М.И. Афанасов и др. - Основы радиохимии и радиоэкологии (Практикум) (2008) (1133848), страница 20
Текст из файла (страница 20)
Инициировать управляющую программу MS1101E (mn_cfg exe2).3. Получение спектра γ-излучения (амплитудного спектра) 57Со; выделение рабочейобласти амплитудного спектра.Инициировать в главном меню окно амплитудного анализа РН. Начать набор амплитудного спектра (кнопка START). Через 1-2 минуты, после появления в левой половине экрана двух фотопиков, соответствующих энергиям 6,5 и 14,4 кэВ, остановитьнабор. Выделить рабочую область амплитудного спектра, отвечающую резонанснымγ-квантам 14,4 кэВ (курсор, кнопки Low Bond и High Bond).При работе с соединениями олова в амплитудном спектре Вa119mSnO3 выделяют уширенный пик, включающий резонансную линию с энергией 23,8 кэВ.4.
Калибровка спектрометра по скорости.По согласованию с преподавателем выбрать и установить диапазон скорости движения источника в зависимости от того, какое соединения будет в дальнейшем исследоваться. Для этого активировать в главном меню окно Moss-1 (мессбауэровский анализ) и записать в окно «V» скорость в относительных единицах (Esc, окно «V»,Enter). Указать название спектра (нажать F2, перейти к иконке File, нажать Enter, выбрать File_Name, указать имя файла) и условия его измерения (окно Comment).Закрепить в держателе (4) соответствующий стандартный поглотитель и начать наборспектра (нажать Esc, выбрать "Start", нажать Enter). После получения четких линийостановить набор и записать спектр (нажать Start, кнопка Save, Enter).5. Расчет параметров калибровочного спектра.Для математической обработки спектра используют различные программные приложения, например, Univem MC.
Краткое описание методики обработки спектра получают у преподавателя. Определяют номер канала, соответствующий нулевой скорости, и интервал скорости, приходящийся на 1 канал («цена деления канала»).6. Получение спектра исследуемого вещества.Спектры соединений железа (олова) набирают в изложенной выше последовательности (см. п.п.
3 и 4). В навеске исследуемого вещества должно содержаться примерно25-50 мг железа или 10-20 мг олова.Используя программное приложение и параметры калибровки (п.4), рассчитываютизомерный сдвиг, квадрупольное расщепление и площадь линий спектра. Полученные значения параметров δ и Δ сравнивают с литературными данными. Определяютстепень окисления и возможный состав ближайшего анионного окружения мессбауэровских атомов.Если в исследуемом поглотителе обнаружено нескольких химических форм мессбауэровского элемента, определяют их содержание по площади соответствующих спектральных компонент, учитывая при этом значение f′-фактора (уравнение (10.3)).73Расчетные задачи1.Построить схему распада нуклида 40K. Тип распада: электронный захват (вероятность pЭ.З.
= 0,11) или β–распад (pβ = 0,89). Максимальная энергия β-частиц 1,3 МэВ(pβ=0,89), энергия γ–кванта 1,46 МэВ (pγ = 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 γ-квантов – 1,0 МэВ (p=0,7) и 0,19 МэВ (p=1,0). Построить схемураспада 101Mo.3.Ядерное превращение 219Rn → 215Po (полная энергия 6,82 МэВ) сопровождаетсяиспусканием α-частиц (энергия Eα = 6,82, 6,56 и 6,43 МэВ), а также γ-квантов (Eγ =0,39, 0,32, 0,19, 0,13 и 0,07 МэВ).
Построить схему распада 219Rn .Какая доля β− и γ−излучения пройдет через 8 слоев половинного ослабления?4.5.Определить максимальный пробег (в см) β-частиц 32P в воздухе при н.у.Ответ: 602 смРассчитать минимальную толщину экрана из органического стекла (ρ = 1,076.3г/см ), полностью задерживающего поток β-частиц 89Sr. Ответ: 0,62 см7.Какая доля β-частиц 36Cl (Eβ,max.= 0,71 МэВ) поглотится медной фольгой толщиной 0,15 мм (ρСu = 8,96 г/см3).Ответ: 96%8.Определить ослабление потоков β-частиц и γ-квантов, испускаемых 40K, пластинками алюминия толщиной 270 и 810 мг/см2 (ρAl = 2,7 г/см3).Ответ: поглощается 93 и 100% потока β-частиц; 1,3 и 3,9% потока γ-квантов.9.Параллельные потоки моноэнергетических электронов, β-частиц и α-частицпроходят через экраны, толщина которых равна 0,6 пробега каждого типа излучения.Какая доля электронов, β- и α–частиц задерживается экранами?Ответ: ∼60%, ∼98% и 0%10.
Массовые коэффициенты ослабления β–излучения (Eβ,max. = 1,9 МэВ) и γизлучения (Eγ = 0,1 МэВ) примерно одинаковы и равны 5,3 см2/г. Какая доля частиц ифотонов пройдет через поглотитель толщиной 445 мг/см2? Ответ: 0,05(β); 0,095 (γ)11. Препарат, содержащий равновесную смесь 90Sr и 90Y, покрыли слоем алюминия, достаточным для полного поглощения излучения 90Sr. Какая доля β–частиц 90Yбудет задержана этим слоем? Ответ: 0,56712. Определить абсолютную активность 1 кг хлорида калия (доля 40K в природнойсмеси изотопов равна 0,000118). Ответ 16121 Бк13.
Определить радиоактивность 1 см3 (при н.у.) 3H2.14. Рассчитать объемную активность (Бк/мл) 10 моль/л раствора KOH (доля 40K вприродной смеси изотопов равна 0,000118). Ответ: 11,71 Бк/мл15. В природной смеси изотопов рубидия содержится 27,85% долгоживущего нуклида 87Rb. Определить период его полураспада, если установлено, что скорость счетанавески RbCl массой 120 мг равна 368 имп/мин (коэффициент регистрации ϕ = 0,1).Ответ: 6·1010 лет16. Определить удельную активность (Бк/г) Sm2O3 (в природной смеси изотоповсодержится 15,07% 147Sm, T½ = 1,3·1011 лет). Ответ: 88 Бк/г17. Абсолютная удельная активность Nd2O3 равна 7,8 Бк/кг. Определить содержание нуклида 144Nd (T½ =2,4·1015 лет) в природной смеси изотопов неодима.Ответ: 23,8%7418.
В препарате радиоактивной серы через 30 дней после приготовления активность основного компонента (35S) в 49 раз превышала активность примеси (32P). Рассчитайте отношение активностей 35S и 32P в момент приготовления препарата.19. Препарат радиоактивной серы содержит 50 МБк 35S и примесь 32P (4 МБк). Какое (минимальное) время следует хранить препарат, чтобы активность примеси непревышала 1% общей активности препарата.20. 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/мин21.
Для выделения дочернего радионуклида 68Ga (T½ = 68 мин) из колонки изотопного генератора использовали 10 мл элюента. Объемная активность раствора, измеренная через 17 мин после извлечения 68Ga, оказалась равной 5 МБк/мл. Рассчитайтеактивность материнского радионуклида 68Ge (T½ = 280 суток) в генераторе, предполагая, что было выделено 60% равновесного количества галлия.
Ответ: 99,17 МБк22. Для выделения дочернего радионуклида 113mIn (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 МБк23.
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: 1344 кБк/мл.24.
Определить время накопления максимального количества 112Ag (T½ = 3,4 ч), образующегося при распаде 112Pd (T½ = 21 ч).Ответ: 10,66 ч25. Какова абсолютная активность 220Rn, находящегося в вековом равновесии с 1 г232Th (T½ = 1,41·1010 лет)? Ответ: 4,1 кБк26. Ниже приведена схема ядерных превращений 210Pb.β , T1 / 2 = 21 год 210β , T1 / 2 = 5 сут 210α , T1 / 2 =138 сут 206210Pb ⎯⎯ ⎯ ⎯ ⎯ ⎯ ⎯→Bi ⎯⎯ ⎯ ⎯ ⎯ ⎯⎯→Po ⎯⎯ ⎯ ⎯ ⎯ ⎯ ⎯⎯→PbАктивность 210Po, находящегося в равновесии с 210Pb, равна 120 Бк.
Чему равна активность 210Bi и через какое время она уменьшится в 5 раз? Ответ: 120 Бк, 48,8 года27. В цепочке радиоактивных превращений *X→*Y→Z (стабильный) возможноустановление векового равновесия. В начальный момент дочерний радионуклид *Yочищен от материнского. Какая доля от равновесного количества ядер *Y накопитсяза время, равное трем периодам его полураспада?Ответ: 0,87523823423428. Имеется цепочка превращений U→ Th→ Pa→…. 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 NThчерез а) 578 ч, б) 4,5·109 лет?Ответ: а) 7,3·107; б) 7,3·10729. Имеется цепочка радиоактивных превращений *X→*Y→Z(стабильный). Приt=0 число ядер материнского нуклида N*X,0 = 6·1018, а число ядер дочернего N*Y,0 = 0.Чему будет равно число ядер N*X и N*Y при t = 2 T½(*Y), если известно, что T½(*Y) >>Ответ: ∼0; 1,50·1018T½(*X).7530. Имеется цепочка радиоактивных превращений *А→*B→D(стабильный). Приt=0 число ядер N*A,0 = N*B,0 = 4·1019. Чему будет равно число ядер N*A и N*B при t = 2T½(*A), если известно, что T½(*A) << T½(*B).Ответ: ·1019; 7·101931.
Определите количество атомов гелия, образующихся в течение 1 года из 1 г232Th, находящегося в равновесии с продуктами распада.32. При облучении мишени образуется радионуклид Z с периодом полураспада 3 чи короткоживущий примесный X (T½ = 15 мин). Мишень облучали в течение 9 ч. Ееактивность спустя 15 мин после окончания облучения составила 280 кБк, а спустя 3 ч– 90 кБк. Определите а) отношение активности радионуклида Z в момент второго измерения к максимально возможной при данных условиях облучения, б) отношениеактивностейнуклидовZиXвмоментокончанияоблучения.Ответ: а) 0,438; б) 0,81833.
Облучение пластинки 193Ir (толщина 0,1 мм, площадь 50 мм2, ρIr = 22,4 г/см3)медленными нейтронами (плотность потока 1010 см−2с−1) проводилось в течение 1 ч.Определите сечение реакции 193Ir (n,γ)194Ir, если активность мишени, измеренная сразу после облучения, составила 5369 кБк, а спустя 8 ч – 4010 кБк.Ответ: 51·10−24 см234. Для определения содержания примеси марганца в алюминии фольгу массой100 мг облучали медленными нейтронами (плотность потока 1013 см−2с−1) в течение10 ч. Активность 56Mn (T½ = 2,58 ч) на момент окончания облучения составила 8200Бк.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
