М.С. Милюкова, Н.И. Гусев, И.Г. Сентюрин, И.С. Скляренко - Аналитическая химия Плутония (1110081), страница 26
Текст из файла (страница 26)
В таких же боксах должны выполняться и спектральные анализы. Большинство этих операций не требует совершенной герметичности. Боксы, описанные в работах (75, 77], имеют съемную и незакрепленную жестко переднюю стенку. В этой системе не при~меняется уплотнение небольших зазоров. Круглосуточная работа вытяжной вентиляции обеспе- ' Здесь не освещаются системы защиты, применяемые для работы с препаоатамн, высокоактивнымн по 6- и у-излучению. Они описаны в ряде работ [166, 267, 616!.
И7 чивает постоянное разряжение внутри бокса (-20 — 30 мм вод. ст.), вследствие чего чистый воздух из лаборатории интенсивно просачивается через тонкие щели внутрь бокса, исключая попадание радиоактивной пыли из бокса в лабораторное помещение. Часто возникает необходимость измельчить пластинку металлического плутония и расфасовать кусочки в отдельные герметические емкости для хранения. Раскалывание может быть про- изведено в ступке, схема которой пред- 74, Г ставлена на рис. 47.
Отколотый кусок металла пинцетом осторожно помещают в толстостенную пробирку, которую затем запаивают либо под вакуумом, либо в атмосфере инертного газа (аргона), Хранение плутония в запаянных ампулах предохраняет металл от значительного окисления под действием воздуха. ь Для приготовления растворов плу- тония с точным титром обычно поль- М зуются металлическим плутонием, который, как правило, бывает покрыт тонким слоем окиси. Для очистки пластинки от окиси применяют или опиливание (соскабливание) верхнего слоя или электрополирование поверх- дУ ности в растворе поташа (717).
Такая «мокрая» обработка предотвращает Рис. 47, Стальная ступка распыление высокотоксичных крупикля раскалывания кеталлн- ноК окиеи ческого плутония Прокаливание соединений плуто- ния производят в печи, которую помешают в бокс-шкаф, снабженный шлюзом со стандартной кассетой, служащей для переноски тиглей в весовой бокс. Для взвешивания применяют весы АДВ-200. Рукоятки управления весами удлиняют и выносят на наружную поверхность бокса через войлочные уплотнения, прижатые к наружной плоскости передней стенки металлическими фланцами [75, 771 2. Боксы с частично открытым передним фронтом (оставляемое отверстие обеспечивает свободное перемещение рук по горизонтам и ограниченное — по вертикали).
К этому классу также относятся боксы, у которых удалены перчатки, закрывающие перчаточные отверстия. В них выполняются операции растворения твердых соединений, упаривания, отбора проб, а также осаждения, экстрагирования, хроматографирования и др, Работы такого рода не требуют герметизации внутреннего пространства бокса вследствие относительно небольшой опасности образова- ния радиоактивных аэрозолей, Необходимым условием является просасывание воздуха через открытую переднюю плоскость бокса с линейной скоростью 1,5 м/сек (200). По американским данным, для таких работ достаточна скорость 0,5 м/сек (5481 Растворение плутония и его соединений в кислотах во избежание разбрызгивания при нагревании лучше всего проводить в колбах с удлиненным горлом достаточно большого объема.
На случай аварии колбу устанавливают на металлическом поддоне, а при растворении металла — в стакан с водой для охлаждения. Емкость, в которой производят нагревание или упаривание растворов, рекомендуется помещать под специальный колпак с отсосом из боросиликатного стекла 1717), чтобы Рис.
48. Пенал для кишенев предотвратить конденсацию паров кислот на внутренних стенках бокса. Наиболее рационально упаривать кислые растворы в стеклянных перегонных аппаратах с водяным охлаждением, Конденсат выливают в специальную канализацию, 3. Исследования показали (5481, что с малыми образцами разбавленных раствором плутония (общее количество плутония — 1 — 2 мкг) можно работать в боксах-шкафах со значительно открытым передним фронтом. Здесь могут проводиться отбор проб растворов порядка нескольких сотых миллилитра в колбы и на подложки для а-счета, их выпаривание и прокаливание, а также другие химические операции с микроколичествами элемента. Согласно санитарным нормам (200], работы могут выполняться в обычном порядке (как с нерадиоактивными изотопами), если концентрация плутония в растворе не превышает 0,03 мкг/мл, а общее его количество не более 1,5 мкг. При хранении растворов плутония в плотно закрытых сосудах следует учитывать образование газов — продуктов радио- лиза воды.
Для предупреждения разрыва сосудов их периодически открывают; иногда они снабжаются предохранительными клапанами, Отбор проб раствора для различных операций, в том числе 'на мишени для радиометрического анализа, следует производить с помощью пипеток, соединенных со шприцами резиновыми или другими эластичными шлангами. На одном штативе могут быть укреплены несколько пипеток разного объема. Наиболее удобно 119 расположить шприцы в горизонтальном фиксированном положении под основанием штатива или на отдельной панели. Выпаривание и сжигание веществ яа мишени обычно производят в том же боксе, где проводят нанесение растворов, Мишени для а-счета переносят в пеналах (рис, 48) для предотвращения потерь нанесенного вещества.
Несмотря на принимаемые меры борьбы с загрязненностью боксов и лабораторных помещений, иногда необходимо проводить их дезактивацию. В качестве дезактивирующих растворов применяют минеральные кислоты, соду, соли лимонной и щавелевой кислот, комплексоны (200) и другие вещества [2551 Глава О! КАЧЕСТВЕННОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛУТОНИЯ Некоторые свойства плутония (а-радиоактнвность, склонность к комплексообразованию и др.) могут быть использованы для быстрого качественного определения плутония. Наиболее подходящими для обнаружения плутония являются методы раднометрнческого и химического анализа. Качественное определение плутония в сложных по химическому составу объектах проводится довольно редко.
Для обнаружения плутония наибольшее значение приобрел радиометрический метод, основанный на измерении общего а- излучения плутония и его энергии. Этот метод не требует проведения сложных химических операций и больших затрат времени и характеризуется довольно высокой чувствительностью, Радиометрический метод позволяет обнаружить 0,0001 мкг Ри'ав. При наличии в анализируемом образце других а-излучателей идентификация плутония может быть выполнена измерением энергии а-частиц при помощи а-анализаторов "'. В ряде химических и физико-химических методов качественного определения плутония используется различие в свойствах валентных форм плутония.
Ион трехвалертного плутония в довольно концентрнроваяных водных растворах можно обнаружить по ярко-голубой окраске, резко отличающейся от желто- коричневой окраски водных растворов, содержащих ионы четырехвалентного плутония. Спектры светопоглощения растворов солей плутония в различных степенях окисления имеют специфические и узкие полосы поглощения, что позволяет проводить идентификацию валентных форм и обнаружение одной из них в присутствии других. Наиболее характерные максимумы светопоглощения Ри(П!) лежат в области 600 и 900 ммк, Ри(!Ъ') — 480 и 660 ммк, Рп(Ч)— 569 ммк и Ри (Ъ'1) — 830 — 835 ммк (3481 Для открытия плутония могут быть использованы реакции с " Радиометричесиий метод определения плутония описан в тл. 1Ч. 121 Таблица !2 Окраска Чуаствиршкцнн.
мкат'мл реа гент Авторы комплекса ро Ву) Ораижево- желтая Оранжевая Тороп 1 Тороп И Хлорфосторои В. Н. Куаиецав, В. А, Миней. лов, Н. Ф. Лапшина (1956 т.) В. Н. Куан ц . В. А. Мн. найлон (1959 г.) Малиновая Красная 0,2 0,6 П, Н, Палей, Н. Е. Кочет. к ш, А, А. Немодрук (ФЫ г.) Е. С. Пальшни (1955 г.) А. Е. Клыгнн, В. К. Павлова (1955)1 !1091 В. К. Павлова (19% т,) РАДИОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД Амииоторон Арсеназо 1 Розовая Фиолетовая Синяя 0,5 О,! Арсеназо И Арсеназо Ц! Фиолетовая Голубовато.
зеленая 0,2 В. И. Куанецав, С. В. Саввин и др, (1960 т.) П. Н. Палей, Н. Е. Кочеткова, А. А. Немодрук (1961 т.) 0,0! Хлорфосфоиа. зо ! Хлорфосфона- зо ГИ Ализарнн 5 Красная Синяя Фиолетовая Красно-фио- летовая Лимоиио- желтая Розовая С'0,0! П. Н. Палей, Н. Е. Кочет. кана, А. А, Нсмадрук (!961 т.) (5(71 Красно-фиолетовая Синяя 2,0 0,5 В. И. Куаиецов, Е, С. Пальшнн (1957, г.) Родамин ЗБ интенсивно окрашенными реагентами типа арсеназо и торона (табл.
12). цветные реакции Рн(!У) с органическими реагентамн Плутоний в различных окислительных состояниях образует большое число труднорастворимых соединений и экстрагируемых комплексов как с неорганическими, так и с органическими реагентами. Так, например, трехвалентный плутоний осаждается избытком аммиака или щелочи в виде гидроокиси голубого цвета, а четырехвалентный плутоний осаждается в виде гидроокиси бурого цвета из нитратных, хлоридных, сульфатных н перхлоратных растворов.
Кроме того, плутоний образует целый ряд труднораспворимых соединений — иодаты, фториды, фосфаты, оксалаты и многие другие, в том числе и соединения с органическими реагентами, Однако эти реакции, так же как цветные реакции, недоста. точно специфичны, так как многие элементы, в первую- очередь уран, нептуний, торий и цирконий, ведут себя аналогично плутонию, Глава.?]7 КОЛИЧЕСТВЕННОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛУТОНИЯ Радиометрический метод определения плутония получил большое распространение. Это обусловлено тем, что главный изотоп плутония, Рцз", имеет очень высокую а-радиоактивность, которая значительно превосходит активность других элементов, получающихся обычно в ядерном реакторе.
Метод позволяет определять очень малые количества плутония (порядка 0,1 мкг и менее), Высокая чувствительность, сравнительно простая аппаратура и несложная техника работы позволяют широко использовать радиометрический метод в технологическом контроле производства плутония и в научных исследованиях. Удельная активность Рц"9 составляет 136200 раса?мин.удкг "*, Энергетический спектр его а- частиц представлен двумя основными группами с энергией 5,147 и 5,134 Мэв, а также группой с энергией от 5,10 до 4,66 Мэв !3, гл 7; 657]. Характеристика нзлууений других изотопов плутония приведена в табл. 1 (стр. 8), Альфа-излучение характеризуется длиной пробега а-частиц и их энергией. Большая доля энергии при прглощении расходуется на ионнзацию вещества. Удельная плотность ионизации воздуха а-частицами меняется в пределах от 2200 до 7000 пар ионов на 1 мм для интервала энергий 7,9 — 0,95 Мэв.
Удельная плотность нонизации воздуха [)-частицами составляет всего 5 — 20 пар ионов на 1 5(й( пробега в интервале энергий 1,5 Мэв — 60 Кэв. Удельная ионизация у-лучами почти на два порядка меньше. Таким образом, сущеспвует возможность определения а-активности препарата на фоне преобладающей 6- и Т-активности сопутствующих элементов, что особенно важно при анализе реакторных е Наиболее точная величина удельной активности Рцы' определена советскими авторами [8?] и равна 136 200т200 рцсп?мпн мка. Это значение согласуется с даинымн другнк авторов [411, 467, 656, 727]. материалов. Допустимые уровни р-активности в анализируемых пробах определяются природой излучения и используемой счетной аппаратурой, Так, например, при работе с электронно-импульсными камерами можно проводить измерение а-излучения в присутствии 6-активности с большой энергией частиц (например, Апмд), превышающей 2,5 ° 10'о раси/мин, Допустимый уровень более мягкого 6-излучения (например, Нр"') составляет -5 !О' раси/мин, Предельные количества 6-активности при измерении на пропорциональных счетчиках для жестких 6-частии равны приблизительно 2 !О» раси/мин [3, гл.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
