Н.Г. Полянский - Аналитическая химия Брома (1110084), страница 41
Текст из файла (страница 41)
Величина активности пе зависит от состояния окисления определяем ого элемента, но зависит от содернсания активируемого изотопа " б, в п"о е, интенсивности и природы актпвирующего потока, эффективного сечения реакции и времени активации, от длительности «охлаждения» с момента прекращения облучения до начала измерения. $53 Активность анализируемого образца обычно измеряют ао отно- шению к эталону, облучая одновременно с пробой известное ко- личество определяемого элемента, Как правило, результаты измерения при активационном анали- зе выдаются в виде у-спектров, которые для долгоживущих изото- пов саимаются несколько раз через определенные промежутки времени. При обработке спектров незаменимую помощь оказы- ва>от ЭВМ, на которых проводятся идентификация, сглаживание змерение площади фотопиков, а ао особой программеосущест- вляется статистическая обработка результатов.
Обычно на од о. спектре идентифицируют до 15, а на нескольких — д — о 25 — 30 элементов (251!. Конечно, в столь сложных смесях под действием активирую- щего излучения протекает множество ядерных реакций, продукты которых могут сильно мешать определению искомого элеме По способу преодоления этих помех различают три варианта ме- тода активационного анализа: инструментальный, с предваритель- ным выделенном одного или группы определяемых элементов пе- ред облучением и радиохимический. Инструментальный метод активационного анализа позволяот определить бром в присутствии других элементов без разрушения обрааца. Профилактику помех в инструментальном методе осу- ществляют путем селективного детектирования искомого излуче- ния с применением метода трехкратных совпадений, позволяющего элиминнровать влияние других иалучателей, а также варьирова- нием энергии активирующего излучения, вроменнбго режима активации и анализа [118, 554, 857!.
Нейтрошш-активационный анализ (НАА). Активационное оп- ределение брома выполняют с применением тепловых, надтепло- вых и оыстр х ,стрых нейтронов. Учитывая большие плотности потока активирующих частиц в современных реакторах ( — и й- трои)смэ.сел)и относительно большие сечения реакций с участием изотопов брома, для его определения в различных материалах в основном используют тепловые и надтепловые нейтроны. зави- симости от временнбго режима активации анализ ведут по изото- " В, "«Вг или "Вг ядерные характеристики и реакции обра- ««~В е яют по ия которых приведены в главе 1. Изотоп Вг опродел зования к рентгеновского излучения с энергией 0,01163 М в, Мвв изотоп '«Вг — по у-пику с энергией0,617 Мвв и Вг ( Вг) — о у- алку н г «2 «2т. п пикам с энергиями 1,04 0,780, 0,618 и 0,544 Мэв (или одному пз этих ).
В соответствии со значениями периодов полураспада пере- пиков). со тв по наиболее с нных изотопов время облучения неитронами по > короткоживущему '«Вг составляет 1 — 2 мин., время «охл д аи«е- ния» — несколько минут (87, 942!. Определение брома по активно- сти э>шВг ведут после 3 мин. облучения в реакторе и 2 час. «охлаж- дения» [505, 831[, Продолжительность облучения в методах, осно- ванных на измерении активности самого долго>кивущего '»Вг, — (8 303 785 ьи ет в п еделах от 30 мин.
до 48 час., время «охлаждению> — от 14 до 170 час. 7, 151 942!. Определение по "Вг имеет высокую чунст> «эльз„с„ по изотопам с меньшим периодом полураспада гораздо эн >>>г>ы„ по расходу времени. Облучение образцов проводят в канале тепловой колонны атомного реактора, по в анализе брома предпочитают экранировать поток нейтронов кадмиевым или барным фильтром, чтобы выделить надтепловые нейтроны, обеспечивающие более высокую солективность опредечения (118, 785!.
Массу образца можно варьировать в широких пределах — от нескольких мвкрограммов до десятков килограммов, в зависимости от объектов исследования и целей анализа. Большие образцы берутв случаях исследования в живом организме или ради повышения чувствительности определения на единицу массы. При необходимости моя«но одновременно облучать несколько десятков проб. В качестве примера приведенаметодика определения примесей брома в хлориде калия (87!. 10 — 50 .нг топко' измельченного порошка хлорна« калия улэноэыээют в лоллэтнлэвоэые конвертики л одвоэрс>ювао с этэлонаыи, врлготоэлелнылл высу>ли«анисы лэ спиртовых растворов КВг з лат«ил«ином месте лрн комнатной температуре (-10-«г), облучают н полиэтиленовом лов«эйлере, который помещают на 2 мни. в надылроваиный лапал при потоке 1,2.10'э нгйтдон>гмгг мин.
После 5 ывл. «охлаждения» в переупалоэкл образцов измеряют актив ность г«Вг по у-лилу 0,617 Мгг аа спектролетре с Сс(Ы)-детектором объемом 45 смг и 600-канальлом анализатором выпульсон. Одаовренеиио с бромом можно определять в иод Примесь брома и 10 ээгэ в КС! определена с погрешностью -[-8«4«. Предел обнаружения брома 3 10 э вес.',4. Метод активации тепловыми и надтепловыми нейтронами использован также для определения брома в соединениях бора особой чистоты [303[, графите (617), каменном угле (785[, геохимическнх объектах [554), различных красках (804), аэрозолях (597! и биологических материалах (505, 831, 942!.
Высокая чувствительность (2,3. 10-' э) и селективность определения брома в таких сложных объектах, как горные породы, была достигнута благодаря применению метода трехкратных совпадений. Определение брома в древесных опилках проводили измерением активности изотопов 'э Вг и "Вг (505[; полученные результаты хорошо совпадали между собой. В биологических материалах бром определяли по активности э'Вг и "Вг, причем в обоих случаях была достигнута одинаковая чувствительность (3 — 4 ч. на млн.) (942!. Все перечисленные методы, естественно, доступны лишь специализированным лабораториям, пмеющим возможность пользоваться ядерными реакторами. Значительно легче прибегнуть к активации быстрымн нейтронами, которая выполняется на более простом, а порой и транспортабельном оборудовании — нейтронных генераторах различных типов или портативных источниках, например "«С1 (118, 908!.
155 Облучение в генераторах ведется нейтронами с энергией 3 н 14 ЛХэв, которые получают по реакциям: »Я«0, >>) ~В« >у(»>> в)«ме При этом пркмоненне нейтронов с большей энергией менее рентабельно, так как в процессе активации элементов-спутников возможно образование ряда изотопов, мешающих измерению активности брома. Однако в некоторых случаях [732! этот путь не имеет альтернативы. Хотя нейтронный поток в генераторах на несколько порядков слабее, чем в атомном реакторе, активационный анализ с применением быстрых нейтронов имеет преимущество экспрессности, поскольку он нацелен на получение н измерение активности только короткоживущих изотопов брома: "Вг (Е = 0,51 ЛХэв) И55, 183], """'Вг (Ет = 0,21 ЛХэв) [732,919] и ранее упоминавшегося '"Вг.
Микроскопическое сечение реакции образования "'Вг с участием нейтронов с энергией 3 ЛХ»в и естественной смеси наотопов составляет 2,27 баря [722]. Эффективное сечение реакции образования "Вг из '»Вг в результате и. 2и-процесса составляет 1,1 борн. Изотоп ""'Вг также образуется из "Вг, но в результате и,и'-процесса. Время облучения при определении по этим изотопам составляет всего 10 — 20 сек., а при получении "Вг активация ведется около 20 мнн. При определении брома методом активационного анализа с применением быстрых нейтронов в качестве внутреннего стандарта иногда используют >»»%.
Активность после облучения образца измеряют по у-пнкам >»»~% и >»~Вг [573]. Активационный анализ с примененном быстрых нейтронов использован для определения брома в тяжелых минералах [722], рудах и продуктах их обогащения И83], фосфор- И55! и фторсодержащих органических соединениях [732!. Одновременно с бромом можно определить многие другие элементы. Однако по чувствительности этот метод уступает методу с использованием тепловых нейтронов.
Нейтронные генераторы и универсальные установки для активационного анализа под названием «Раэмноя>итель-1» выпускаются нашей промышленностью. При использовании нейтронно-активационного анализа для одновременного определения брома и других элементов может быть полезным анализатор непрерывного действия, описанный в работе [393!. Гамма-активационный анализ.
Преимущества метода: простота, экспрессность, отсутствие самопоглощения излучения и исключение помех со стороны радиоактивных изотопов легких элементов, например г]а и К. Однако чувствительность метода по сравнению с нейтронно-активационным анализом меныпе. Бром определяют двумя способами. Наиболее простой из них основан на измерении интенсивности у-пнка с Ет = 0,21 ЛХэв >56 изотопа >""Вг, образующегося в результате у,у'-процесса прв облучении образца 7-квантамн источника '»Со с активност> ю 80 акюри. Этим методом можно определить минимум 0,008»4 брома в геологических и металлургических обьектах при навеске образца 50 г [9071. Более высокую чувствительность обеспечивает определение брома по у-пику с Ет =.
0,511 ЛХэа изотопа "Вг, образующегося иэ "Вг при облучении исследуемой пробы тормозным излучением, генерируемым линейным [595, 668] или циклическим И45] ускорителем электронов. Самая высокая чувствительность (0,1 миг Вг) достигнута при активации порошкообразных веществ, запрессованных в таблетку, у-излучением с энергией 30 ЛХэв. Метод позволяет одновременно с бромом определять многие другие элементы и применен для анализа геологических объектов [421], металлургических материалов [907], аэрозолей [668] н фармацевтических препаратов [421]. Сравнительные данные о чувствительности определения брома н других элементов методами активации у-квантамп, быстрыми и медленными нейтронами имеются з обстоятельном обзоре И18].
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
