Химические формы иода, образующиеся в процессе высокотемпературной сублимации иодида цезия на воздухе (1113626), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Наличие в исследуемом материале какого-либорадионуклида во многих случаях позволяет не только установить присутствиесоответствующего элемента, но и оценить его содержание в образце.Крадиометрическимотносятсятевидыанализа,вкоторыхкачественное и количественное определение проводится только на основанииизменения радиоактивности без разложения пробы и других химическихопераций.Важнейшими преимуществами данного метода анализа являются низкиепределы обнаружения и независимость результатов определения от наличиядругих (нерадиоактивных) веществ. Универсальность этого метода обусловленаналичием радиоактивных нуклидов почти для всех элементов периодическойсистемы.При разработке методов анализа, основанных на использованиирадионуклидов, подбирают такие условия, при которых систематическиепогрешности малы. В этом случае рассеяние результатов анализа будетопределяться только случайными погрешностями.
Для того, чтобы убедиться,что систематические погрешности отсутствуют, рекомендуется использоватьобразцовые вещества, которые могут содержать или известное количестворадионуклида, или известное количество нерадиоактивных веществ.Точностьметодованализа,основанныхнаиспользованиирадионуклидов, примерно такая же, как точность других аппаратурных методованализа (спектрофотометрия, спектроскопия и др.).Наиболее широко среди аналитических методов, основанных наиспользовании радионуклидов: используют методы: основанные на знанииисходной удельной активности вещества. Определение содержания веществапо известной удельной активности универсальный способ использованиярадионуклидовврадиометрическихметодаханализа.Привыполненииобычных химических операций изотопный состав элементов практически неменяется. Поэтому, если оказалось, что активность (например, регистрируемаяактивность) образца равна I, то, зная его удельную активность Iуд.
можно найтимассу образца mx:С помощью формулы (1) можно рассчитать предел обнаружения вещества,меченного радионуклидом, mmin. Подставляя в (1) значение минимальнойрегистрируемой активности Imin, которую можно надежно измерить, получаем:Если удельная активность 1уд отнесена к единице массы элемента вобразце, то с помощью формулы (2) можно найти предел обнаруженияэлемента.
Предел обнаружения элемента можно понизить, используя образцы сболее высокой удельной активностью. Чем ниже содержание анализируемогообразца в пробе, тем более высокая удельная активность требуется дляанализа. Точность определения массы вещества по формуле (1) зависит отточности измерения активности препарата / и удельной активности /уд, поэтомуобе эти величины следует определять одинаково тщательно.Рис. 1. Схема распада131I I2.4. Проблема определения состава природной итехногенной плеяды химических форм иодаИод-один из важнейших микроэлементов. По данным Виноградова [21].Среднее его содержание в морской воде составляет -50 мкг/мл.Радиоактивный131I относится к наиболее опасным продуктам деления,загрязняющим окружающую среду [22, 23, 24].131I имеет высокий выход приделении тяжелых ядер тепловыми нейтронами (табл.
1), сравнительно большойпериод полураспада (~8,08 сут.) и относительно высокие энергии (β- и γизлучения (рис. 1); он способен мигрировать по звеньям биоцепей инакапливатьсявщитовиднойжелезечеловекаИодобладаетвысокойхимической активностью, образует летучие соединения, что затрудняетудаление 131I из отходов радиохимических производств.Поведение иода в окружающей среде определяется как путями и формамипоступления радиоактивного иода, так и физико-химическим состоянием егостабильного носителя.Таблица 1.
Важнейшие нуклиды иода.РадионуклидПериод полураспадаВыход при делении уранатепловыми нейтронами,%12560 сут12,8сут-||129|Стабильный (100%)25 мин1,7*107 лет10130||132i133|134|12,3ч8,08 сут2,4ч20,8ч52 мин2,934,386,628,061356,7ч6,4513624 сек6||126127128131||2.4.1. Источники поступления радиоактивногоиода в окружающую средуРадионуклиды иода могут поступать в окружающую среду в результатеядерныхиспытаний,приудалениирадиоактивныхотходоватомнойпромышленности и судов с ядерными энергетическими установками и вслучаях аварийных ситуаций [25 - 27], причем физико-химические формырадиоиода могут отличаться от форм существования стабильного иода [28-30].При ядерных взрывах в атмосфере в момент образования радиоактивногооблака основную долю радиоиода составляет иодид. В атмосфере поддействием окислительно-восстановительных процессов в парообразных иаэрозольных фракциях возможно изменение валентности иода с образованиемразличных химических форм [29].
Н(и в этом случае на долю молекулярногоиода и иодида в аэрозолях приходится 90-95% общего количества радиоиода.При подземных испытаниях радиоиод попадает в атмосферу только впарообразного состоянии [29]. В выбросах из ядерных реакторов в атмосферурадиоиод обнаружен в парогазовой и аэрозольной формах, а также в видейодистого метила [31]. Известно, что наряду с неорганическими формами вотходах радиохимических производств присутствуют соизмеримые количестваорганических соединений [28]. По-видимому, соединения иода с высшейстепенью окисления неустойчивы и легко восстанавливаются до иодата, амолекулярный иод диспропорционирует до иодида и иодата.
Так Силлен [32]показал, что ЕIO3/I в морской воде равновесное отношение для реакции:должно составлять 1013,5.2.4.2. Исследования в области методов определениярадиоиодаНеобходимо отметить, что столь заметное содержание радиоактивногоиода в окружающей среде не могло не привлечь к себе внимание радиохимиков.Для определения содержания радиоактивного иода в различных образцахокружающей среды активно разрабатывается большое число современныхвысокоэффективныхметодованализа:электрохимических[33],масс-спектрометрических [34], причем особое внимание уделяется именно наличиюхимических форм иода, отличных от иодида.Интерес к данной области исследований возрос, особенно после аварии наЧАЭС в апреле 1986 года, когда большое количество радиоактивных веществбыло выброшено в атмосферу и, спустя буквально несколько суток, влияниеЧернобыльской трагедии проявились практически во всех странах Европы иАзии.
Так, Мишра [36] сообщает, что впервые радиоактивность, обусловленнаяаварией на ЧАЭС, была зарегистрирована в Индии 13 мая, хотя первыерадиоактивные образцы были собраны еще 2 мая с бортов советскогосамолета, прилетевшего в Индию. В Финляндии [37] после аварии на ЧАЭСвыпадение радионуклидов происходило более неоднородно, чем до нее.В условиях выпадения радиоактивных осадков невозможно, основываясьлишь на данных по активности, оценить накопление радионуклидов вчеловеческом организме и, следовательно, определить радиационную дозу. Всвязи с этим повсеместно стал проводиться анализ питьевой воды и продуктовпитания на предмет содержания в них особо радиотоксичных нуклидов [38].Практически сразу после аварии на ЧАЭС начали проводиться работы посозданию эффективного способа ликвидации вырвавшихся в окружающуюсреду радионуклидов.
Как уже отмечалось выше, особый интерес привлек ксебе именно 131I.На данный момент можно говорить о том, что эффективный способ сбора,концентрирования и захоронения радиоактивных нуклидов иода создан ипроверен не только теоретически, но и на практике - с использованиеммодельных систем [1-2, 39-41 ]. Но использование данного способа должно бытьосновано на знании качественного и количественного состава той смесихимических форм иода, которая образуется в процессе испарения на воздухерасплавленного иодида цезия. Решению данного вопроса и посвящена даннаяработа.3. Экспериментальная часть3.1.
Приборы и оборудование, исходные вещества3.1.1. Приборы и оборудование, приготовление исходныхрастворовДля снятия спектров поглощения растворов иода в бензоле использовалирегистрирующий спектрофотометр EPS-3T фирмы HITACHI.Растворы для градуировочного графика готовили, используя иод марки«ч.д.а.» и бензол марки «ч.д.а.».Раствор иодида цезия готовили из препарата иодида цезия марки «ос. ч.»;раствор иодата калия готовили, используя иодат калия марки «ч.д.а.». Растворсерной кислоты был приготовлен из фиксанала. В качестве экстрагентаиспользовали бензол марки «ч.д.а.».В качестве измерителя скорости потока воздуха использовали ареометр,который предварительно градуировали.В качестве охлаждающей смеси, применяемой для осаждения иода извоздушного потока, служила смесь льда и хлорида натрия в примерномсоотношении по массе 2:1 (t°=-22°С).
3.1.2. Исходные нерадиоактивный ирадиоактивный препараты иодида цезия.В работе использовали препарат иодида цезия марки «ос.ч.». Для проверкиналичия в исходном препарате сорбированной воды порции препаратавысушивали в сушильном шкафу при 200 °С, а затем охлаждали в эксикаторенад хлоридом кальция. Оказалось, что потеря массы практически отсутствует(менее 0,001 % по массе).Для приготовленияиодида цезия, меченного иодом-131, поступалиследующим образом. В кварцевую чашку помещали раствор Na131I без носителятребуемой активности (обычно на уровне 5-10 МБк), немного дистиллированнойводы и вносили в чашку порцию нерадиоактивного иодида цезия.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
