М.И. Афанасов и др. - Основы радиохимии и радиоэкологии (Практикум) (2016) (1133852), страница 24
Текст из файла (страница 24)
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). 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) отношениеактивностей нуклидов Z и X в момент окончания облучения.Ответ: а) 0,438; б) 0,81819. Рассчитайте минимально необходимое время облучения навески As2O3 массой100 мг потоком нейтронов (плотность 1012 см2с1) для получения препарата 76As2O3 судельной активностью 40 МБк/г.
Единственный стабильный нуклид - 75As, эффективное сечение (n,) реакции равно 4,3·1024 см2, период полураспада 76As - 27,6 ч.Ответ: 35 мин20. В природной смеси изотопов сурьмы содержится 43% 123Sb и 57% 121Sb. Приоблучении навески массой 1 г нейтронным потоком (плотность 1012 см2с1) в течениесуток в мишени образуется 124Sb (T½ = 60 сут) и короткоживущий 122Sb. Удельная активность мишени, измеренная сразу после окончания облучения, составила 2886кБк/мг. Определить период полураспада 122Sb, считая, что условия облучения соответствуют случаю тонкой мишени, сечение обеих (n,) реакций примерно одинаковыи равны 4,4·1024 см2.Ответ: 66 ч21. В воздухе на высоте уровня моря за счет космического излучения за 1 ч в среднем образуется 7560 пар ионов в 1 см3.
Определите поглощенную дозу в воздухе загод, если на образование одной пары ионов затрачивается энергия 33,9 эВ.Ответ: ~ 278 мкГр22. Рассчитайте толщину защитного экрана из свинца, снижающего эквивалент дозы, создаваемый в течение 6-часового рабочего дня на расстоянии 0,5 м от источника124Sb активностью 370 МБк, до уровня 36 мкЗв/день.Ответ: 5,9 см23. Толщина защитного свинцового экрана равна 10 см. Проверьте, обеспечит литакая защита безопасные условия работы в течение 6-ти часового рабочего дня нарасстоянии 25 см от источника 59Fe активностью 0,5 ГБк.Ответ: Обеспечит; мощность эквивалента дозы за защитой 4,12 мкЗв/ч24. Определите наименьшее расстояние от источника 65Zn активностью 0,37 ГБк,на котором можно находиться без защитного экрана в течение 1 ч, если величина эквивалента дозы не должна превышать 30 мкЗв.Ответ: 98 см25.
В лаборатории ежедневно в течение 2 ч проводится работа с точечным источником 137Cs (137mBa) активностью 394 МБк на расстоянии 30 см. При этом в другое97время источники ИИ не эксплуатируются. Определите: а) эквивалент дозы при отсутствии защиты; б) толщину защитного экрана из свинца, обеспечивающего безопасные условия работы.Ответ: 722 мкЗв; при условии 2х-часовой работы в день d = 3 см26. Ладонь оказалась загрязненной радионуклидом 35S. Установлено, что скоростьсчета пятна 150 имп/(ссм2). Условия измерения: счетчик Гейгера-Мюллера (d окна= 5мг/см2), слой воздуха 5 мм, геометрический коэффициент = 0,5. Оцените энергиючастиц, поглощенную в 1 г биологической ткани в течение 1 ч.Ответ: 7,0810-7 Дж/г27.
В организме человека (масса 70 кг) содержится ~ 160 г калия. Оцените среднюю поглощенную дозу от -излучения 40К за год, предполагая равномерное распределение элемента в организме.Ответ: 0,18 мГр28. На карман халата площадью около 120 см2 попало 0,5 мл раствора, содержащего равновесную смесь 90Sr(90Y), с удельной активностью 18500 Бк/мл. Загрязненность определялась радиометром с площадью детектора 300 см2 и толщиной окна0,01 г/см2 . Рассчитать показания радиометра (в имп/с) и определить, во сколько раззагрязненность халата превышает допустимой уровень, если геометрический коэффициент =0,4.Ответ: 3070 имп/с; в 2,3 раза29. Реактор объемом 50 мл, в котором хранился меченный 14C карбонат бария массой 296 мг, заполнили углекислым газом (24°С, 99 кПа), герметично закрыли и выдержали несколько часов при 100°С.
Определить степень изотопного обмена, еслиустановлено, что за время нагревания удельная активность Ba14CO3 уменьшилась в1,25 раза.Ответ: F=0,3513130. Какой объем раствора Na I (без носителя) с удельной активностью 800 Бк/млнеобходимо взять, чтобы с помощью изотопного обмена получить 0,1 моль меченногоиодом-131 алкилиодида с удельной активностью 4 кБк/моль?Ответ: 0,5 мл31.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
