В.М. Вдовенко, Ю.В. Дубасов - Аналитическая химия Радия (1109691), страница 14
Текст из файла (страница 14)
Зарегистрированная счетчиком активность будет соответствовать радону, вышедшему из образца. Идентификация изотопов радия-226, 224, 223 может быть осуществлена в результате наблюдения за изменением активности продуктов распада радона-222, 220 н 219. Для этих целей оказываются весьма пригодными изотопы висмута и свинца, так назы-. ваемые В- и С-продукты распада, с достаточно большими периодами полураспада. Ввиду того что активный осадок (продукты распада Вп) состоит из изотопов негазообразных элементов, их отделение от радона осуществляется сравнительно легко.
Если радон выделен из конденсированной фазы, содержащей радий, и переведен в соответствующий сосуд, то в результате распада радона на стенках сосуда оседает активный осадок. Для снятия. осадка стенки сосуда обмывают кислотой, раствор наносят на подложку и упаривают под инфракрасной лампой досуха. Можно также в сосуд, содержащий радон, поместить подложку, либо проволочку, н тогда продукты распада будут выделяться на поверхности этих предметов. Поскольку образующиеся при актах распада «горячие» атомы в течение очень короткого промежутка времени имеют весьма высокий положительный заряд, то количество осевшего осадка может быть значительно увеличено при подаче отрицательного напряжения порядка нескольких сотен вольт на вводимый в сосуд коллектор.
При выдерживании коллектора в сосуде с радоном-222 в течение нескольких минут на его поверхности собирается только радий-А — первый продукт распада. Радий-А, В и С, накапливаясь на поверхности коллектора, приходят в равновесное состояние через 4 часа, если он не заряжен, и через 2 часа, если он находится под отрицательным напряжением !441). Скорость распада выделенного активного осадка определяется периодами полураспада членов радиоактивной цепочки и зависит от состояния равновесия атой цепочки перед выделением. Изменение а-, р- или 7-активности осадка может быть использовано в качестве критерия для идентификации изотопов радона, а значит и радия.
а-Активность осадка, отделенного от радона-222, с которым он находился в состоянии равновесия, будет в течение первых 10 мнн. быстро уменьшаться вследствие распада полония-218 (Т.ь — — 3,05 мин.). После этого з- и ~-активности в течение нескольких часов будут убывать (период полураспада около 0,5 часа). При идентификации радия-226 по изменению 6-активности деэманированного раствора следует учитывать, что в растворах радия-226 за несколько лет накапливаются значительные количества висмута-210 и полония-210.
Поэтому на их присутствие необходимо делать поправку, измеряя р-активность, оставшуюся после распада короткоживущих составляющих активного осадка — свинца- 214 (Т~,' — — 26,8 мин.), висмута-214 (Ть — — 19,7 мин.). Свинец-210, предшественник висмута-210, испускает очень мягкие р-частицы н, как правило, не обнаруживается, если даже и присутствует.
7-Активность висмута-214 в первый час уменыпается медленно, так как в это время идет накопление висмута-214 за счет распада свинца-214. В следующий, второй, час происходит спад 7-активности (период полураспада около 30 мин.). 7-Излучение свинца- 214 мягкое и может быть отфильтровано. Скорость распада активного осадка радия-224 в значительной степени зависит от состояния равновесия между свинцом-212 и висмутом-212, которое в свою очередь определяется состоянием равновесия активного осадка в исследуемом образце, а также временем и способом его выделения.
Свинец-212 (ТЬВ) и висмут-212 (ТЬС) достигают равновесия примерно через 7 час. после введения торона в герметичный сосуд. Выделенный из этого сосуда через 7 час. активный осадок распадается в соответствии с периодом полураспада свинца-212, т. е. 10,64 часа.
В том случае, когда равновесие между ТЬВ и ТЬС не достигнуто, их суммарная активность будет возрастать до 64 65 5 Аналигэчеекая аимвя радин момента наступления равновесия, после чего начнется уменьшение активности, определяемое распадом свинца-212. Распад свинца-214 и висмута-214 после их отделения от радия- 226, находящегося в равновесии с ниии, показан на рис.
17. Соответствующие кривые распада для свинца-212 и висмута-212 (дочерних продуктов радия-224) даны на рис. 18. Изотопы радия также могут быть обнаружены и идентифицированы 7-спектрометрическим методом или в результате наблюдения за изменением 7-активности продуктов распада. В радио- ь а «ь гп эп Вп Вп упп угп уэп Время после очиептни, мин Зпереия, руео активной цепочке радия-226 7-кванты с энергиями 1,76 и 0,609 ЛХов являются наиболее характернььми, так как они менее всего перекрываются излучением других 7-активных веществ.
7-Кванты с энергией 2,62 ЬХвв, испускаемые таллием-208, относящимся к генотической цопочке радия-224, наиболее жесткие среди всех 7-излучений естественных радиозлементов и потому являются надежным индикатором присутствия родоначальника данной цепочки. Для идентификации радия-223 может быть использовано 7-излучение свинца-211 с энергиями 0,404, 0,425 и 0,829 Мэв. Энергии и квантовые выходы 7-излучения изотопов радия и продуктов их распада даны в работе [22[. Наилучшим способом идентификации радия-228 является отделение дочернего продукта — актиния-228, имеющего период полураспада 6,13 часа, с регистрацией р-излучения актиниевой фрак- 5» 67 к г,пп Ъ бпп щ п,пп й п,гп $ й П,уп ~д п,по и Рис. 17. Накопление и распад полония-218, свинца-214 и полония-214— продуктов распада радия-226 — после их выделения пя равновесного препарата радия [457[.
Активность относится к начальной активности радия-22е. 1 — обп1ая б-активности я— Е активность свинца-214 и висмута-214; л— 4ьактивнееть свинца-214; 4 — общан -активность; а — -активность полония-212 и 214; с — «-активность полония-214. вг,п ~и~ г,о кбо н 1,П й к й О,о 4 оп 'и г 4 В В уо Время песне очиептни. часы Рне. 18. Накопление и распад свинца-212, висмута-212, полонин-212 и таллня-208 — продуктов распада радин-224 — после их выделенкя иа равновесного препарата радия [457[.
Активность относится к начальной активности рания-224. 1 — общая а-автивттостщ я — б-активность свинца-212; а — общая -активность; л — «-активность висмута-212. ции. Наиболее простым методом для такого разделения может послужить соосаждение актиния с несколькими миллиграммами гидроокиси лантана или железа [319[. Если при этом радий и будет частично захвачен осадком с сильно развитой поверхностью, то его мягкое р-излучение в первое время (несколько периодов полураспада аааАс) не будет мешать измерению. Кроме того, радий может быть полностью удачен в результате двух-трех переосаждений гидроокиси. Если имеются другие радиоактивные излучатели, которые соосаждаются с гидроокисью, то необходимо сначала 1'ие, 19. «лСпсптр радин-226 и продуктов его распада [457[.
произвести выделоние радия с последующим выделением из полученного препарата актиния-228. Присутствие радия в исследуемом образцо подтверждается наличием короткоживущих продуктов распада только в том случае, если они распадаются в исходном образце в соответствии с периодом полураспада материнского элемента. В остальных случаях либо отсутствует материнское вещество, либо дочернее присутствует в количествах, превышающих равновесные. а-Излучающие изотопы радия могут быть идентифицированы в смеси многих а-излучателей по энергетическому спектру испускаемых ими и продуктами их распада а-частиц. В экспериментальном отнопгении получение а-спектра представляет по сравнению с,-спектроскопией более серьезную задачу.
а-Спектр может быть получен с помощью импульсной ионизационной сеточной камеры, пропорционального проводниковых детекторов 74 2~г ь уа 3 8 из Энергия, Л47й Рис. 20. а-Спектр радия-223 и продуктов его распада [457]. '.а ь ь г ь в и„ с» сигея на внутреннюю повер Поскольку поверхность цил 68 Рис. 2С и-Спектр радия-224 и дуитоя его распада [457]. счетчика, а также с помощью полу- [39], позволяющих получить спектр высокого разрешения. и-Частицы имеют очень малую длину пробега и потеря энергии частицами в образце приводит к уширению энергетического пика и-частиц в сторону низких энергий. В связи с этим препараты, предназначенные для и-спектрометрии, должны быть нанесены на подлонгку в виде очень тонкого слоя.
(Методика получения тонких радиевых источников для и-спектрометрии будет дана в следующей главе). Если и-частицы по величине энергии достаточно различаются, то моигно воспользоваться источником, содержащим небольшое количество твердого вещества, порядка десятых долей мил лиграмма на 1 сия. Количество носителя должно быть сведено до минимума, и поэтому, если содержание радия в образце сравнительно велико, необходимо брать на исследование только некоторую часть выделенного радия.
Если нет условий для выделения радия из образца, содержащего большое количество нерадиоактивных твердых веществ, для получения хорошего спектра можно нанести исследуемое вещество на большую поверхность. Для этих целей про- могут быть использованы ионизационные цилиндрические камеры, в которых образец нанохность цилиндра камеры [284 †2].
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
