Н.С. Николаев, С.Н. Суворова, Е.И. Гурович, И. Пека, Е.К. Корчеманя - Аналитическая химия Фтора (1110094), страница 9
Текст из файла (страница 9)
Стандартом на фтор служил фторид лития, стандартом на бериллий — окись бериллия, Анализ спектра флуоресценпии проводили с помощью проточного пропорционального счетчика, наполненного аргоном, содержащим 2,5'(о СОа. Входное окошко счетчика было выполнено из весьма тонкой нптроцеллюлозной фольги, которая выдерживала разницу внутреннего и внешнего давлений.
Энергии возбуждающих электронов лежали в области 500 — 3003 эв, сила тока -- 5 ° 1Π— 'о— 8 10 — та. Наблюдавшиеся изменения выхода рентгеновского излучения в зависииости от энергии электронов отвечали теории Арчарда 1287~. Диаметр облучавшейся мишени — 50 мк. Активационный анализ дает возможность быстро определять минимальные концентрации исследуемого элемента.
Преимушество метода — отсутствие необходимости в проведении холостых опытов; недостаток — применение дорогостоящей аппаратуры, нужной для получения активирующих частиц. Неактивный атом Г5эможноактивироватьс помощью нейтронов, у-излучения и а-частиц; при этом образуются гэо, г", )х)5~ и ."чзеээ. Количественное оипеделение содержания фтора проводится на осиован55и характеристического у-излучения, с которым связан распад перечисленных изотопов. Методы анализа, описываемые ниже, разделены на группы, характеризу5ощиеся одинаковым способом активации.
пш. Тепловые нейтроны реагируют с ядром фтора по реакции Гсэ (л, т) Гэе. Активный В'о распадается с периодом полураспада 12 сек и освобождением 8-излучения (макслмальная энергия 5,41 Мэв) и у-кванта (энергия 1,63 Л(эв). Нейтроны с энергией — 1 Л1эв реагируют с фтором с образованием Гм'а по реакции Г'э (л, л) Гчта, Изотоп чыа распадается с периодом полураспада 7,35 сек; 8-ттзлученне имеет максимальные энергии 3,8, 4,3 и 10,3 Мэв, а э -квант — 6,1 Л1эв.
Быстрые нейтроны с энергией 14 Мэв вступают в реакцию с Р" Рэ (л, 2тэ) Р'. Изотоп фтора распадается с периодом полураспада 112 мин с захватом электронов и эмиссией 0,64 Мэв позитронов, которые сопровождаются у-квантом с энергией 0,51 Мэв. Во всех перечисленных случаях анализ проводится на основании у-излучения, испускаемого активным изотопом фтора или азота.
Источником нейтронов может служить ядерный реа стор илн ускоритель. Широкий энергетический спектр по.тучаемых нейтронов сужается до необходимой величины путем модерации в парафиновом блоке, где находится облучаемый образец, Активапионный анализ с использованием тепловых нейтронов Нейтрона-активационный анализ Для оценки возможностей нейтрона-активапионного анализа необходимо знать ядерные свойства образующихся изотопов, которые позволяют рассчитать чувствительность определения отдельных элементов.
В работах [504, 645, 879) приведены эти величины для большинства определяемых элементов, полученные с помощью индикации у-излучения распадающихся искусственных изотопов. Для легких элементов, таких, как кислород, азот и фтор, получение гоотвегствуюшпх данных было связано со значительными затруднениями вследстние «недолговечности» их активных изотопов. В большинстве случаев была использована техника пневматической транспортировки образцов с места облучения к счетчику. Для определения фтора были испыганы различные способы активации в связи с использованием нейтронов различных энер- 44 Аткинсон и Бимер г2945 описали определение галогеиов мего дом нейтроно.активапиоиного анализа с активацией тепловыми нейтронами. Источником нейтронов служила реактщя бернллпя с лейзронамн, ускоренпымн на 2,5) эв с помощью ускорнтсля Ван ле Грааффа.
Ве' - Рт —: Ве'э —; л, йт.З,И»в. Образовавщпсся нейтроны пмезп щпрокнй спектр энергий (ло 0 Мэв), кото; ый неоо:олпмо было ограничить значенпямн 0002 — ОД Мэа. Замедление нсвт|зонов осуществлялось в массе парафпнового молератора, окружающего мнпень. Исследуемые ооразцы пря помощи полиэтиленовых вволящнх устройств помещалпсь в разные ысс~а по обьемт. парафина Тепловые нейтроны вызывали ядерную резки|по Е" (л, .Г) Га". Поскольку изотоп ( эс имеет весьма короткий период пол) распада ((2 сем), как облученпе нейтронами, так н л.мекпня у-нзлучечня, сопровождающего раопал Г'с, должны проваляться в течсннс короткого времени Для этой цели была скопстртпрованз специальная автоматзшеская аппаратура позволяюшая точно ьзме ять ьрзтюы промеж!тки времени прп облтчелпп п анализе.
ля получения калибровочной кривой бы.т использован ряд растворов с известной концентрацией фторида калия. для 0 — 24 мг Р была получена прямая с наклочом 2Я пмп мг Р. Результаты анализа проверялись на расшорзх фторсшов ачиония,лития н натрия, а также на фторорганпческих соединениях. Методика позволяет определять 0,5 — 25 мг Р; при низких содержаниях от. носительнаЯ ошибка анзлпза сошавлЯет Ш20",й, пРа более высокпк -ьЗ,5з!а Продолжптельношь одного определения не превышает 5 — 1О мин.
Другие галогеиы не мешают определению Ф. Последний является наиболее кораткожпвушпм. Если в образце присутствует натрий, который по реакции (и, и) переходит во Гзз, на его содержание вводят поправку. Гарди, Вольде и й[оньер [479), в свою очередь, описали применение активацпонного анализа с тепловыми нейтронами для определения фтора.
Источником нейтронов служил ядерный реактор: в канале, тде находился ~ сследуемый образец, так вейтронав составлял 2,5 10з игйтрон)см'сек. Про. дс.тжительность ауктучсиия равнялась 10 сек, изчерение продолжалась 6 сеч, Наилучшие результаты были получены прп содержании порядка 1О мг Е. Подобный метод разработали также и друп!е авторы 1830).
Парошкообразный образец облучался 10 сек, а спустя 0,1 сгк праводишыь измерения. Регистрация илшульсов длилась 40 — аО сек и на основании их ~етности определялось содержание фтора. Метод был проверен на образцах:фторидов аммония, бария, свинца, кнс.чото фторядв калия, органических соелиненнй и, в особенности, тефлона. В качестве стандарта использовали фторид аммония.
Ошибка не превышала нескольких процентов. Юле [879), использовав результаты работы Солтыса и .Чоррисана )779), разработал метод расчета границ чувствительности активационного анализа для различных элементов. Выбор энергии у-излучения,,которое может использоваться в качестве характеристического для данного элемента, проводится в соответствии со следующими правилами: 1) выбранный фотопик соответствует максимальному числу импульсов для данного изотопа в данном спектре; 2) у-излучение остальных присутствующих изотопов не интерферирует с выбранным фотопиком; 3) желательно, чтобы энергия фотопика превышала 100 Кэв.
Для расчета выхода активности в фотопике для 1 г облучаемого элемента в течение часа предлагается соотношение А 1 Е 1 — е т= — е'' —— 1 — е где А — число импульсов; Л( — продолжительность регистрации, лзин; Х вЂ” константа распада изотопа; 1, — время между концом облучения и серединой измерения; Ю' — вес образца; 1~ — стандартная продолжительность облучения, равная часу; 1з — реальная продолжительность облучения; К вЂ” фактор, который приме- 46 няется в том случае, если продолжительность измерения больше, чем период полураспада определяемого элемента, Время Лг и 7, рекомендуется корректировать с учеточ мертвого времени многоканального анализатора, Отношение (1 — е- " ):[1 — е-" ) дает пересчет полученной величины на стандартную продолжительность облучения [1 час), которая для легких элементов слишком ветика. Таким образом, выход у дается максимальным числом импульсов в фотопике, которое может быть достнптуто при оптимальных условиях облучения.
Исходя из этой величины, можно рассчитать .лциимальное количество элемента, которое можно определить. 1!а основании полученных результатов с помощью схемы Бухенана [344) были рассчитаны границы чувствительности данного метода для отдельных элементов Я = — 10', К ч где Я вЂ” чувствительность, мкг; К вЂ” константа, которая выбирается в защгсимости от периода полураспада и отвечает минимально допустимому числу импульсов в минуту. В соответствии с приведенным способом расчета чувствительность метода для фтора составляет ! 0 ' и 10 жкг (для кислорода.
например, 10з — !О' мкг). Данные для фтора были проверены экспериментально. Юле 1879) описал установку для нейтроно-актнвационного анализа с использованием ядерного реактора. Исследуемые образцы облучали в,поливиалавых трубочках, транспортировку осуществляли с памошью пневматической почты в полизтнлевовых каткулах. В качестве стандартов были использованы спектральночистые материалы. Вес исслелуемого образца (1 — 1О мг) выбирали в соответствии с работой [577! (так, чтобы число импульсов .в фотпппке прн стандартной ~продолжитель.
ности облучения 15 сек составляло 10ч — 1Оз за минуту). После облучения виалпвые трубочки вынимали из ка~псул .и измеряли сцинтилляционным детектором Гчаз(Т1) 75,5Х73,5 мм; анализ у-опектра проводился иа 400-канальном анализаторе. Непосредственно на кристаллах (Чад был помешен !1 фильтр, изготовленный из ~палистнрена (с(=12 мм). Эффективность счетчика составляла З(з)з для малых образцов и была несколько ниже для больших.
Нейтрона-акти вацнонный анализ с использованием нейтронов с энергией 1 — 2 Мэв В работах Андерса [282 — 285) описано определение изотопоэ с периодом полураспада меньшим, чем 1 мин; значительное место в этих исследованиях отведено фтору. Анализ основан на образовании азота с периодом полураспада 7,4 сек: Ры (и, и) Ытз — 1,5 л(за.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
