Н.С. Николаев, С.Н. Суворова, Е.И. Гурович, И. Пека, Е.К. Корчеманя - Аналитическая химия Фтора (1110094), страница 10
Текст из файла (страница 10)
о гастух для г!ктивасдпю проводили потоком нейтронов (с энергией выше 0,4 Мэв), полученных облучением кадмиевой мишени дейтронами (2 Мэн) на ускорителе Ван де Грааффа. Метод заключается в многократном повторении облучения и измерения, что повышает статистическую точност ь. Образец помещалп в азродинамп:сескую полизт;меновую капгулу, котору«з пневчатпчсской гастемой (длсшэ — 1000 слс, диаметр 1,2 см) трассстиортссровьлсс пз облучение и измеренпе (рнс. 6). Размеры сцпнтилляцношсого кристалла 76,2Х76,2 мм. Оолспоидные вентили 1 п 2, регулирующие передвнжссше актпвпр1емого образца з положсвпе облучения и счета, ~контролпровзлссгь непоср лсгвенно .саймером. Касюзла с образцом устссназлссвалась ограничителем перед мпшенью генератора,,после чего мргкращался ток воздуха.
(срез 30 сгл временное реле открывало вентили,з и 4, и образец ппевчатгчшкп пер мещался в положение измерсссгся. для определения фтора в присутствии других элементов использовалось у-излучение 11сэ с энергией 6,! Мээ. Ч! эствнтеъ,ность лсегоста при 10-кратном изчсренип !поток нейтронов отвечал пото у дсйгрояов З,о ма) составляет 0,1 мг 1' длп ооразца весом 1 г. Метод Анде!ыа был использован Фишером и К!ори (430) для спредслштя различных элементов, в том числе фтора, в метеоритал. йлтпаэц;ы оюществлялась пейтрозатс.с с энергпей 1 Мзэ в реаьсоре, время облзчсяия обра~ца бьшо равно 7 сгсс; лоток нейтронов в чсст облучения со сгаэлял 1О" мгйгрспсыля сек, Г1ерсмссценяе облучеаных образцов нг нзчсрснпе з о отжалось 10 сгл; спектры зшшсывалс сь каждые 3 сел.
Дтя ул! чшеппя ста сот; еской точности опсрацсш облучения и ссзхсерсгсия повторя тась д. ,р до , ля т;тис пс с Та каждого образца 10 раз, подобным образом обраоатывашюь и стандарты, а. «пм патеч чувствительность метода была ссовышенэ на олин порядок. Реакция Г "(и, а)Хса была использована для определения фтора в криолптах 14761 Методика практически не отличается от методики Андерса 1282 — 285); авторам удавалось надежно определять 5 сиг Р. Нейтроно-активационный анализ с использованием быстрых нейтронов В ояде исследовательских работ (544, 789, 790, 806, 8321, посвященных анализу макроколичеств фтора, точность акгивацпонного анализа зависела от точности определения величины потока нейтронов, которое осуществлялось с помощью измерения активности подходящего монитора.
Образец и стандарт облучались независимо, после чего рассчитывалось содержание искомогс элемента в данном образце. При этом папболыпим источником ошибок являются различия в пространственном распочожении отдельных образцов и отклонения от постоянства потока нейтронов нч весьма небольшой площади образца. Изменение энергетического спектра потока нейтронов может вызываться также столкновением нейтронов с ядрами легких элементов. л(зя устранения этих недостатков Блекберн [337) применил прп анализе внутренний стандарт с постоянным содержанием фтора.
Необходимым условием, однако, является разделение образца н стандарта после облучения, что исключает возможность использования короткоживущих изотопов. Методика, описанная Ьлекберном, основана иа определении изотопа Р', который имеет период полураспада 1!2 гимн. Минимальная энергия, необходимая для осуществления ядерной реакции Г" (и, 2п)Р', составляет 1О, 4 Мэв. Эта величина диктует необходимость активации быстрыми нейтронами (14 Мэв), освобождающимися по реакции Нз(г(, а) Неа.
Ра распадается с захватом электрона и позитронным излучением (0,64 Мэв). Собственно определение основано на измерении энергии аннигиляции, равной 0,51 Мэв на позитрон. Нейтроны с энергией 14 Мэв были ~получсссы при бомбардировке лейтронамп, ускоренными напряжением 400 кв прн силе тока 150 мка (ускоритель Ваи ле Грааффз), охлажлаемой титановой мишени, насыщенной тритием. Образцы сблучались в течение ЗО сгк .потоком нейтронов 5 '10т пгйгрон1см'сгк Указавьая продолжительность облучения достзточна для образцов, содержащих более чем 1О мг Р Эффсктивссый облучаемый обьем составлял 50 мл, что позвонило одновремснсго обрабатывать несколько образцов.
Регистрация у«квантов с энергией 051 мэв проводнласькристалломмаю(т!) н одноканальным анализатором с итшульсной алсплитулой дискриминации между 0,35 и 0,65 Мээ. В качестве внутреннего стандарта была использована тонкая лента из полнгеграфсорзгнлева, который химически ппсртсп н имеет высокую и постоянную концентрщспю фтора. Твердые образцы вмес~е с тефлоновым монитором (вес примерно 10",э ог веса образца), помешали в небольшие полиэтиленовые,пузырьки.
После облучения содержимое пузырька высыпалось и измерялась суммарная активность образца и монитора. Затем монитор отделялп, промывали модой и ацетоном, высушивали и замеряли его активность. Методика облучения жинкин образцов была несколько изменена, поскольку были ~полу гены заниженные результаты.
Взвешенный отрезок тефлоновото стандарта находился в заплавленной поли. зтилепоаой трубочке, которую затем вместе с анализируемой жидкостью вво'лилн в полиэтиленовый пузырек. По окончании облучения измерялась общая актявность (н с.пузырьком), э затем — Т-активность изолярованного стаплар. 40 4 Лс атзтгсыская кэмпа фтора та, Активность образца находили по разности между лв)мя измеренными величинами (общей и монитора), поскольку было установлено, что активность, наведенная в полиэтилене,ма.за. Основные интерферирующпе реакции при данной системе регистрации; Срз(л, 2л)СР'; С!м(л, а) Рзз; Мм(л, 2л)ыз. Результаты определения фтора в некоторых соединениях, полученные этим методом, приведены ниже (!761; Относнтсльннн ошнанн, % Стнеенгеньная ошнбна. % Соеднненне Снеди не нее Тефлон .....
0,97 л.фтортолуол .. 1,39 1,16 0,89 Трифторацетаннлид л-Фторнитробензол Полихлортрнфтор- этилеи 0,67 Точность измерений того же порядка, что и для метода Андерса, основанного на реакции Р'(л, а)Х'2. Реакцию Р" (и, 2л) Вщ использовал также Леонгардт [570) для определения следов фтора в титане. Образцы облучались одновременно со стандартом (ХНгНР2) ~в ядерном реакторе в течение 3 !О час, Облученные образцы растворяли, фтор осажда. лн в виде СаГ2 или РЬС!Г, ~после чего измеряли у-вктивность Р'. Ишибаши и Камата [522) описали определение фтора в тефлоне, фторидах натрия и кальция и )х)аз8(рв после активации быстрыми нейтронами с энергией 14 Мэв.
Облучение длилось !20 мин, причем образцы находились на вращаюцьемся диске. Поток нейтронов (на образце) составлял !О' нейтронов(см'сек С помощью 128-канального анализатора исследовался весь Т.спектр Рн, который имеет максимум при энергии 0,5! А(зв. Пачученцые результаты соответспвавали результатам химического анализа. Активационный анализ с использованием у-излучения 50 Определением легких элементов с помощью реакции (у, л) занимался Энгельман [417). Фтор по этой реакции образует изотоп Рз с периодом полураспада, равным 118 мин, Энгельман разработал метод облучения, основанный на использовании бетатрона, который дает пучок электронов с максимальной энергией 28 Мэв.
Электроны бомбардируют платиновую мишень, охлаждаемую циркулирующей водой. Кинетическая энергия электронов, проходя!цих через платину, частично переходит в тормозное излучение, максимальная энергия которого равна максимальной энергии бомбардируюшияэлектронов.
у-Излучение имеет характер непрерывного спектра. Было показано, что оптимальная толщина платиновой мишени для электронов с энергией 28 Мэв составляет-2 мм, а для полного поглощении всех электронов пучка, исключающих чрезмерное нагревание части аппа- вг й ратуры за мишенью, и главное — образца — толгцин а мишени должна быть 6 мм. Опыты, проведенные с мишенями толщиной 2, 4 и 6 мм, показали, что наведенные удельные активности практически не отличаются друг от друга. гэ , чм гл Для иллюстрации на рис. 7 приведена активационная кривая фтора.
В табл. 18 представлены фотоядерные реакции, пороговые энергии и периоды полураспада образующихся изотопоа. Таб тица 18 Периоды полураспада н пороговые энергии для некоторых фатоядериых Решцнй Порогонан Энергня, мзв Пороговая энергия. Фотнндернан рглкцнн г, н Эле- мент Эле- мент Фотондерннн Эешцнн т, н 22Си — "Си знь! ьаы "С вЂ” иС 22Р твр Си ы С Г 10,9 10,5 18,8 10,5 9,7 10,08 20,74 112 2'Π— иО 22Р 2ОР 228 30!3 2'Ре — анре О Р 8 Ге 5,7 12,4 19,15 15,8 2,02 2,56 2,56 8,9 Энгельман систематически занимался определениями фтора и в работе [417) обращает внимание на побочную реакцию образования фтора: )чань (т, а„) Р'.
Образцы складывают н оболочки, котоРые пневматическим Уст- Р 7 Акти а ионная к иная ройством транспортируются 24 сек из лаборатории в соответствующую фтора: Рн(у, л)Р2 камеру. Специальное приспособление устанавливает оболочку точно по оси пучка у-лучей. зьля проведения необходимых измерений папочьзовался набор двухходоеых автоматических счетчиков, позволяющих одновременно регистрировать уменьшение активности абразив и с~андарта.
Такие счетчики особенно важны прн определении элементов с малыми периодами полураспада, например, фтора, углерода и других изотспов. Измерение весьма слабых активностей осуществлялось с помощью у апектрометров,,работающих па тому же принципу. В зависимости от уровня возникающей активности в детекторах монтировался один из двух типов кристаллов Мад(Т!) размерами 44,5зс508 нли 762ю!01,6 мм Первый из нкх применялся для обычных анализов, второй — для определения следов элементов. Раасматриваемый апособ основан на принципе;применения актпвацчонных стандартов, гхля определенна ~пороговых энергий возбуждения измерялась удельная активность наследуемого элемента в зависимости от энергии бомбарднрующих электронов. Рис Н Зависимость счета т ьвачгав,л о.ыр к,шня флюарпга в т1еси с полевым шпаг р ц5м лг Ггдедэга иг Активационный анализ с использованием и-частиц 53 1!рп 8 )!эв отношение удельных активностей равно примерно 100; пороговая энергия реакции составляет <20 .)!згз, Такпч образом, у образцов, содержапп)х зачетные количества натрия, определен)е фтора связано с использованием пригодны; энерп)й акт ивпппп.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
