М.И. Афанасов, А.А. Абрамов, С.С. Бердоносов - Основы радиохимии и радиоэкологии (Сборник задач) (1133854), страница 23
Текст из файла (страница 23)
Общая активность 31000 имп/мин. В осадкеоказалась активность 31000 – 16600 = 14400 имп/мин, т.е. осадок содержит 14,4 мгфосфора. Масса магния в осадке (следовательно, и в исходном растворе) равна14,4∙24/31 = 11,1 мг54. 0,025 моль/л55. 267 раз56. 60457. ~1130 раз58. 210 моль/л.59. Исходная активность 2 103 моль цинка равна 99600 имп/мин.
Радиоактивностьдиска 498 имп/мин. Содержание Zn в покрытии: 4982.103/99600 = 105 моль, т.е.65.105 г. Толщина покрытия: 65.105 /(70,62) = 8,2.105 см = 0,82 мкм60. 2,1710-4 г/см361. Решение: Внося поправки наизменениеобъема,определяемобъемную скорость счета раствора:603, 455 и 142 имп/(мин∙мл),соответственно.Полинейнойзависимости (Iуд,р=602,159 – 150,265V)находим эквивалентный объем Vэ =4,007 мл.
Количество веществафосфат-ионов ионов в растворе2,6710−6 моль, концентрация 8,9∙10−5моль/л62. 1,29∙10−4 моль/л63. 5104 моль (0,05 моль/л)64. 0,005 моль/л65. 3,5108 моль66. 0,025 моль/л67. 127,5 мг68. Решение. Удельные массовые активности(или скорости счета, измеренные в строго одинаковых условиях) Sr3(PO4)2 в105осадке и в насыщенном растворе равны друг другу.
Пусть s – растворимость (г/мл)Sr3(PO4)2 , V- объем раствора над осадком (мл), m- масса осадка (г). Тогда (Аос/m)= (Ар/Vs) и s = Арm/АосV . Регистрируемая активность осадка, учитываячрезвычайно низкую растворимость Sr3(PO4)2, равна регистрируемой активностираствора SrCl2 : Аос = 17050∙50∙100 = 8,525∙107 имп/мин; m=0,227 г; V=50 мл; Ар=52∙50=2600 имп/мин; s = 1,384∙10−7 г/мл = 3,04810−7 моль/л.Равновесные концентрации ионов С(Sr2+) и С(PO43) в насыщенном растворе равны33,04810−7 и 23,04810−7 моль/л, соответственно.
ПР = [f+C(Sr2+)]3[f-C(PO43)]2 ,где f+ и f- - коэффициенты термодинамической активности катиона и аниона,соответственно. Усредненный коэффициент f можно, в первом приближении,вычислить по ур-ю Дебая-Хюккеля lgf= 0,5117z+z-I½ , где I – ионная силараствора, z – заряды ионов. Для 0,001 моль/л раствора NaClO4 I = 0,001,коэффициенты f+ = f- 0,8 (табличные значения f+ = 0,87, f- = 0,73).ПР (0,833,048∙10−7)3(0,823,048∙10−7)2 1∙10−3169. 9,8∙10−9 г/мл70. Ионная сила рассматриваемых разбавленных растворов I 0,000001,коэффициенты термодинамической активности ионов f1. Можно считать, чтозначение ПР равно произведению равновесных концентраций ионов Ag+ и I.Пусть в насыщенном растворе содержится х моль AgI. Тогда равновесныеконцентрации катиона и аниона (до внесения дополнительного количества ионовсеребра): х = (8∙1017)½ = 8,944∙109 моль/л.
Мольные удельные активности твердойфазы и насыщенного раствора одинаковы. Общая активность 100 мл раствораравнялась 8,944∙1090,11,88∙1012 1682 Бк.После добавления раствора AgNO3 концентрация ионов Ag+ увеличивается до 106моль/л, равновесие смещается в сторону образования осадка, концентрацияаниона уменьшается до значения С = 8∙1017/106 = 8∙1011 моль/л.
Общаяактивность 100 мл раствора после внесения Ag+: 1682(8∙1011/8,944∙109) 15 Бк.71. 1,678∙10−5 моль/л; ПР = 1,1∙10−1072. Удельная скорость счета раствора AgNO3 до осаждения (в расчете на 1 моль)равна 840910050/(0,010,05) = 8,409∙1010 имп/(минмоль); скорость счета растворанад осадком - 3700 имп/мин. Т.о., в 100 мл раствора содержится ионов серебра.(Ag+)=3700/(8,409∙1010) = 4,4∙10−8 моль.73.
1,54∙10−6 г74. Равновесные концентрации ионов Pb2+ и CrO42 : С = 2,164∙10−7 моль/л;ПР=(0,62С)2 = 1,8∙10−1475. 1,59∙10−6 моль/л76. 9,6∙10−9 моль77. 2,19∙10−7 г78. 1,775∙10−3 моль/л79. 3,5∙10−9 моль/л80. 22125 и 665 Бк.381. 3,81310 мг/мл82.
не менее 40 МБк/г83. 21,5 МБк/г484. 2,5310 г/мл85. 0,586 МБк/г86. можно587. Ответ: 1,6710 мл.88. Сначала, используя приведенное в условие уравнение зависимости давленияпаров иода от температуры и данные о скоростях счета газовой фазы, находимсвязь между содержанием иода в паре и радиоактивностью пара. Используя этусвязь, рассчитываем плотности пара IBr при этих температурах. В предположениимономолекулярного состава паров IBr при этих температурах находим уравнениезависимости давления насыщенного пара от температуры над расплавленным IBr.106Оно имеет вид: lgp = 7,65 – 1930/T.
По этому уравнению находим, что давлениянасыщенных паров IBr при температурах311,3, 319,2 и 339 К равны,соответственно, 32, 54 и 146 мм рт.ст.89. 0,0167 г/л90. D = 1,2.10-10 см2/c. Исходя из экспериментальных данных, находим значения(l·10-2)2 и lgI (табл.)2,02,73,34,45,5(l·10-2)2 1,5lgI2,875 2,732 2,505 2,255 1,653 1Используя график линейной зависимости lgI от (l·10-2)2, находим тангенс угланаклона tgθ = 1,1.2.103. Коэффициент диффузии:D = 0,1086/(t tgθ) = 0,01086 /(4,1.104 tgθ) = 1,2.1010 см2/c91. 1,29.10-5 см2/с.
Продолжительность диффузии t = 30.3600 = 1,08.105 с.D = –lg [(π2/8)(It/I)] l2 /1,071 t = 0,3085 4,84 /(1,0711,08.105)= 1,29.10-5 (см2/с)92. 17 ч. Решение. Используем соотношение D = –lg [(π2/8)(It/I)] l2 /1,071 t = 2.105Необходимо, чтобы It/I по меньшей мере было равно 0,5. Поэтому получаемуравнение 2.105 = {–lg [(π2/8) 0,5] 2,52 } /1,071 t иt = 2,142.105 /{–lg [(π2/8) 0,5)] 6,25} = 6,12.104 с = 17 ч93. в 27,6 раза больше при использовании длинных капилляров.94. Заряд z диффундирующих ионов равен: z = 0,0257U/D, где U – подвижностьиона, а D – коэффициент диффузии.
Используя это соотношение, находим, чтоz=1,96. Таким образом, заряд ионов полония равен +2.95. 6,6 м2/г96. Относительная удельная поверхность осадка 1,1710-3 г/г. Решение. Исходнаярадиоактивность раствора составила 5,6105 имп/мин. В растворе находилось1,5.102 г Ce(IO3)4. После поверхностного изотопного обмена, в котором принялиучастие х г Ce(IO3)4, за счет первой быстрой стадии изотопного обмена, объемнаяактивность раствора снизилась с 5600 до 4400 имп/(мин∙мл). Так как общаярадиоактивность церия-141 должна остаться неизменной, можно составитьуравнение 5,6.105 1,5102 = 4,4105 (1,5102 + х). Решив его, находим х = 4,1104.В расчете на 1 г Ce(IO3)4 это составит 4,1104 /0,35 = 1,17103 г/г.97.
7885:12000 = 0,66. Только 2 атома хлора из 3 сохраняют связь с атомомжелеза; отщепляется один из атомов хлора FeCl398. 0,825 МБк/г (в расчете на 1 г FeCl3).99. Активность 1 мг продукта гидролиза равна 435 имп/мин; 435/8700 = 0,05.Следовательно, расщеплению подверглось 95% связей Al-Cl.100. t+ = 0,45; t- = 0,55101.
t- = 0,134107ЛИТЕРАТУРА1. Лукьянов В.Б., Бердоносов С.С., Богатырев И.О., Заборенко К.Б., Иофа Б.З.Радиоактивные индикаторы в химии. Основы метода. М.: Высшая школа, 1985,287 с.2. Лукьянов В.Б., Бердоносов С.С., Богатырев И.О., Заборенко К.Б., Иофа Б.З.Радиоактивные индикаторы в химии. Проведение эксперимента и обработкарезультатов. М.: Высшая школа, 1977, 280 с.3. Практикум «Основы радиохимии и радиоэкологии»// Под редакцией М.И.Афанасова, М.: Химический факультет МГУ им. М.В. Ломоносова, 2008, 90 с.4.
Сапожников Ю.А., Алиев Р.А., Калмыков С.Н. Радиоактивность окружающейсреды. Теория и практика. М.: БИНОМ, 2006, 286 с.5. Бенман И.Н. Радиоактивность и радиация. Радиохимия, том I. М.: Онтопринт,2011, 397 с.6. Нормы радиационной безопасности (НРБ-99/2009), М., Роспотребнадзор, 2009,100 с.7. Основные санитарные правила обеспечения радиационной безопасности,(ОСПОРБ 99/2010), М., Роспотребнадзор, 2010, 83 с.8. Козлов В.Ф.
// СправочникЭнергоатомиздат, 1991, 192 с.порадиационнойбезопасностиМ.,9. Машкович В.П., Кудрявцев А.В. // Защита от ионизирующих излучений. М.,Энергоиздат, 1995, 496 с.10. Хольнов Ю.В. и др. // Оцененные значения ядерно-физических характеристикрадиоактивных нуклидов. Справочник.
М., Энергоиздат, 1982, 311 с.11. Гусев Н.Г., Дмитриев П.П. // Квантовое излучение радиоактивных нуклидов.Справочник. М., Атомиздат, 1977, 400 с.108ПРИЛОЖЕНИЯТаблица П.1Характеристики радионуклидов [10]Нуклид1*H, (T)Получение исечение ядернойреакции, барн*26Li(n,)T;701414N(n,p) C; 1,81ПериодполураспадаТ½3*12,26 годаТипраспада5700 лет1561002,60 года5469013901004Энергия E и выход на распад pчастицы-квантыE, кэВ p, % E, кэВ p, %567818,6100нет31146С2211Na24Mg(d,)22Na;2411Na23Na(n,)24Na; 0,5315,0 ч+ (90%)ЭЗ (10%)3215P3114,4 сут1710100нет3516SP(n,)32P;0,1723232S(n,p) P; 0,15435Cl(n,p)35S; 0,1987 сут167100нет3617Cl303,1105 лет , ЭЗ71098нет4019Kв природной смесиизотопов 0,0118%1,3109 лет (89%)Э.З.(11%)1312891460114219K4112,4 ч19Ca44163 сут51245225Cr50ЭЗ198110015244520199735212575625Mn555926Fe585827Co6027CoMn35Cl(n,)36Cl;K(n,)42K;1,2Ca(n,)45Ca; 0,7251Cr(n,) Cr; 1652Cr(p,n)52Mn28,7 сут5,6 сут+ (28%)ЭЗ (72%)Mn(n,)56Mn; 132,6 чFe(n,)59Fe; 0,98Co(n,p)59Fe; 0,00645 сут71 сут+ (15%)ЭЗ (85%)5,27 года595859Ni(n,p)58Co; 0,23Co(n,)60Co; 37нет574511*12741368275428100180100100100нет32073515103728284856+слабые2734546553+слабые47515318нет10511*5674487935941434100+другие84799181127211214+другие109956129243+другие511*3081199+слабые11731001333100* 1 барн = 1028 м2* - в столбцах 1 и 3 в скобках указаны короткоживущие дочерние изотопы и их периодыполураспада; сведения об излучении в этих случаях относятся к равновесной смесиматеринского и дочернего изотопов511* - фотоны, появляющиеся при аннигиляции +10964291*Cu2Cu(n,)64Cu; 4,33*12,7 ч6530ZnZn(n,)65Zn; 0,77244 сут7433As75As(n,2n)74As17,8 сут7633As75As(n,)76As; 4,326,3 ч8235Br81Br(n,)82Br;36,3 ч8637Rb8518,8 сут6981774991U (n, f) 89Sr50,6 сут(16 c)1492100нетU (n, f) 90Sr28,7 года546100нет64 ч2274100нетU (n, f) 91Y59 сут1544100U (n, f) 95Zr;94Zr(n,)95Zr; 0,0864 сут(90 ч)3665539944+другие7244475755+слабые35 сут160100766100Ru367 сут(30 c)5136222010110m250 сут(25 с)3910024071030298354179+другие846753132223552893958938Sr +90m( Y)9038 Sr9039Y9139Y9540Zr+95m( Nb)95416364Rb(n,)86Rb; 0,91Nb10644 Ru +106U (n, f)110m47Ag10911047Ag)((3,1106Rh)Ag(n,)Ag; 34 (37%)+ (18%)ЭЗ (45%)ЭЗ (98,5%)+ (1,5%) (34%)+ (28%)ЭЗ (38%)5578653637187511*3301,5511*3,0111651511*565965963415+другие56045657612164+другие5547161943698287768482824104427131728+ другие1077971615939251351191535312168240435296351+другие264244498+другие11012048360,3+слабые65794763238847393734138426150015+ другие1*Ag2Pd(d,n)111Ag3*7,5 сут4Sb(n, )124Sb; 4,460 сут8,05 сут2,06 годаU (n, f) 137Cs30 лет(2,6 мин)13310,7 годаЭЗ12,8 сут454567872991100525104362540 ч12601344141216772164234452071101114712451Sb12313153I13013455Cs13313755Cs +137m56Te(n, )131Te; 0,2131Te–– →131IU (n, f) 131ICs(n, )134Cs; 30BaCs(d,2n )133Ba13356Ba14056Ba14057La14014158 Ce14014458U (n, f) 144CeCeU (n, f) 140BaBa–– →140La139Ln(n, ) 140La; 8,2Ce(n, )141Ce; 0,632,5 сут284 сутCe–– →144Pr17 минSm(n, )155Sm;5,5155Sm–– →155Eu4,7 года14459Pr14415563Eu154111566867783110829221186115315795230221+другие2482334760690+другие89274153658705121173955нет+другие436695813118523831881023002996205751198141481602724613+другие724534281760698645772211169149+другие2846364816377+другие567236049779793+другие6628581343031935663+другие301316263054424353724+слабые328204874475148152386769257159695+другие1454813411+ слабые6961,321850,8+слабые871053624+другие1*Tm170692Tm(n, )170Tm;130184W(n, )185W; 2,11693*129 сут45884968624767848375 сут432100слабые74 сут (96%)ЭЗ (4%)2565366726414918574W19277Ir19120380Hg202Hg(n, )203Hg; 546,7 сут21210029629308293178246848+другие2798220481Tl2032043,78 года76398нет21083Bi1161100нет21084Po22286Rn100100слабыеслабые23190Th23290Th23490Th234m91PaIr(n, ) 192Ir; 1120В ряду 238U210Pb–– →210Bi5,0 сут (98%)ЭЗ (2%)Bi––→210Po226Ra –→ 222Rn138 сут3,82 сут5304549025,6 ч1,40·1010 лет14022061228885+слабые3954234013772514848901+слабыеслабые2216051042119973228198+слабые424548450514765417711511836+другие436717439754+другие415023419777634935+слабыеTl(n, ) Tl;8210235U –→ 231Thв природной смесиизотопов 100%238U –→ 234Th24,1 сут234Th–– → 234mPa1,2 мин6,7 ч234mPa–И.П.→234Pa23491Pa23592Uв природной смесиизотопов 0,72%7,04·108 лет23892Uв природной смесиизотопов 99,28%4,47·109 лет112слабые101571312022611569138822692621946201441118657+другиеслабыеТаблица П.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
