В.М. Вдовенко, Ю.В. Дубасов - Аналитическая химия Радия (1109691), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Рамтун измерил в микрокалориметре образцы Генигшмидта и опредечил, что период полураспада радия-226 равен 1599 +7 лет [420]. Коман с сотр. [326],непосредственно измеряя в иониаационной камере число испускаемых "'Ва а-частиц, определили, что его период полураспада 1622 +13 лет. Этим же методом, но проводя измерения на сцинтилляционном спектрометре, Себо нашел Тл — — 1617 лет [456]. Среднее из вышеприведенных значений соответствует периоду полураспада радия-226, равному 1604 года. Вейсс Иб] предлагает принять для '"Ва величину Т и — — 1600 лег. Радиоактивная цепочка радия-226 состоит из многих радиоактивных продуктов распада радия, которые в зависимости от условий хранения (герметичность) и вида радиевых препаратов (жидкие или твердые) присутствуют в равновесном или неравновесном с радием количествах. Если препарат радия-226 находится в герметично аакрытом сосуде (ампуле), то короткоживущие 7-излучающие продукты распада через один месяц приходят в равновесие с радием.
Равновесное состояние "'Ва со всеми продуктами распада достигается примерно через 140 лет [51]. Препараты радия выделяют тепло вследствие самопоглощения энергии а- и р-частиц, испускаемых при распаде радия и его дочерних продуктов. Наиболее точное измерение теплового эффекта И81] "'Ва было проведено в результате измерения трех радиевых эталонов, изготовленных Генигшмидтом в 1934 г. из особо чистой соли хлорида радия, которая использовалась для определения атомного веса радия.
Тепловой эффект для них равен 130,20 кал/г чае при толщине стенок ампулы, зквивалентной 0,184 езв свинца [354]. Для препаратов радия, имеющих срок изготовления около 2 лет, тепловой аффект составляет 129,70 как/г чае [20]. 7-Постоянная (мощность дозы излучения на расстоянии 1 см) для равновесного препарата радия, помещенного в платиновую ампулу с толщиной стенок 0.5 мм, составляет 8,44+0,07 [238], 8,1+0,18 И! и 8,30р/чае звг см (+5%) [419].
Горшков предлагает принять 7-постоянную радия равной 8,25 р/час мг сэв, И9]. Препараты солей радия испускают нейтроны, образузощиеся в результате реакции ( а, и), протекающей на ядрах анионов легких элементов при бомбардировке их а-частицами радия и его дочерних продуктов.
Так, ВаВг, испускает 4 — 8, Ва804 И вЂ” 21 и ВаС], 65 — 120 и/сек эвг И27]. Препараты радия испускают также образующиеся в результате взаимодействия 7-излучения со стенками ампул по реакции (7, и) фотонейтроны. Энергия этих нейтронов меньше, чем нейтронов реакции ( а, и). "'Ва широко использовался для изготовления нейтронных источников. Долгов время радий-бериллиевые источники были единственными интенсивными лабораторными излучателями нейтронов. Средняя энергия нейтронного спектра радий-бериллиевого источника около 4,6 Мэв. Абсолютные измерения показали, что выход нейтронов равен (1,50+0,07) 10' и/сек для 1 кюри радия в равновесии с продуктами распада [234] и зависит от соотношения радия и бериллия И22]. Сечение захвата тепловых нейтронов для реакции 2'вВа (и, 7) "тВа составляет 23 барма И53].
Сечение деления радия-226 нейтронами с энергией 2 — 23 Мэв лежит в пределах с =0,5 — 37 эвбари у [389!. Сечения реакций "'Ва (и, 2и) и "'Ва (и, Зи) под действием нейтронов с знергией 14,5 Мэг равны 1,60+0,20 и 0,63+0,07 бари соответственно [390]. Период полураспада по спонтанному деле- 2 Аналитическая химия радия Таблица 6 Мировое производство радия [35Н Цена, фунты [ стерлингов ~ Годы ва г ыа цена, Фунты стерлингов на 1 ыа Количество Количество, а Годы 1906 †19 1923 1927 7,8 20 26 1929 1930 1934 60 60 525 10 10 10 Количество радия, а Количество радин Годы Годы Таблица 7,8 1925 †19 31,24 ~ 1936 †19 48,76 12,5 1906 — 1913 1913 †19 Годы США Канада Канада годы США 1933 1934 1935 1936 3,02 6,1 7,64 15,54 23,77 70 90 1937 1938 1939 3,14 7,82 1,01 3,33 2,76 2* 19 18 нию радия-226 составляет не менее 10ы лет, что соответствует 0,6 акта деления на 1 г радия-226 в 1 сек.
!458 [. Производство радия и его применение. До развития реакторного способа получения радиоактивных изотопов радий имел очень широкое применение, и мировой запас его к 1954 г. составлял около 2,5 яг (2500 кюри) [481 [. Интересны история и статистика производства первого высокорадиоактивного злемента [351[. Первая полупромышленная установка, если не считать установку М. Кюри, была построена Арме де Лилем в 1904 г. вблизи Парижа. Сначала на ней перерабатыа ись концентраты смоляной руды Иоахимстальского месторожде- А ния, затем руды Португалии, карнотитовые концентраты из СШ позднев — руды с Мадагаскара.
Вообще же началом радиевой промьгшленности считается 1906 г. — год, когда Иоахимстальский (Яхимовский) завод был впервые переведен на производство радия. Производительность его в первые годы была около 1 г/год и к 1940 г. достигла 4 г/год. П и содержании в смоляной руде 50% [)аО, для получения 1 г Р д а ия требуется переработать 7 т руды. Полный цикл операций, начиная с добывания руды и кончая получением очищенного хлорида радия, длился 9 месяцев. В табл.
5 приводятся данные по количеству радия, произведенному в Иоахимстале. Таблица 5 Производство радия в Иоахвмстаде [ЗэП В США в 1914 г. в Денвере начал работать государственный завод, перерабатывающий карнотитовые руды месторождения штатов Боло адо и 10та. Несмотря на то что США давали около 80% всего мирового производства радия, в 1923 г. все предприятия были закрыты, тян как пе выдержали конкуренции с крупным заводом в Бельгии. а) с 1923 г. пе еБельгийский завод (Оолен вблизи Антверпена) с г.
перерабатывал концентраты смоляной руды из месторождения в Катангеик г,д 1925 . авал около 95% всей мировой продукции радия. ынке о 1936 г., Бельгийский радий доминировал на мировом рынке до т. е. до тех пор, пока в Канаде на базе руды, добываемой в районе Большого Медвежьего озера, не был построен в Порт Хоуп завод. Е о п оизводительность к 1939 г, достигла 86 г го . г р Несмотря на то что завод в Порт Хоуп находился на рассто- янии около 4000 миль от месторождения и не был связан с ним же- лезной дорогой, радий, производимый в Канаде, оказался дешевле бельгийского, вследствие чего канадская фирма начала завоевывать мировой рынок. В 1939 г. обе фирмы заключили соглашение об объеме проиаводства каждой из них и совместном установлении цен.
В отличие от иоахимстальского и бельгийского заводов на заводе в Порт Хоуп применялся метод дробной кристаллизации не хлоридов, а бромидов. Процесс дробной кристаллизации начинался там при соотношении барий: радий, равном 1: 4 10-'. Данные о ценах и мировом производстве радия приводятся в табл. 6. С 1934 г. США возобновили производство радия. Однако с етого момента нет данных о производстве радия в Бельгии (можно полагать, что около 60 г/год), и потому ниже приводятся данные о производстве радия только в СП1А и в Канаде (см.
табл. 7). Производство радия (а) в Канаде и США Иа всего количества производимого радия 85% его применялось в медицинских целях, 10% для светящихся составов и остальные 5%, возможно, в металлургии. В медицине и по настоящее время радий — источник для получения радона, который используется в различных целях. В металлургии радием пользуются в промышленной 7-радиографии для проверки литья и швов [517[. Известно, что с помощью радия можно производить измерение толщины слоя катализатора в аппаратах для крекинга нефти [485 [.
"'Ва может быть использован в качестве радиационного источника в газовом хроматографе с ионизационным детектированием [463]. Радий применяют в промышленности для снятия статических зарядов [489]. Способ изготовления таких радиевых источников на основе неорганических эмалей дан в работах [32, 401]. Довольно широкое применение в производстве светящихся красок (светосоставов) получил в свое. время радий-228 (МзТ[<,) незначительные количества которого добавляются к сульфиду цинка (4 — 100 мккюри на 1 г состава) [515]. Радий-226 и в настоящее время является одним из основных 7-радиоактивных стандартов, представляющих широкий набор энергий 7-квантов [16].
"'Ва используется как стартовый материал для получения "'Ас путем облучения в реакторе по схеме мгНа (г, т) гмНа — — + аз<Аз г 4< 3 с сечением захвата нейтронов радием-226 -20 барк [142]. Актиний-227, как известно, может быть использован для изготовления изотопных источников тока [235]. Имеющиеся в Западной Европе запасы радия-226 могут обеспечить производство 100 г/год мпАс при облучении в реакторе ВВ-2 [200]. Токсичность радия и техника безопасности при работе с ним. Радий является сильно токсичным веществом, требующим осторожного обращения. С биологической точки зрения наиболее опасными являются радиоактивные свойства радия. Препараты радия вследствие содержания дочерних продуктов распада обладают весьма сложным спектром а-, р- и 7-излучения, а также являются источником радиоактивного газа — радона.
В связи с этих факторы лучевого воздействия радия на организм весьма многообразны. Радиотоксическое действие радия, попадающего в организм ингаляцнонным или другими путями, имеет специфические особенности, связанные с сильно ионизирующим действием короткопробежных а-частиц, большим периодом полураспада, ярко выраженной органотропностью (95 — 99% введенного радия содерткится в костной ткани) и длительной задержкой в организме Максимально допустимое количество радия-226, фиксированного в человеческом организме, составляет 0,1 мкг. Ввиду постоянного выделения радона работа с препаратами радия требует принятия особых мер предосторожности, исключающих его утечку, в результате которой происходит заражение воздуха, вдыхаемого персоналом. Опасность длительного вдыхания радона связана главным образом с накоплением и распадом в органах дыхания его короткоживущих дочерних продуктов: КаА, КаВ, КаС, которые находятся в воздухе в виде тонкодисперсных аэрозолей.
Энергия распада ВаА, ВаВ и КаС полностью выделяется в органах дыхания. 20 Работа с радием в зависимости от его количеств должна проводиться в горячих камерах с манипуляторами или в герметичных перчаточных боксах, исключающих утечку радона. При вскрытии ампул с твердымипрепаратами радия(хлорид, бромид) в атмосферу камеры или бокса поступает радон в количестве не более 1 — 2% от равновесного. Сульфат и карбонат радия при комнатной температуре выделяют радон в меньшем количестве [68]. При растворении солей радия большая часть радона (-75%) выделяется из раствора; при кипячении раствора происходит нарушение радиоактивного равновесия и как следствие наблюдается быстрое (в течение 3 час.) уменьшение 7-активности препарата за счет распада короткоживущих дочерних продуктов КаВ, КаС.
Такой прием снижения 7-активности препарата, а следовательно и уменьшения внешнего облучения, приводит, однако, к выделению в воздух больших количеств радона, предельно допустимая концентрация (ПДК) которого в воздухе населенных пунктов составляет 3 10 ы и в санитарно защитных зонах 1 10-<' кюри<<л [73]. Воздух нз вытяжной системы при этом необходимо выбрасывать на высоте не менее 4 м выше конька крыши самого высокого здания, находящегося в радиусе 50 м от места выброса.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
