. Пересчитывают активность осадка на момент осаждения сульфатов и затем рассчитывают концентрацию актиния в анализируемом винера е [303, л Основную до гю при измерении а активности активного осадка составляет эыВ[ (2,16 мин.).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
