М.И. Афанасов - Основы радиохимии и радиоэкологии. Практикум (1126999), страница 23
Текст из файла (страница 23)
– объемная скорость счета (расп./минмл) равновесного раствора адсорбата; Aуд. - удельная радиоактивностьадсорбата в расп./(мин∙мг); ε – эффективность регистрации β-излучения.Таким же способом, измерив объемную скорость счета раствора до внесения адсорбента, можно установить и начальную концентрацию с0. Однако значение с0 обычнорассчитывают, зная массу адсорбата и объем исходного раствора.Необходимо отметить, что надежное определение величины адсорбции по способу 2) возможно только в случае значительного (более 10%) изменения концентрациираствора, так как относительная погрешность измерения радиоактивности может достигать нескольких процентов.
Как правило, таким способом определяют адсорбциюна пористых и порошкообразных веществах с развитой поверхностью: активированном угле, силикагеле, гидроксиаппатите и др. При этом желательно использовать небольшие объемы раствора адсорбата.При изучении адсорбция меченных тритием и/или углеродом-14 соединений с помощью ЖС спектрометра RackBeta 1215 эффективность регистрации можно установить с помощью «калибровочной кривой гашения» – зависимости эффективности регистрации β-излучения трития (углерода) от отношения скорости счета в энергетических каналах спектрометра.
Проведение калибровки прибора описано в практическойработе 8. В настоящей работе можно использовать калибровочные кривые, приведенные на рис. 12.1, которые получены для жидких сцинтилляторов на основе диоксана(«Брей», ЖС-8), толуола (ЖС-106, ЖС-7А), ксилолов (OptiPhase, Ultima Gold).Рис. 12.1. Кривая гашения для определения эффективности регистрации -излучениятрития (1) и углерода-14 (2) при измерении радиоактивности с помощью ЖСспектрометра RackBeta 121593Цель работыПостроить изотерму адсорбции поверхностно-активного вещества, меченного тритием или углеродом-14, на одном из высокопористых адсорбентов.Оборудование, материалы и реактивыЖидкостной сцинтилляционный спектрометр, сцинтилляционная жидкость, флаконы,центрифуга, шейкер, весы, микродозаторы переменного объема и наконечники к ним,микропробирки с крышкой типа Эппендорф.Раствор поверхностно-активного вещества (додецилсульфат натрия, бромид додецилтриметил аммония, альбумин и др.), меченного 3H или 14C; адсорбент (активированный уголь, мезопористый силикагель и др.); дистиллированная вода или другой растворитель (в зависимости от исследуемого вещества).Выполнение работы1.
Получают у преподавателя исходный раствор адсорбата и адсорбент, а также конкретный план работы, в котором указаны: 1) удельная радиоактивность адсорбата иконцентрация его раствора, 2) примерные значения начальных концентраций раствора адсорбата (с0,i), которые будут использоваться для определения значений Гi, 3)объемы равновесных растворов адсорбата, отбираемых для измерения скорости счета,4) плотность растворителя, 5) удельная поверхность адсорбента.2. Проводят проверку точности микродозаторов, взвешивая отбираемые пробы воды.3. Готовят шесть растворов адсорбата с различными начальными концентрациями с0,i,смешивая в пробирках эппендорф порцию исходного раствора с требуемым объемомрастворителя.
Определяют массу растворов, рассчитывают объемы растворов и ихначальные концентрации c0,i. Плотность водных растворов принимают равной 1,00г/мл. Результаты заносят в табл. 12.1.Таблица 12.1.№Масса сухихпробирок,гМасса пробирокс растворителем,гМасса пробирокс растворителеми добавкой адсорбата, гОбъем расНачальнаятвора адконцентрациясорбата враствора адпробирках,сорбата, мг/млмл12…64. Готовят точные навески адсорбента в микропробирках, в которые затем переносятполученные растворы (табл. 12.2).Таблица 12.2.МассаМасса проМасса адМасса пробирок сОбъем№пробирок,гбирок снавеской адсорбента, гсорбента, г12…694навеской адсорбентаи растворомадсорбата, гсуспензии,мл5.
Перемешивают полученные суспензии с помощью шейкера в течение 40 мин.6. Отделяют адсорбент с помощью центрифуги.7. Отбирают аликвоту раствора над адсорбентом (осадком) и переносят ее во флакон,содержащий сцинтилляционную жидкость. Измеряют, используя программное обеспечение ЖС спектрометра, скорость счета аликвоты. Вычисляют, учитывая фон, объемную скорость счета (имп/минмл) растворов и равновесную концентрацию адсорбата ci (уравнение 12.3).
Результаты заносят в табл. 12.3.9. Определяют эффективность регистрации (рис. 12.1). Рассчитывают, согласно12.2, значение адсорбции Гi для каждой концентрации (табл. 12.3).Таблица 12.3Объем№ аликвоты,млСкоростьсчетафона,имп/минСкоростьсчетааликвоты(без фона),имп/минОтношениесчета в каналахЖС спектрометра*Эффективность регистрации βизлучения*ci ,мг/млГi ,мг/м212…6* - см. рис. 12.19. Строят изотерму адсорбции – зависимость адсорбции от равновесной концентрации растворенного вещества при постоянной температуре.95Расчетные задачи1.Построить схему распада нуклида 40K. Тип распада: электронный захват (вероятность pЭ.З.
= 0,11) или –распад (p = 0,89). Максимальная энергия -частиц 1,3 МэВ(p=0,89), энергия –кванта 1,46 МэВ (p = 0,11).2.Полная энергия ядерного превращения 101Mo → 101Tc равна 2,39 МэВ; максимальная энергия испускаемых частиц – 1,20 МэВ (выход на распад p=0,7) и 2,20 МэВ(p=0,3); энергия -квантов – 1,0 МэВ (p=0,7) и 0,19 МэВ (p=1,0). Построить схемураспада 101Mo.3.Ядерное превращение 219Rn → 215Po (полная энергия 6,95 МэВ) сопровождаетсяиспусканием -частиц (энергия E = 6,82, 6,56 и 6,43 МэВ), а также -квантов (E =0,39, 0,32, 0,19, 0,13 и 0,07 МэВ). Построить схему распада 219Rn .4.Определить для -частиц 32P Rmax в воздухе при н.у.Ответ: 602 см5.Рассчитать минимальную толщину экрана из органического стекла ( = 1,073г/см ), полностью задерживающего поток -частиц 89Sr.Ответ: 0,62 см6.Определить ослабление потоков -частиц и -квантов, испускаемых 40K, пластинками алюминия толщиной 270 и 810 мг/см2 (Al = 2,7 г/см3).Ответ: поглощается 93 и 100% потока -частиц; 1,3 и 3,9% потока -квантов.7.Параллельные потоки моноэнергетических электронов, -частиц и -частицпроходят через экраны, толщина которых равна 0,6 пробега каждого типа излучения.Какая доля электронов, - и –частиц задерживается экранами?Ответ: 60%, 98% и 0%8.Определить абсолютную активность 1 кг хлорида калия (доля 40K в природнойсмеси изотопов равна 0,000118).Ответ: 16121 Бк9.В природной смеси изотопов рубидия содержится 27,85% долгоживущего нук87лида Rb.
Определить период его полураспада, если установлено, что скорость счетанавески RbCl массой 120 мг равна 447 имп/мин (коэффициент регистрации = 0,1).Ответ:4,8·1010 лет10. Препарат радиоактивной серы содержит 50 МБк 35S и примесь 32P (4 МБк). Какое минимальное время следует хранить препарат, чтобы активность примеси не превышала 1% общей активности препарата.Ответ: 1236,5 ч11. Измерение скорости счета радионуклида 144Pr начали спустя 7 мин после выделения из мишени и проводили в течение 10 мин. За это время было зарегистрировано18342 имп. Определите скорость счета (имп/мин) 144Pr в момент выделения.Ответ: 2917 имп/мин113m12.
Для выделения дочернего радионуклидаIn (T½ = 99 мин) через колонку изотопного генератора пропустили 10 мл 0,05 н раствора HCl. Объемная активностьэлюата, измеренная спустя 33 мин после выделения, оказалась равной 20 МБк/мл.Рассчитайте активность материнского изотопа 113Sn (T½ = 115 суток), предполагая,что было выделено 72% равновесного количества 113mIn.Ответ: 350 МБк13. Хроматографическую колонку заполнили сорбентом, на котором было адсорбировано 100 МБк материнского радионуклида 140Ba. Спустя 360 ч, для выделениядочернего 140La, через колонку пропустили 20 мл элюента. Определить удельную активность (кБк/мл) элюата через 24 ч после извлечения 140La, предполагая, что он несодержит радиоактивных примесей, а используемая методика позволяет выделить80% накопившегося лантана.Ответ: 1341 кБк/мл.9614.
Определить время накопления максимального количества 112Ag (T½ = 3,4 ч), образующегося при распаде 112Pd (T½ = 21 ч).Ответ: 10,66 ч21015. Ниже приведена схема ядерных превращений Pb. , T1 / 2 21 год 210 , T1 / 2 5 сут 210 , T1 / 2 138 сут 206210Pb Bi 210210Po PbАктивность Po, находящегося в равновесии с Pb, равна 120 Бк. Чему равна активность 210Bi и через какое время она уменьшится в 5 раз? Ответ: 120 Бк, 48,8 года16.
Имеется цепочка превращений 238U→ 234Th→ 234Pa→…. Периоды полураспада238U, 234Th и 234Pa равны, соответственно, 4,5·109 лет, 578 ч и 1,18 мин. При t=0 числоядер 238U NU,0 = 1019, а число ядер 234Th NTh,0 = 0. Чему будет равно число ядер NTh через а) 578 ч, б) 4,5·109 лет?Ответ: а) 7,3·107; б) 7,3·10717. Сколько атомов гелия образуется в течение 1 года из 1 г 232Th, находящегося вравновесии с продуктами распада.Ответ: 7,7·101118. При облучении мишени образуется радионуклид Z с периодом полураспада 3 чи короткоживущий примесный X (T½ = 15 мин).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
