М.С. Милюкова, Н.И. Гусев, И.Г. Сентюрин, И.С. Скляренко - Аналитическая химия Плутония (1110081), страница 27
Текст из файла (страница 27)
!6), На результаты радиометрических измерений препаратов плутония-239 большое влияние оказывают другие а-излучателн. Определению Рн"' мешает главным образом изотоп Рц"', который в составе своего излучения имеет а-частицы с энергией -5,15 А4эв, близкие по энергии к а-частицам Рп»". При облучении урана в ядерном реакторе помимо Рп"' образуется ряд других изотопов плутония: Рп"', Рп'4о, Рпаа и Рп»4з, которые не отделяются при химической переработке облученного материала. Содержание этих изотопов в облученном материале непостоянно и зависит от изотопного состава урана, от времени и интенсивности облучения, от выдержки после облучения, Количество изотопа Рпыо в Рп»зп может колебаться от 1 до 7о/о по весу [339, 4!1, 663), содержание других изотопов не превышает обычно десятых долей процента, Знание изотопического состава и удельной активности изотопов плутония позволяет вводить поправки в величину а-активности измеряемых препаратов.
Процентное содержание Рпыо определяют по эмпирической формуле (Я. П. Докучаев, !955 г.): у =136 200ч»4 2! 1 х, где у — число а-распадов в ! мин. для 1 мкг смеси изотопов плутония; х — содержание изотопа Рп»«о, %', 136200 — удельная активность изотопа Рпзз', расн/мин мкг, Количество изотопа Рпем в плутонии пропорционально содержанию изотопа Рпз«о. В результате 8-распада Рвем (период полураспада 13 лет) образуется интенсивный а-излучатель АпР4', Поэтому активность препаратов плутония с течением времени возрастает, что особенно нежелательно для стандартных препаратов. Для того чтобы вводимая поправка через год после приготовления стандартов не превышала 0,2%, необходимо использовать для работы плутоний, содержащий не более 2 вес.
% изотопа Рпыо. В последнее время все шире стали использоваться а-анализаторы, позволяющие проводить определение одних а-излучателей в присутствии других. Другой стороной, характеризующей процесс поглощения а-излучения веществом, является длина пробега а-частиц. Для 124 каждой энергии а-частиц длина пробега имеет небольшой разброс по величине [16). Пробег а-частиц различных излучателей в воздухе колеблется от 2,6 до 8,6 см при нормальных условиях. Для Римо длина пробега а-частиц в воздухе составляет примерно 3,7 см, в воде она равна всего 35 мк [46). Для приблизительной оценки (с точностью ч-15%) величины пробега а-частиц в других веществах используют формулу П = З 1О ' —" [/А, (2) где Ко — величина пробега а-частиц в воздухе; р — плотность поглощающего вещества; А — атомный вес поглощающего элемента.
Малая проникающая способность а-излучення по сравнению с другими видами излучений предъявляет ряд специфических требований к методам радиометрнн н, хае в частности, к методам приготовления измеряемых образцов для а-счета. Обычный способ приготовления препаратов состоит в нанесении тонкого -~~ : — — — — у слоя а-излучателя на подкладку («мишень»). Чтобы избежать поглощения 7У а-частиц самим препаратом, толщина слоя должна составлять малую долю ~~~ гр от длины пробега а-частиц.
Заметного '".--а самоп оглашения еще не вызывают 50 мкг Рп»з» в виде солей или двуокн- В г 4 В а си на площади около ! см'. лаеаееерепее На определение плутония большое еаемее оа, г/а влиЯние оказывают постоРонние соли, Рпо. 49. В.папке»ломе топ присутствующие в анализируемом об- пд определение пчутопппп разце. П. Н. Палей и М. С. Милюкова радпометрическим методом (1951 г.) исследовали влияние ряда .~ — щуп. г — ь', д — н.; а — ы элементов на определение плутония радиометрическим методом. Исходные растворы содержали соли лития, натрия, лантана и урана в концентрациях от 1 до 8 г/л в пересчете на элемент при постоянной концентрации плутония, равной 0,7 мг/л. На подкладку площадью -2 см' наносили 0,25 мл раствора, после чего препарат выпаривали, прокаливали и измеряли его а-активность.
Результаты этих опытов (рис. 49) показывают, что легкие элементы при равных весовых количествах дают более заниженные результаты, чем тяжелые. Допустимое количество солей на подкладке составляет примерно величину не более О,! мг на площади 1 см'. Большое поглощение а-частиц в препарате может происхолить, кроме того, за счет неравномерного распределения вещества по поверхности подкладки. Особенно высокие требования 125 к препаратам, в этом отношении, предъявляются при измерении спектров а-частиц при помощи спектрометров.
Большинство радиометрических измерений проводят после нанесения порции раствора плутония на металлическую подкладку, выпаривания его и прокаливания тонкого слоя твердого вещества. Меньшее распространение получили методы измерения активности непосредственно с поверхности жидкости или из относительно толстого слоя твердого вещества, содержащего плутоний. Ниже будут описаны методы приготовления анализируемых растворов для радиометрии, методы количественного нанесения раствора, приемы стандартизации а-измерений и способы измерения а-активности.
Подготовка и приготовление а-препаратов Анализируемый препарат наносят в виде тонкого слоя на поверхность подкладки. Подкладка представляет собой обычно диск или тарелочку с бортиками, В зависимости от рода работы и типов используемых датчиков применяют подкладки различных видов и размеров. Подкладка должна быть плоской и гладкой, не иметь углублений и складок, которые могут вызывать поглощение а-частиц самим препаратом.
Материал подкладки играет немаловажную роль, Он должен быть химкчески устойчив в отношении тех сред, с которыми он будет соприкасаться в процессе приготовления а-препаратов. Кроме того, при длительном использовании препаратов следует учитывать возможную диффузию вещества в объем подкладки. Я. П. Докучаев и Р. В, Лебедева (1952 г.) изучали стабильность радиоактивных препаратов плутония во времени с целью выяснения влияния диффузии на точность а-счета. Наблюдения проводились в течение полутора лет над препаратами, содержащими двуокись плутония на подкладках из платины, нержавеющей стали ЭЯ-1Т, никеля, меди, латуни, цинка и других металлов.
Было показано, что диффузии плутония в платину при 20 и 200'С не происходит. Препараты, изготовленные на подкладках из нержавеющей стали, оказались стабильными при 20'С, ио при 200'С активность их за год уменьшилась на 5,1'$. Заметная диффузия плутония наблюдается в алюминий, никель и олово не только при 200'С, но и при 20'С. Таким образом платина и нержавеющая сталь являются лучшими материалами для подкладок. В некоторых случаях можно использовать также кварц (641 Подкладки из платины мало используются для работы вследствие трудности очистки ее от а-активности для повторного использования. Двуокись плутония удаляют с подкладки одним из описанных способов (см.
стр. 107), затем подкладку многократно обрабатывают концентрированной НИОз. 126 В аналитической практике чаще всего используются подкладки из нержавеющей стали. Подкладки перед нанесением на них раствора плутония промывают органическим раетворителем, например бензолом, для удаления жировых и масляных пятен, которые мешают равномерному распределению активного вещества. Затем подкладки кипятят в 1,5 л( Н(чОм тщательно промывают водой и высушивают. Для предотвращения растекания активного раствора до самых краев подкладки, бортики последней смазывают лаком (смесью 0,4 г полистирола, О,! г парафина и 5 г бензола).
При приготовлении препаратов существенно определение их оптимальной а-активности. С точки зрения точности счета и превышения его над фоном выгоднее пользоваться препаратами большой активности, порядка 1 — 1О мкг плутония(смз, Верхний предел количества плутония в препарате определяется самопоглощением его а-излучения. Максимальное количество плутония и солей на подкладке не должно быть более 50 мкг)см'. Уровень активности препарата ограничивается также используемой ап. паратурой (типом камеры, усилителя и пересчетных устройств). Например, при работе на установке типа ДА с камерой МК-ЗМ оптимальное количество плутония в препарате составляет 0,05 — 0,1 мкг/смз плутония.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
