В.М. Вдовенко, Ю.В. Дубасов - Аналитическая химия Радия (1109691), страница 13
Текст из файла (страница 13)
От других естественных радиоактивных элементов радов отличает то, что он единственный среди них является газообразным. В отличие же от искусственных радиоактивных изотопов благородных газов радон обладает а-активностью. Эти свойства радона позволяют с высокой степенью надежности производить его обна- ружение и, следовательно, обнаружение его предшественника— радия. По нарастанию и уменыпению а-активности радоновой гапп Е ппа я гпо ф уаа в„ ее та М га 1а ~) ОяаРэпу Рис. 11. 7-Спектр рад1гя-226 и продуктов его рас- пада ~457).
Все ниии, кроне уиаеанныт алл иена и 1ырь, относятся и "'ВЬ фракции, выделенной из образцов в герметичный сосуд, можно установить присутствие того или иного изотопа радия. В первые ~Е гппп 1ППП ъ поп , гпа 1ПП М па 3 гп га и са версия Рис. 12. 7-Спектр радия-223 и продуктов его распада 1457). Масштаб правой орлинаты увеличен в 1б рае.
часы после выделения радона-222 из образца его активность растет до момента наступления равновесия между короткоживущими продуктами распада и радоном. Затем происходит уменьше- $ й а 500 а а 100 а 50 Й 10 н д,п аы айд 1,0 5 а 15 гп Время после омдепепии яасм а аа а чая й а ы а 1 П г 0 П Время после опаспгпи, дяо нергия Рнс.
16. Изменение во времени а-активности в препаратах радия-223, -224 и -226, нолучзннмх в чистом виде [457]. Рис. 15. Изменение во времени а-активности радона-222 после отделения ссо от радия [457]. 610000 Ы 5000 ~ 1000 500 и гоп 50 а 10 Энергия 61 60 ние активности, определяемое распадом радона-222 (Тв=3,823 дня). Изменение и-активности радона-222 показано на рис. 15. Рис. 13. 7-Спектр радия-228 и актиния-228 [457].
Активность радона-220 (тороп) и радона-219 (актинон), находящихся в запаянной ампуле, в первый момент времени уменьшается в соответствии с периодом полураспада торона Т5=55,3 сок. Рис. 1гы 7-Спектр радия-224 и продуктов его распада [457 ]. составлявшие лля суммаввых пахов "'тн 3,143=2,615+ +0,583; 3,475=2,615+0,860; 3,709=-2,615+1,094. и актиона Тл — — 3,92 сек. По прошоствии времени, соответствующего десяти периодам полураспада указанных изотопов радона, активность препаратов спадает в соответствии с Т6=10,64' часа (цепочка 336Ка) и Т 5=36,1 мин. (цепочка звзйа) — периодами полураспада свинца-212 и 211 соответственно. Активность "'РЬ составляет -0,13% от начальной активности 930Вп, а активность 3'1РЬ 0,2% от начальной активности 319Кп. В тех случаях, когда анализируемая проба содержит смесь изотопов радия, их идентификацию производят, наблюдая за изме,нением активности газовой компоненты, выделенной из образца, с последующим разложением полученной кривой на ее составляющие в соответствии с постоянными радиоактивного распада По форме кривой изменения активности выделенной порции газа можно определить, содержится ли здесь один изотоп радона, или их несколько.
При атом следует иметь в виду, что радон-219 практически полностью распадается менее чем за 1 мин., а радон- 220 распадается с Т113 1 мин., так что его активность примерно постоянна только в течение первых минут после выделения [457]. Несколько сложнее обстоит дело с идентификацией радия-228, когда он находится в смеси с другими изотопами радия, ввиду того что 7-спектр препаратов радия-228, полностью относящийся к дочернему актннию-228 с Тл=6,13 часа, не имеет видимых отличий и совпадает со спектрами продуктов распада радия-226 и 224.
В таких случаях получающийся спектр смеси может быть расшифрован методом разложения, с вычитанием спектра радия-224, нормированного к пику галлия-208 с энергией 2,62 Мав, и затем спектра радия-226, нормированного к пику висмута-214 с Е=1,76 Мав [457]. В качестве дополнительного приема при идентификации радиевых изотопов можно рекомецдовать выделение радия или дочерних продуктов его распада с последующим наблюдением за спектром, качественно меняннцимся во времени.
Изотопы радия могут быть идентифицированы в результате .наблюдения за изменением активности радиохнмически чистых радия или его продуктов распада. Для выделения радия могут быть использованы широко известные методы соосаждения с сульфатом бария, и в частности из растворов ЭДТА [187, 492), или соосаждения с хлористым барием из концентрированных растворов соляной кислоты Н21). Для а-излучающих изотопов радия-226, 224, и 223 лучше всего следить' за изменением а-активности. Нарастание а-активности радиохимически чистых препаратов радия-226, 224 и 223 показано на рис. 16, Наблюдение за Р-активностью радиевых препаратов не является столь аффективным способом идентификации, поскольку Р-активность, характеризующая распад некоторых дочерних продуктов, по мере их накопления быстро растет и наличие небольших количеств р-излучающих примесей сильно искажает форму начальной части кривой накопления.
Распад '2'Ва приводит к обрааованию следующей радиоактивной цепочки: зтвйк — -н 222йн — -+ 216Ро(й аА) — — о тесо и. ЗХЕЗ Дн. 2,06 мин. ~Н(Н,Н1 ХН,Н|» Н,10 Н 1 а а и 26,0 МИН Нот мин. 1,В4 1О-' ОЕК. +зтоРЬ(КИС) — ь 216В1(йай) + з 12,4 т. З,О1 ДН. н 21ОРО(йау) . — -ь зовРЬ(йаС) стабильный. 1аь4 дн. Увеличение активности в препарате радия-226 идет в соответствии с периодом полураспада радона, равным 3,8 дня. Примерно через 30 дней короткоживущие продукты распада приходят в равновесие с радием. При этом а-активность образца достигает максимального значения, в 4 раза превьпнающего начальную а-активность радия за счет а-распада Вп, ВаА и ВаС'.
а-Активность полония-210 [ВаР) в течение первого месяца пренебрежимо мала по сравнению с общей а-активностью преперата радия-226. Радий -224, распадаясь по схеме 224йа(ТЬХ) — -н нзойн(ТИ) — -+ 216Ро(ТЬА) — + З,В4 дн. ззн сек. 0,166 СЕИ + ызРЬ(ТЬВ) + мзВЦТЬС) + 212Ро(ТЬС') з 1ОИМ оно. вол мин.
Ы 206Т1(ТЬС ) о зовРЬ(ТЬВ) стабильный, З,1О мин. в соответствии с накоплением дочерних веществ вначале обнаруживает резкое увеличение а-активности. Максимум активности, в 3 раза превышающий исходную активность радия, достигается через 15 час. Затем происходит спад ее с периодом полураспада радия-224 Т А — — 3,64 дня. н-Активность радия-223, распадающегося по схеме ннн,х1 ' нкао П,ово дн. Зди СЕК. ЬЗЗ . 1О-' СЕК. — ь 211РЬ(АОВ) — — — + 21'В!(АсС) — + ИИТ!(АсС") — н з е з звн мкн.
2,16 мин. 4,22 ИИН. -+ 202РЬ(АО(4) стабильный, достигает через 4 часа своего максимума, примерно в 4 раза превышающего начальное значение активности, после чего происходит спад (период ТА — — 11,435 дня). Сравнивая эксперйментально полученную кривуто изменения активности выделенного нз образца радия с теоретической, представленной графически илн в виде табличных данных [321), можно идентифицировать тот или иной изотоп радия.
Если в образце содержится только один изотоп рация, то, разделив полученнуто в любой момент времени величину активности на теоретическуто относительную активность для этого же момента времени, можно получить постоянную величину, равную начальной активности анализируемого изотопа радия. Рост активности будет соответствовать расчетному только в том случае, если время, затраченное на выделение радия, будет значительно меньше времени периода полураспада дочерних продуктов. Смеси из указанных а-излучающих изотопов радин могут быть расшифрованы следующим образом. Пусть в момент времени 1 после отделения общая активность смеси будет (15) А, = А121 + Аз*о+ Аз*в где Ат, Аз, Ав — начальные активности трех радиевых изотопов; х„х„хз — относительные активности этих изотопов в момент времени Ь Относительные активности можно получить нз графиков, аналогичных представленным на рис.
16. Измерив активность смеси в три различных момента времени, можно составить систему из трех уравнений с тремя неизвестными, при решении которой находятся неизвестные величины начальной активности изотопов Аз, Аз, А . Этот метод дает хорошие результаты в том случае, если смесь состоит из двух изотопов, причем один компонент присутствует в количестве не менее 10% от содержания другого, Тем не менее в некоторых пропорциях и все три изотопа в образце могут быть обнаружены с высокой степенью определенности при условии, что измерения проведены в надлежащее моменты времени.
Активность образцов должна измеряться сразу после выделения и затем в такие моменты, чтобы относительная активность одного бэ или двух изотопов в интервале между этими измерениями претерпевала поддающиеся оценке изменения. Радий-228 испускает мягкие р-частицы с Е„,„,=55 кзв, которые не регистрируются обычными р-счетчиками. Однако он может быть обнаружен по нарастанию (~-активности его дочернего продукта актиния-228 (период полураспада равен 6,31 часа). Экспериментальная кривая накопления сравнивается с кривой, рассчитанной по уравнению Ас=Ао(1 — а ы), (16) где А, — активность в момент времени 1 после отделения; Аэ— начальная активность радия-228, соответствующая максимальной активности актиния-228 в равновесном состоянии, и ~ — постоянная распада актиния-228.
Другие изотопы радия с периодом полураспада более нескольких минут могут быть идентифицированы путем химического отделения и наблюдения за кривой распада. Следует иметь в виду, что при измерениях образцов с очень тонким слоем происходит потеря радона как за счет его диффузии из образца, так и за счет образующихся при распаде радия ядер отдачи, покидающих измеряемый образец. Вследствие этих причин измеряемая активность препарата будет меньше действительной. В случае радия-226 уменьшение активности за счет диффузии составляет примерно 2% и за счет ядер отдачи — 20э/о [456]. Болыпинство неорганических твердых тел обладает очень низкой эманирующей способностью, и поэтому, если в образце имеются весовые количества носителя, уменьшение активности за счет диффузии Вп и ядер отдачи становится очень незначительным. Потерю радона образцом можно определить: помещают образец на несколько минут в газовый проточный счетчик, затем препарат быстро вынимают, закрывают счетчик и перекрывают ток газа.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
