В.А. Михайлов - Аналитическая химия Нептуния (1110908)
Текст из файла
УДК 546.799.3.543/545 ОТ РЕДКОЛЛЕГИИ Главный редактор академик А. П. Виноградов 2-5-5 аоо-)979 4)) Серия: «Аналитическая химия элемент оев Редакционная коллегия: И. П. Алимарин, А. И. Бусе«, А. П. Виноградов, А. Н. Ермаков, Ю. А. Золошов, А. В. Карякин, П. Н. П™алей, С. Б. Саввин, И. В. Тананаев, М. П. Волынец (ученый секретарь) Редактор тома «Аналитическая химия невтуння» П. Н. Палей Адрес редколлегии: Москва> В.334, Воробьевское шоссе, 47а, Ордена Ленина Институт геохимии и аналитической химин нм.
В. И. Вернадского Академии наук СССР Институт геохимии н аналитической химии нм. В. И. Вернадского АН СССР осуществляет издание серии монографий по аналнтнческой химии отдельных элементов. Эта серия — «Аналнтнческая хнмня элементо⻠— составит около пятидесяти томов. Потребность в подобного рода издании давно назрела.
Вместе с тем у нас накопнлся огромный опыт многочисленных лабораторий н теперь стало возможным н необходимым его подытожить. Таким образом, возникло настоящее издание — серия «Аналнтнческая химия элементов», которое осуществляется впервые. Аналитическая химия любого элемента н его различных соединений в настоящее время представляется чрезвычайно разнообразной как вследствие сложности современных объектов исследования н широты диапазонов концентраций, которые бывает необходимо определить, так н вследствие разнообразия использующихся методов. В связи с этим для монографий был разработан общий план как в смысле содержания, так н последовательности изложения материала.
В монографиях содержатся общие сведения о свойствах элементов н нх соединений. Затем рассматриваются химические реакции, являющиеся основанием для аналитических методов. Методы как физические, так н физико-химические н химические, излагаются применительно для количественного определения данного хнмнческого элемента, начиная с анализов сырья, далее — типичных полупродуктов производства н, наконец, конечной продукции — металлов нлн сплавов, окисей, солей н других соединений н материалов. Как правило, приводятся прннцнпы определения н, где это необходимо, дается точное описание всего процесса определения.
Необходныое внимание уделяется быстрым методам анализа. Самостоятельное место занимает изложение методов определения так называемых элементов-примесей в чистых материалах. Обращается внимание на точность н чувствительность методов в связи с общей тенденцией повышения чувствительности методов определения следов элементов-прнмесей. Монографии содержат обширную библиографию, доведенную до наследиях лет; онн рассчнтаны на широкий круг химиков, в первую очередь химиков- аналитиков исследовательских институтов и заводских лабораторий различных отраслей хозяйства, а также на химиков-преподавателей и студентов химических высших учебных заведений. К составлению монографии привлечены наши крупнейшие специалисты, имеющие опыт работы в области аналитической химии того или иного химического элемента.
Отдельные тома серии аналитической химии элементов будут выходить самостоятельно, по мере их подготовки. Вышли в свет монографии, посвященные торию, таллию, урану, рутению, молибдену, калию, бору, цирконию и гафнию, кобальту, плутонию, бериллию, никелю, редкоземельным элементам и иттрию, технецию, прометию, астатину и францию, ниобию и танталу, протактинию, галлию, фтору, алюминию, селену и теллуру, нептунию; готовятся к печати монографии по аналитической химии кремния, платиновых металлов и трансплутониевых элементов. Мы,'обращаемся с просьбой ко всем читателям присылать свои замечания и отзывы о монографиях. Глава Т ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О НЕПТУНИИ Синтез изотопа Нрввв, который провели в 1940 г.
Мак-Миллан и Зйблсон !244! по ядерной реакции з ()на (а.т) ()ввв )Чрвнв (() вв ннн. з(Зввв (в(, 2а) )Чрна — Рнввв. вл днн (2) положил начало открытию трансурановых элементов. Как известно; вскоре Сиборг и сотр. !101, 1021 в том же 1940 г. открыли Рцввв, при этом его синтез проходил через стадию образования урвав по реакции В 1942 г. Уол и Сиборг !2991 открыли долгоживущий изотоп Мрм', образующийся по ядерной реакции з ()ввв (а, 2а) 0вв' — )Чрвв'. в,в ннвн По этой реакции Мрм' неизбежно образуется в заметных количествах в урановых ядерных реакторах. Кроме того, в реакторе протекает также реакция Ива(а, т) ()ввв(а, т) ()ав — «Нрввв, (4) (з) роль которой в синтезе Нрвв' возрастает при использовании ядерного топлива, обогащенного изотопами 15мв и ()ввв.
В миллиграммовых количествах Хрнв' выделили Л. Магнуссон и Ф. Лачапел (1944 г.) н А. П. Ратнер и А. А. Чайхорский (1950 г.). К середине 50-х годов были получены граммовые количества нептуния !1181, В настоящее время урвав производится вещеббльших количествах и используется главным образом для получения Рц"', необходимого, в частности, для изотопных источников тока, применяемых в космических исследованиях н для других целей !268, 270, 298!.
х х х э ( х О о. х х х х х х х, о ВВь !1! ! ! !! Ж . ! ! ! ь х ы хх х Ю О ф Х О х о:~ с.~ х х х ы ы х х х М х х х х СЪ ОЭО Х о й о Оо Й о !о Ю х х х о х Ф х й ье х о оо Ф3 ОО Л. [! х ш ммы о ФЗ О О о х о о ~ Я е о о сч Я о г о -' с'- ~-о.хо О е- - .о о О ~~о 3 о о 3о ~о с! Й о о х[ о о ~са Я о Ло [! Ло" м (! о х о" [! о [! о" [! о За небольшой период времени, прошедший после открытия нептуния, его свойства изучены сравнительно подробно и описаны в ряде монографий [1, 16, 42, 101, !02, 2941 и обзоров [157, 167, 168, 176, 231, 2331.
В некоторых книгах [98, 249, 2851 и статьях [2, 154, 221, 233, 2951 частично приведена также его химико-аналитическая характеристика. Наиболее полно, включая некоторые подробные методики анализа по зарубежным данным, она дана в монографии Меца и Уотербери [691, посвященной аналитической химии трансурановых элементов. Изотопы и их свойства. Известные к настоящему времени изотопы нептуния перечислены в табл.
!. Химики-аналитики обычно работают с долгоживущим изотопом 5[р"' и короткоживущими изотопами г[р"' и 5[р~~. Важнейший из них — 5)ро'. Именно с ним с основном приходится работать химику-аналитику, так как этот изотоп нептуния накапливается в весовых количествах в производ-ственных и энергетических урановых реакторах. 5[р"' наиболее пригоден также для исследования физических и химических свойств нептуння.
Содержание Нр"' в облученном естественном уране обычно невелико и приблизительно оценивается величиной, равной примерно 0,1% от содержания плутония или 1 10 ' — 1 10 4% от содержания урана 11021. При облучении урана, обогащенного изотопом ()"', и особенно урана, содержащего ()о', накопление нептуния может быть несколько большим, но редко превышает тысячные доли процента от веса тепловыделяющих элементов (ТВЭЛ). В связи с этим возникают задачи определения очень малых количеств нептуния в присутствии больших количеств урана, плутония и продуктов их деления. Содержание многих осколочных элементов по весу превышает содержание нептуния в десятки— сотни раз, а по активности — в тысячи — миллионы раз. Радиохимическое определение 5[рви затруднено также вследствие того, что его удельная активность примерно в 100 раз меньше удельной активности основного изотопа плутония — Рп~'.
Впервые удельную активность изотопа 5[рот определили Магнуссон и Лачапелл 12401, взвесив две навески двуокиси нептуния 3,82 и 3,75 мкг и измерив их а-активность со статистической ошибкой около 3 — 4%. Она оказалась равной 1520+100 расп7мин мкг. По данным Брауэра и сотр, [117, 150, 1571, она равна 1560+. + 15 расп7мин мкг. Я. П. Докучаев, В. А. Михайлов и В. И. Шаралапов (1960 г.) провели измерения 24 препаратов 5[рм', используя различные а- счетчики: ионизационные импульсные камеры, сцинтилляционные счетчики и сцинтилляционные счетчики с диафрагмой. При приготовлении препаратов для измерения был взят раствор нептуния с концентрацией 1,036 + 0,005 г!кг (по данным а-спектрометрических измерений, чистота 5[рм' по активности превышала 99,5%).
Навеска раствора была разбавлена в 50,0 раз и на каждые две подложки было нанесено калиброванной пипеткой 0,401+-0,002 мл Выход Энергия, кэв яа один распад Выход на один распад О,64 0,07 0,02 Энергия, кээ 0,07 0,07 0,11 228 273 278 98 106 210 Энергия уровня, кэв Интенсивность, ех Энергия в-частиц, кэв Энергия а-частиц, кэв Интенсивность, егв Энергия уровня, кэв 4872,3 4869,8 4861,8 4816,3 4802,3 4787,0 4769,3 4764,7 4740,3 47Н,З 4707,3 0,44 0,92 0,24 1,49 1,56 51,42 19,38 16,82 0,02 0,13 0,29 0 2+3 1О,О 57,0 71,2 86,3 104,2 109,5 134,3 163,8 169,7 4698,2 4693,4 4663,4 4658,1 4638,4 4597,6 4593,9 4580,0 4572,7 4513,5 4385 0,07 0,18 1,60 0,57 4,62 0,06 0,08 0,02 0,05 0,01 0,02 177,1 182,0 212,0 217,3 238,0 279,5 283,2 297,3 304,8 365 496 Выход нв один распад Выход на один распад Энергия, кэв .Энергия, кэв 200 175 0,003 0,001 145 86,9 О, 008 0,14 Таблица 2 Тонкая структура а-спеитра арент [5, 45, 264, 239] раствора.
На всех счетчиках были получены совпадающие результаты; среднее значение удельной активности Ырват составило 1515.4- -Е 20 расн7мин мкг. Средневзвешенное значение удельной активности равно 1545+30 (при доверительной вероятности 0,95). Спектр сх-частиц Хрват является очень сложным и состоит более чем из 20 моноэнергетических линий (табл. 2), из которых для анализа пригодны линии 4787, 4769, 4764 н 4638 кзв.
Наряду с ст-излучением для арент характерно излучение следующих у-квантов: н квантов рентгеновского 'излучения дочернего Ра'": 92 квв (0,05), 16 нвв (0,4), 13 квв (0,9). Период спонтанного деления Хрнчт весьма велик н превышает 1 10та лет [23). Сечение активации арент тепловыми нейтронами равно 170~4 барн, а сечение деления— 19+- 3 барн; сечение деления орван составляет 1600+.100 борн; сечение активации Хртав равно 31+-6 барн [18, 198). Сечения деления 5[рвач при облучении нейтронами с энергией 2,5 — 27 Мвв колеблются от 1,5 до 3 барн [90). В исследовательских и химико-аналитических работах часто применяют изотоп Хрена, который получается при облучении естественного урана медленными нейтр(гнами, а также как дочерний 8 продукт при распаде Ашнаа.
Для идентификации и определения Ирана используют у-линии: Применение больших количеств арена при работе в химической лаборатории затруднено ввиду его высокой радиоактивности. Однако Ыртав используется в индикаторных количествах как радиоактивная метка для Ырват. В небольших количествах применяется также 5[рван, который получается при облучении ]т[рват нейтронами. Для идентификации ]Ортэв используют у-линии: Выход Вы ход Энергия, кэв на одни распад Энергия, кээ на один распад 925 0,03 1027 0,05 986 0,20 1030 0,16 Нахождение в природе.
Характеристики
Тип файла DJVU
Этот формат был создан для хранения отсканированных страниц книг в большом количестве. DJVU отлично справился с поставленной задачей, но увеличение места на всех устройствах позволили использовать вместо этого формата всё тот же PDF, хоть PDF занимает заметно больше места.
Даже здесь на студизбе мы конвертируем все файлы DJVU в PDF, чтобы Вам не пришлось думать о том, какой программой открыть ту или иную книгу.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
