طرق البحث الإشعاعي. تعتمد طرق التحليل الإشعاعي على طرق التحليل الإشعاعي

التحليل الإشعاعي، طريقة لتحليل التركيب الكيميائي للمواد بناءً على استخدام النظائر المشعة والإشعاع النووي. في ر.أ. تُستخدم أدوات القياس الإشعاعي لتحديد تركيبة المواد نوعيًا وكميًا. هناك عدة طرق ر.أ. يعتمد التحديد الإشعاعي المباشر على ترسيب الأيون الذي يتم تحديده على شكل راسب غير قابل للذوبان مع وجود فائض من كاشف ذي تركيز معروف يحتوي على نظير مشع له نشاط محدد معروف. بعد هطول الأمطار، يتم تحديد النشاط الإشعاعي للكاشف الراسب أو الزائد.

تعتمد المعايرة الإشعاعية على حقيقة أن الأيون المحدد في المحلول يشكل مركبًا ضعيف الذوبان أو يمكن استخلاصه بسهولة مع الكاشف. مؤشر المعايرة هو التغيير، عند إدخال الكاشف، في النشاط الإشعاعي للمحلول (في الحالة الأولى) والمحلول أو المستخلص (في الحالة الثانية). يتم تحديد نقطة التكافؤ بالكسر في منحنى المعايرة، الذي يعبر عن العلاقة بين حجم الكاشف المُدخل والنشاط الإشعاعي للمحلول المُعاير (أو الرواسب). يمكن إدخال النظائر المشعة في الكاشف أو الحليلة، وكذلك في الكاشف والحليلة.

تعتمد طريقة التخفيف النظائري على هوية التفاعلات الكيميائية لنظائر عنصر معين. ولتنفيذ ذلك، تتم إضافة كمية معينة من الحليلة m0، التي تحتوي على نظير مشع ذو نشاط إشعاعي معروف I0، إلى الخليط الذي يتم تحليله. بعد ذلك، يتم عزل جزء من الحليلة في حالة نقية بأي طريقة متاحة (على سبيل المثال، الترسيب، الاستخلاص، التحليل الكهربائي) ويتم قياس الكتلة m1 وI1 النشاط الإشعاعي للجزء المعزول من المادة. يتم إيجاد المحتوى الكلي للعنصر المطلوب في الجسم الذي تم تحليله من تساوي نسب النشاط الإشعاعي للعينة المعزولة إلى النشاط الإشعاعي للمادة المدخلة وكتلة المادة المعزولة إلى مجموع كتل المادة المدخلة وذلك الموجود في الخليط المحلل: من أين.

في تحليل التنشيط يتم تشعيع (تنشيط) المادة محل الدراسة بالجزيئات النووية أو الأشعة الصلبة، ومن ثم يتم تحديد نشاط النظائر المشعة الناتجة، والذي يتناسب مع عدد ذرات العنصر الذي يتم تحديده، والمحتوى للنظير المنشط، وشدة تدفق الجسيمات النووية أو الفوتونات، والمقطع العرضي للتفاعل النووي لتكوين النظير المشع.

تعتمد طريقة النيوترونات الضوئية على انبعاث النيوترونات عندما تعمل الفوتونات عالية الطاقة (g-quanta) على نوى ذرات العناصر الكيميائية. يتناسب عدد النيوترونات المكتشفة بواسطة كاشفات النيوترونات مع محتوى العنصر الذي يتم تحليله. يجب أن تتجاوز طاقة الفوتون طاقة ربط النيوكليونات في النواة، والتي تبلغ بالنسبة لمعظم العناصر ~ 8 ميغا إلكترون فولت (فقط للبريليوم والديوتريوم تساوي 1.666 ميغا إلكترون فولت و2.226 ميغا إلكترون فولت، على التوالي؛ عند استخدام نظير 124Sb كمصدر للجرام). -الكميات، على سبيل المثال = 1 و 7 و 2.1 MeV، يمكن تحديد البريليوم على خلفية جميع العناصر الأخرى).

في ر.أ. تُستخدم أيضًا الطرق المعتمدة على امتصاص النيوترونات والأشعة السينية والجسيمات ب وكميات الأشعة السينية المميزة من النظائر المشعة. في طريقة تحليل تعتمد على انعكاس الإلكترونات أو البوزيترونات، يتم قياس شدة التدفق المنعكس. إن طاقة الجزيئات المنعكسة من العناصر الخفيفة أقل بعدة مرات من طاقة الجزيئات المنعكسة من العناصر الثقيلة، مما يجعل من الممكن تحديد محتوى العناصر الثقيلة في سبائكها مع العناصر الخفيفة والخامات.

25. مميزات التحليل الكيميائي الإشعاعي.

التحليل الكيميائي الإشعاعي هو فرع من فروع الكيمياء التحليلية، وهو عبارة عن مجموعة من الطرق لتحديد التركيب النوعي والمحتوى الكمي للنظائر المشعة في منتجات التحولات النووية. يمكن أن تنشأ النظائر المشعة نتيجة للتفاعلات النووية سواء في الأجسام الطبيعية أو في المواد المشععة بشكل خاص. على عكس التحليل الإشعاعي، الذي يهدف إلى تحديد محتوى العناصر المشعة فقط بمساعدة الأدوات الفيزيائية، فإن غرض R. a. هو تحديد محتوى النظائر المشعة في الأجسام قيد الدراسة باستخدام طرق الفصل الكيميائي والتنقية.

يتم تحديد النظائر المشعة وتحديد كميتها عن طريق قياس نشاط γ أو α للأهداف المشععة أو المواد ذات الأصل الطبيعي على مقاييس الطيف γ و α. تتيح معدات القياس الإشعاعي تحليل مخاليط معقدة من النظائر المشعة دون تدمير المادة الأصلية. عند تحليل الأجسام التي تحتوي على عدد كبير من النظائر المشعة، أو الأجسام التي تختلف فيها التركيزات النسبية للنظائر المشعة المختلفة على نطاق واسع، وكذلك في الحالات التي يكون فيها اضمحلال النظائر المشعة قيد الدراسة مصحوبًا بانبعاث β فقط -الجسيمات أو الأشعة السينية، تذوب المادة الأولية في الماء أو الحمض. تتم إضافة ناقلات نظائرية أو غير نظائرية إلى المحلول ويتم إجراء عمليات كيميائية مختلفة لفصل الخليط إلى العناصر قيد الدراسة وتنقيتها لاحقًا (ولهذا الغرض، يتم استخدام طرق الترسيب والاستخلاص واللوني والتحليل الكهربائي والتقطير وما إلى ذلك). تستخدم في أغلب الأحيان). ثم، باستخدام عدادات القياس الإشعاعي ومطياف الجسيمات النووية، يتم تحديد وتحديد الأنشطة المطلقة للنظائر المشعة المعزولة في الحالات الكيميائية الإشعاعية والنقية كيميائيًا. تتطلب الآثار الضارة للإشعاع الإشعاعي اتخاذ احتياطات خاصة للسلامة.

الحديث ر. تلقى تطبيقًا عمليًا واسعًا في حل العديد من القضايا التحليلية الناشئة في إنتاج الوقود النووي، وفي اكتشاف ودراسة خصائص العناصر والنظائر المشعة الجديدة في تحليل التنشيط، وفي دراسة منتجات التفاعلات النووية المختلفة. ر.أ. يستخدم للكشف عن المنتجات المشعة للانفجارات النووية على سطح الأرض، ولدراسة النشاط الإشعاعي للنيازك والطبقات السطحية للقمر الناجمة عن الإشعاع الكوني، وفي عدد من الحالات الأخرى.

26. القياس الطيفي،طريقة بحث وتحليل المواد، تعتمد على قياس أطياف الامتصاص في المنطقة البصرية للإشعاع الكهرومغناطيسي. تعتمد طريقة التحليل الطيفي على الامتصاص الانتقائي الطيفي لتدفق أحادي اللون من الطاقة الضوئية أثناء مروره عبر محلول الاختبار. تتيح هذه الطريقة تحديد تركيزات المكونات الفردية لمخاليط المواد الملونة التي تتمتع بأقصى قدر من الامتصاص عند أطوال موجية مختلفة، وهي أكثر حساسية ودقة من طريقة قياس الألوان الكهروضوئية. من المعروف أن طريقة التحليل اللونية الضوئية تنطبق فقط على تحليل المحاليل الملونة؛ فالحلول عديمة اللون في المنطقة المرئية من الطيف لها معامل امتصاص ضئيل. ومع ذلك، فإن العديد من المركبات عديمة اللون وضعيفة اللون (خاصة العضوية) لها نطاقات امتصاص مميزة في مناطق الأشعة فوق البنفسجية والأشعة تحت الحمراء من الطيف، والتي تستخدم لتحديدها الكمي. تنطبق طريقة التحليل الطيفي لقياس امتصاص الضوء في مناطق مختلفة من الطيف المرئي، في مناطق الأشعة فوق البنفسجية والأشعة تحت الحمراء من الطيف، مما يوسع بشكل كبير القدرات التحليلية لهذه الطريقة.

27. المعايرة الضوئية- مجموعة من طرق التحليل الحجمي التي يتم فيها تحديد نقطة نهاية المعايرة بالتغير في الكثافة الضوئية للمحلول أثناء العملية الكيميائية. r-ii m/d مادة معاير ومعاير. تسمح المعايرة الطيفية بإجراء التحليل بسرعة ودقة وسهولة. يتعلق. خطأ مواطنه. -<0,1 %. Можно титровать с достаточной точностью разбавленные растворы (10−5 моль). При фотометрии используют все многообразие аналитических реакций: кислотно-основные, осаждения, комплексообразования и пр.

هناك خياران للمعايرة الضوئية: المعايرة بدون مؤشر وباستخدام مؤشر أحادي اللون، والمعايرة بمؤشر ثنائي اللون. إذا كان أحد مكونات التفاعل على الأقل ملونًا، فيمكن إجراء المعايرة في الجزء المرئي من الطيف بدون مؤشر. في هذه الحالة، تكون منحنيات المعايرة مستقيمة ويتم أخذ نقطة الكسر كنقطة النهاية. إذا لم يتم تلوين أي مكون من مكونات التفاعل، فسيتم استخدام مؤشر اللون الذي يتغير اللون بالقرب من نقطة التكافؤ. في هذه الحالة، تكون منحنيات المعايرة غير خطية، ويتم أخذ نقطة الانعطاف كنقطة النهاية. المعايرة الضوئية. يتم استخدام هذه الطريقة عندما يشكل الحليلة معلقًا مع المعايرة.

تؤدي إضافة كل جزء جديد من محلول المعايرة (الراسب) إلى تكوين كمية معينة من الراسب. وفي هذه الحالة تزداد تعكر المحلول مما يؤدي إلى زيادة امتصاص المحلول للضوء حتى الوصول إلى نقطة التكافؤ. مع المزيد من إضافة محلول المعايرة، يتوقف تكوين المعلق، وتقل التعكر بسبب التخفيف، ويتناقص امتصاص الضوء بواسطة المحلول وفقًا لذلك. الحد الأقصى للتعكر والحد الأقصى لامتصاص أشعة الضوء يتوافق مع نقطة التكافؤ.

28. طريقة قياس الفلوريعتمد التحليل على إثارة أطياف الانبعاث الإلكتروني لجزيئات الحليلة تحت إشعاع الأشعة فوق البنفسجية الخارجية وقياس شدة تلألؤها الضوئي. ولكي تحدث ظاهرة التلألؤ يجب أن تنتقل جزيئات المادة من الحالة الأرضية إلى الحالة المثارة مع مدة وجودها تكفي للقيام بالانتقال الإلكتروني الإشعاعي من الحالة المثارة إلى الحالة الأرضية. وهذا ممكن بالنسبة للجزيئات ذات الحالة المثارة المستقرة نسبيًا. تتكون الطريقة الفلورية لتحديد الشوائب الدقيقة من تحضير الحليلة للتحليل وتقييم شدة إشعاعها. تتطلب الحساسية العالية للطريقة استخدام كواشف ذات نقاء خاص أو مؤهل نقي كيميائيًا. في كثير من الحالات، تخضع الكواشف لتنقية إضافية عن طريق طرق إعادة البلورة، والتقطير، والاستخلاص، والكروماتوغرافيا. إن حساسية الطرق الفلورية الفردية (على سبيل المثال، مع المورين) قابلة للمقارنة بحساسية الطرق الطيفية وهي أعلى بكثير من الطرق الطيفية. تتميز طرق قياس الفلور في معظم الحالات بانتقائية أعلى من الطرق الطيفية. يستخدم لتنقية المياه والزيت وغيرها.

29. التحليل الطيفي بالأشعة تحت الحمراء (IR)- قسم من التحليل الطيفي يغطي منطقة الموجة الطويلة من الطيف (> 730 نانومتر خارج الحد الأحمر للضوء المرئي). تنشأ أطياف الأشعة تحت الحمراء نتيجة للحركة الاهتزازية (الدورانية جزئيًا) للجزيئات، أي نتيجة التحولات بين مستويات الاهتزاز للحالة الإلكترونية الأرضية للجزيئات. يتم امتصاص الأشعة تحت الحمراء من قبل العديد من الغازات، باستثناء O2، N2، H2، Cl2 والغازات الأحادية الذرة. يحدث الامتصاص عند طول موجي مميز لكل غاز محدد؛ بالنسبة لثاني أكسيد الكربون، على سبيل المثال، يكون هذا الطول الموجي 4.7 ميكرومتر.

من خلال أطياف امتصاص الأشعة تحت الحمراء، من الممكن تحديد بنية جزيئات المواد العضوية (وغير العضوية) المختلفة بجزيئات قصيرة نسبيًا: المضادات الحيوية، والإنزيمات، والقلويات، والبوليمرات، والمركبات المعقدة، وما إلى ذلك. أطياف الاهتزاز لجزيئات المواد العضوية (وغير العضوية) المختلفة المواد غير العضوية) ذات الجزيئات الطويلة نسبيًا (البروتينات والدهون والكربوهيدرات والحمض النووي والحمض النووي الريبي وما إلى ذلك) تقع في نطاق تيراهيرتز، لذلك يمكن تحديد بنية هذه الجزيئات باستخدام مقاييس الطيف الترددي الراديوي في نطاق تيراهيرتز. من خلال عدد وموضع القمم في أطياف امتصاص الأشعة تحت الحمراء، يمكن الحكم على طبيعة المادة (التحليل النوعي)، ومن خلال شدة نطاقات الامتصاص، يمكن الحكم على كمية المادة (التحليل الكمي). الأدوات الرئيسية هي أنواع مختلفة من مطياف الأشعة تحت الحمراء. باستخدام التحليل الطيفي للأشعة تحت الحمراء، يتم تحديد المجموعات الوظيفية المختلفة بسرعة وبشكل موثوق: الكربونيل، الهيدروكسيل، الكربوكسيل، الأميد، الأمينو، السيانو، وما إلى ذلك؛ بالإضافة إلى الأجزاء غير المشبعة المختلفة: روابط كربون-كربون مزدوجة وثلاثية، وأنظمة عطرية أو عطرية غير متجانسة. تتم دراسة التفاعلات داخل الجزيئات وبينها، مثل تكوين الروابط الهيدروجينية، باستخدام طرق التحليل الطيفي للأشعة تحت الحمراء. في كيمياء الخشب وكيمياء المركبات الطبيعية، تتم دراسة هياكل الكربوهيدرات، واللجنين، والأحماض الأمينية، والتربين، والمنشطات والعديد من المواد الأخرى باستخدام التحليل الطيفي للأشعة تحت الحمراء. التحليل الطيفي بالأشعة تحت الحمراء (مطيافية الأشعة تحت الحمراء)، القسم مول. بصري التحليل الطيفي، دراسة أطياف الامتصاص والانعكاس للموجات الكهرومغناطيسية. الإشعاع في منطقة الأشعة تحت الحمراء، أي. في نطاق الطول الموجي من 10-6 إلى 10-3 م. في الإحداثيات، شدة الإشعاع الممتص هي الطول الموجي (أو رقم الموجة). طيف الأشعة تحت الحمراء هو منحنى معقد مع عدد كبير من الحد الأقصى والحد الأدنى. تظهر نطاقات الامتصاص نتيجة للانتقالات بين الاهتزازات. مستويات الأساسية الحالة الإلكترونية للنظام قيد الدراسة (انظر أطياف الاهتزاز). الخصائص الطيفية (مواضع النطاق الأقصى، نصف العرض، الشدة) للجزيء الفردي تعتمد على كتل الذرات المكونة له، الجيوم. البنية، وخصائص القوى بين الذرية، وتوزيع الشحنة، وما إلى ذلك. لذلك، فإن أطياف الأشعة تحت الحمراء فردية للغاية، مما يحدد قيمتها في تحديد ودراسة بنية المركبات. لتسجيل الأطياف، استخدم الطريقة الكلاسيكية. مقاييس الطيف الضوئي ومقاييس فورييه الطيفية. أساسي الأجزاء الكلاسيكية مقياس الطيف الضوئي - مصدر للإشعاع الحراري المستمر، أحادي اللون، جهاز استقبال إشعاع غير انتقائي. يتم وضع كفيت يحتوي على مادة (في أي حالة تجميع) أمام فتحة المدخل (أحيانًا خلف المخرج). يتم استخدام المنشورات الناتجة عن التحلل كجهاز تشتيت لجهاز اللون الأحادي. المواد (LiF، NaCl، KCl، CsF، إلخ) والحيود. شبكات. الإزالة المتتابعة للتحلل الإشعاعي. يتم تنفيذ الأطوال الموجية إلى فتحة الإخراج وجهاز استقبال الإشعاع (المسح) عن طريق تدوير المنشور أو الشبكة. مصادر الإشعاع - الكهربائية المتوهجة. قضبان الحالية من التحلل. مواد. أجهزة الاستقبال: المزدوجات الحرارية الحساسة، المعدنية. والمقاومات الحرارية لأشباه الموصلات (البولومترات) والمحولات الحرارية للغاز، تسخين جدار الوعاء مما يؤدي إلى تسخين الغاز وتغير ضغطه وهو ثابت. تبدو إشارة الخرج وكأنها منحنى طيفي منتظم. مزايا الأجهزة الكلاسيكية المخططات: بساطة التصميم، ويتصل. رخص. العيوب: استحالة تسجيل الإشارات الضعيفة بسبب انخفاض نسبة الإشارة: الضوضاء، مما يعقد العمل بشكل كبير في منطقة الأشعة تحت الحمراء البعيدة؛ دقة منخفضة نسبيًا (تصل إلى 0.1 سم-1)، تسجيل طويل المدى (خلال دقائق) للأطياف. في مطياف فورييه لا توجد فتحات الدخول والخروج، والرئيسية العنصر - مقياس التداخل. ينقسم تدفق الإشعاع من المصدر إلى شعاعين يمران عبر العينة ويتداخلان. ويختلف اختلاف مسار الأشعة عن طريق مرآة متحركة تعكس أحد الأشعة. تعتمد الإشارة الأولية على طاقة مصدر الإشعاع وعلى امتصاص العينة ولها شكل مجموع عدد كبير من التوافقيات. عناصر. للحصول على الطيف بالشكل المعتاد، يتم إجراء تحويل فورييه المقابل باستخدام جهاز كمبيوتر مدمج. مزايا مطياف فورييه: إشارة عالية: نسبة الضوضاء، القدرة على العمل في نطاق واسع من الأطوال الموجية دون تغيير عنصر التشتيت، تسجيل سريع (بالثواني أو أجزاء من الثواني) للطيف، دقة عالية (تصل إلى 0.001 سم- 1). العيوب: تعقيد التصنيع والتكلفة العالية. تم تجهيز جميع مقاييس الطيف الضوئي بجهاز كمبيوتر يقوم بالمعالجة الأولية للأطياف: تراكم الإشارات، وفصلها عن الضوضاء، وطرح الخلفية ومقارنة الطيف (طيف الطيف)، وتغيير مقياس التسجيل، وحساب البيانات التجريبية. المعلمات الطيفية، ومقارنة الأطياف مع تلك المعطاة، والتفريق بين الأطياف، وما إلى ذلك. تُصنع الكوفيتات الخاصة بمقاييس الطيف الضوئي للأشعة تحت الحمراء من مواد شفافة في منطقة الأشعة تحت الحمراء. عادةً ما يتم استخدام CCl4 وCHCl3 ورباعي كلور الإيثيلين والفازلين كمذيبات. غالبًا ما يتم سحق العينات الصلبة، وخلطها مع مسحوق KBr، وضغطها في أقراص. للعمل مع السوائل والغازات العدوانية، يتم استخدام معدات خاصة. الطلاءات الواقية (Ge، Si) على نوافذ الكوفيت. يتم التخلص من تأثير الهواء المتداخل عن طريق إخلاء الجهاز أو تطهيره بالنيتروجين. في حالة المواد ضعيفة الامتصاص (الغازات المتخلخلة، وما إلى ذلك)، يتم استخدام الترعة متعددة التمريرات، والتي يكون فيها الطول البصري. يصل المسار إلى مئات الأمتار بسبب الانعكاسات المتعددة لنظام المرايا المتوازية. لقد أصبحت طريقة العزل المصفوفي منتشرة على نطاق واسع، حيث يتم خلط الغاز قيد الدراسة مع الأرجون، ومن ثم يتم تجميد الخليط. ونتيجة لذلك، يتناقص نصف عرض نطاقات الامتصاص بشكل حاد ويصبح الطيف أكثر تباينًا. تطبيق خاص مجهرية تتيح لك التكنولوجيا العمل مع كائنات ذات أحجام صغيرة جدًا (كسور مم). لتسجيل أطياف سطح المواد الصلبة، يتم استخدام طريقة المجموع الداخلي المعطل. خواطر. يعتمد على امتصاص الطاقة الكهرومغناطيسية بواسطة الطبقة السطحية للمادة. الإشعاع الخارج من المنشور داخلي كامل. انعكاسات، حواف في البصرية. الاتصال مع السطح قيد الدراسة. يستخدم التحليل الطيفي بالأشعة تحت الحمراء على نطاق واسع لتحليل المخاليط وتحديد المواد النقية. كمية ويستند التحليل إلى قانون Bouguer-Lambert-Beer (انظر التحليل الطيفي للامتصاص)، أي على اعتماد شدة نطاقات الامتصاص على تركيز المادة في العينة. وفي الوقت نفسه، لا يتم الحكم على عدد العناصر من قبل القسم. نطاقات الامتصاص، وعلى طول المنحنيات الطيفية بشكل عام على مدى واسع من الأطوال الموجية. إذا كان عدد المكونات صغيرا (4-5)، فمن الممكن عزل أطيافها رياضيا ولو تداخل الأخير. خطأ في الكمية عادة ما يكون التحليل جزءًا من النسبة المئوية. عادة ما يتم تحديد المواد النقية باستخدام أنظمة استرجاع المعلومات بالوسائل الآلية. مقارنة الطيف الذي تم تحليله مع الأطياف المخزنة في ذاكرة الكمبيوتر. المناطق المميزة لامتصاص الأشعة تحت الحمراء كحد أقصى. الوظائف التي واجهتها بشكل متكرر كيميائي المجموعة كون. ترد في الجدول. على الصفحة الطائرة في نهاية المجلد. لتحديد المواد الجديدة (التي يمكن أن تحتوي جزيئاتها على ما يصل إلى 100 ذرة)، يتم استخدام الأنظمة الفنية. ذكاء. في هذه الأنظمة، على أساس الارتباطات الطيفية، مول. الهياكل، ثم يتم بناء الهياكل النظرية الخاصة بهم. الأطياف، والتي تتم مقارنتها مع التجارب. بيانات. تتضمن دراسة بنية الجزيئات والأشياء الأخرى باستخدام طرق التحليل الطيفي للأشعة تحت الحمراء الحصول على معلومات حول معلمات الجزيئات. النماذج ويقلل رياضيا إلى حل ما يسمى. مشاكل طيفية معكوسة. يتم حل هذه المشكلات عن طريق التقريب المتتابع للمعلمات المطلوبة، والتي يتم حسابها باستخدام أدوات خاصة. نظرية المنحنيات الطيفية إلى التجريبية. المعلمات مول. تتضمن النماذج كتل الذرات التي يتكون منها النظام، وأطوال الروابط، وزوايا الروابط والالتواء، وخصائص السطح المحتمل (ثوابت القوة، وما إلى ذلك)، وعزوم ثنائي القطب للروابط ومشتقاتها فيما يتعلق بأطوال الروابط، وما إلى ذلك. يسمح التحليل الطيفي بالأشعة تحت الحمراء بتحديد الأيزومرات المكانية والمطابقة ودراسة التفاعلات داخل الجزيئات والطبيعة الكيميائية. الروابط، توزيع الشحنات في الجزيئات، التحولات الطورية، الحركية الكيميائية. r-tions، تسجيل جزيئات قصيرة العمر (عمر يصل إلى 10-6 ثواني)، وتوضيح الأشكال الجيولوجية الفردية. المعلمات، والحصول على بيانات لحساب الديناميكا الحرارية. الوظائف، وما إلى ذلك. والمرحلة الضرورية لمثل هذا البحث هي تفسير الأطياف، أي. تحديد شكل التذبذبات الطبيعية وتوزيع التذبذبات. الطاقة بدرجات الحرية، وتحديد المعلمات المهمة التي تحدد موضع النطاقات في الأطياف وكثافتها. حسابات أطياف الجزيئات التي تحتوي على ما يصل إلى 100 ذرة، بما في ذلك. يتم تنفيذ البوليمرات باستخدام الكمبيوتر. في هذه الحالة، من الضروري معرفة خصائص الرصيف. النماذج (ثوابت القوة، المعلمات الكهروضوئية، وما إلى ذلك)، والتي يتم العثور عليها عن طريق حل المسائل الطيفية العكسية المقابلة أو كيمياء الكم. العمليات الحسابية. في كلتا الحالتين، من الممكن عادة الحصول على بيانات للجزيئات التي تحتوي على ذرات الفترات الدورية الأربع الأولى فقط. أنظمة. ولذلك، حظي التحليل الطيفي للأشعة تحت الحمراء كوسيلة لدراسة بنية الجزيئات بأكبر قدر من الاهتمام. التوزيع في المنظمة و Elementoorg. كيمياء. في قسم في حالات الغازات في منطقة الأشعة تحت الحمراء من الممكن ملاحظة الدوران. هيكل الاهتزاز شرائط هذا يسمح لك بحساب لحظات ثنائي القطب والجيومات. معلمات الجزيئات، وتوضيح ثوابت القوة، وما إلى ذلك.

طريقة لتحليل التركيب الكيميائي للمواد على أساس استخدام النظائر المشعة والإشعاع النووي. في ر. لتحديد النوعي والكمي لتركيب المواد، يتم استخدام أدوات القياس الإشعاعي (انظر أجهزة الكشف عن الإشعاع النووي). هناك عدة طرق لـ R. a. يعتمد التحديد الإشعاعي المباشر على ترسيب الأيون الذي يتم تحديده على شكل راسب غير قابل للذوبان مع وجود فائض من كاشف ذي تركيز معروف يحتوي على نظير مشع له نشاط محدد معروف. بعد هطول الأمطار، يتم تحديد النشاط الإشعاعي للكاشف الراسب أو الزائد.

تعتمد المعايرة الإشعاعية على حقيقة أن الأيون المحدد في المحلول يشكل مركبًا ضعيف الذوبان أو يمكن استخلاصه بسهولة مع الكاشف. مؤشر المعايرة هو التغيير، عند إدخال الكاشف، في النشاط الإشعاعي للمحلول (في الحالة الأولى) والمحلول أو المستخلص (في الحالة الثانية). يتم تحديد نقطة التكافؤ بالكسر في منحنى المعايرة، الذي يعبر عن العلاقة بين حجم الكاشف المُدخل والنشاط الإشعاعي للمحلول المُعاير (أو الرواسب). يمكن إدخال النظائر المشعة في الكاشف أو الحليلة، وكذلك في الكاشف والحليلة.

تعتمد طريقة التخفيف النظائري على هوية التفاعلات الكيميائية لنظائر عنصر معين. ولتنفيذ ذلك، تتم إضافة كمية معينة من المادة التحليلية إلى الخليط الذي يتم تحليله. م 0 يحتوي في تركيبته على نظير مشع ذو نشاط إشعاعي معروف أنا 0 . ثم يتم عزل جزء من المادة الحليلة في حالة نقية بأي طريقة متاحة (على سبيل المثال، الترسيب، الاستخلاص، التحليل الكهربائي) ويتم قياس الكتلة م 1 و أنا 1 النشاط الإشعاعي لجزء معزول من المادة. يتم إيجاد المحتوى الكلي للعنصر المطلوب في الجسم الذي تم تحليله من تساوي نسب النشاط الإشعاعي للعينة المعزولة إلى النشاط الإشعاعي للمادة المدخلة وكتلة المادة المعزولة إلى مجموع كتل المادة المدخلة وذلك الموجود في الخليط الذي تم تحليله:

وفي تحليل التنشيط (انظر تحليل التنشيط)، يتم تشعيع (تنشيط) المادة قيد الدراسة بجزيئات نووية أو أشعة جاما الصلبة، ومن ثم يتم تحديد نشاط النظائر المشعة الناتجة، والذي يتناسب مع عدد ذرات العنصر يتم تحديد محتوى النظير المنشط، وكثافة تدفق الجسيمات النووية أو الفوتونات، والتفاعل النووي المقطعي العرضي لتكوين نظير مشع.

تعتمد طريقة النيوترونات الضوئية على انبعاث النيوترونات تحت تأثير الفوتونات عالية الطاقة (γ) - الكميات) في نوى ذرات العناصر الكيميائية. ويتناسب عدد النيوترونات، الذي تحدده كاشفات النيوترونات (انظر كاشفات النيوترونات)، مع محتوى العنصر الذي يتم تحليله. يجب أن تتجاوز طاقة الفوتون هذه طاقة ربط النيوكليونات في النواة، والتي تعتبر بالنسبة لمعظم العناصر تحليلًا إشعاعيًا 8 ميف(فقط بالنسبة للبريليوم والديوتيريوم يساوي 1.666 على التوالي ميفو2.226 ميف; عند استخدام النظير 124 Sb كمصدر لـ γ quanta, s هγ = 1.7 و 2.1 مايف،يمكن تحديد البريليوم على خلفية جميع العناصر الأخرى).

في ر. تُستخدم أيضًا الطرق المعتمدة على امتصاص النيوترونات وأشعة جاما وجسيمات بيتا وكميات إشعاع الأشعة السينية المميزة من النظائر المشعة. في طريقة تحليل تعتمد على انعكاس الإلكترونات أو البوزيترونات، يتم قياس شدة التدفق المنعكس. إن طاقة الجزيئات المنعكسة من العناصر الخفيفة أقل بعدة مرات من طاقة الجزيئات المنعكسة من العناصر الثقيلة، مما يجعل من الممكن تحديد محتوى العناصر الثقيلة في سبائكها مع العناصر الخفيفة والخامات. أنظر أيضا التحليل الكيميائي الإشعاعي.

أشعل.:كريشكوف إيه بي، أساسيات الكيمياء التحليلية، الكتاب الثالث - طرق التحليل الفيزيائية والكيميائية (الآلية)، الطبعة الثالثة، م.، 1970؛ نسميانوف آن. ن.، الكيمياء الإشعاعية، م.، 1972.

• - جهاز لقياس نشاط المصادر الطبيعية أو الاصطناعية للإشعاعات المؤينة...

  قاموس طبي كبير

• - مجموعة من التدابير التنظيمية والفنية لتحديد شدة الإشعاع المؤين من المواد المشعة الموجودة في البيئة و/أو درجة التلوث الإشعاعي للأشخاص...

  حماية مدنية. القاموس المفاهيمي والمصطلحي

• - طريقة تحديد الصفات. والكميات. يعتمد تركيب المادة على استخدام النويدات المشعة، التي يتم إدخالها عادة في الكواشف أو تتشكل في المادة التي تم تحليلها تحت تأثير الجسيمات النووية أو أشعة جاما الصلبة...
• - مقياس الضغط، الذي يعتمد عمله على القياس الإشعاعي. تأثير. لوحتان لهما درجات حرارة مختلفة تتنافر..

  علم الطبيعة. القاموس الموسوعي

• - عصر المعادن والصخور. الصخور، وكذلك العضوية. المخلفات، التي يحددها تراكم منتجات اضمحلال النويدات المشعة الطبيعية فيها...

  علم الطبيعة. القاموس الموسوعي

• - - قياس الشدة ودراسة التركيب الطيفي لأشعة جاما وبيتا وألفا المنبعثة من نوى النويدات المشعة الطبيعية...

  الموسوعة الجيولوجية

• - انظر العصر الإشعاعي...

  الموسوعة الجيولوجية

• - طريقة لتحليل التركيب الكيميائي للمواد على أساس استخدام النظائر المشعة والإشعاع النووي...

  الموسوعة السوفيتية الكبرى

• - طريقة لتحديد التركيب النوعي والكمي للمادة، بناءً على استخدام النويدات المشعة، التي يتم إدخالها عادةً في الكواشف أو التي تتشكل في المادة التي تم تحليلها تحت تأثير الجسيمات النووية أو...
• - مقياس ضغط يعتمد تشغيله على التأثير الإشعاعي. لوحتان لهما درجات حرارة مختلفة تتنافر..

  قاموس موسوعي كبير

• - عمر المعادن والصخور وكذلك المخلفات العضوية التي يحددها تراكم منتجات تحلل النويدات المشعة الطبيعية فيها...

  قاموس موسوعي كبير

• - ...
• - ...

  كتاب مرجعي القاموس الإملائي

• - مقياس الإشعاع...

  قاموس التهجئة الروسية

• - ...

  أشكال الكلمة

• - صفة، عدد المرادفات: 1 أشعة...

  قاموس المرادفات

"التحليل الإشعاعي" في الكتب

107. التحليل العاملي لإنتاجية رأس المال. تحليل استخدام المعدات

من كتاب التحليل الاقتصادي. اوراق الغش مؤلف أولشيفسكايا ناتاليا

107. التحليل العاملي لإنتاجية رأس المال. تحليل استخدام المعدات تحليل عامل إنتاجية رأس المال. من الضروري بناء نموذج عاملي لإنتاجية رأس المال: FO = FO a · UD a، حيث UD a هي حصة الجزء النشط من الأموال في تكلفة جميع الأصول الثابتة؛ FO أ - إنتاجية رأس المال للجزء النشط من نظام التشغيل

تي إن بانشينكو. ستروسون وفيتجنشتاين. التحليل باعتباره تحديد البنية الرسمية للغة غير الرسمية والتحليل كعلاج

من كتاب الأفكار الفلسفية للودفيغ فيتجنشتاين مؤلف جريازنوف ألكسندر فيودوسييفيتش

تي إن بانشينكو. ستروسون وفيتجنشتاين. التحليل باعتباره تحديد البنية الرسمية للغة غير الرسمية والتحليل كعلاج *** يحدد لودفيج فيتجنشتاين وبيتر ستروسون بطريقة ما حدود فلسفة التحليل وبدايتها ونهايتها. واحد منهم ينتمي إلى

§ 34. التطوير الأساسي للطريقة الظواهرية. التحليل التجاوزي كتحليل إيديتيكي

من كتاب تأملات ديكارتية مؤلف هوسرل إدموند

§ 34. التطوير الأساسي للطريقة الظواهرية. التحليل التجاوزي كتحليل إيديتيكي في عقيدة الذات، باعتبارها قطب أفعالها وركيزة العادات، تطرقنا بالفعل، وفي نقطة مهمة، إلى مشاكل التكوين الظاهرياتي، وبالتالي

مقياس الفراغ الإشعاعي

من كتاب الموسوعة الكبرى للتكنولوجيا مؤلف فريق من المؤلفين

مقياس الفراغ الإشعاعي جهاز لقياس الضغط الكلي، حد القياس يساوي 10-2 نيوتن/م2. يشير إلى مقاييس الفراغ التي تم إنشاؤها على قياسات الضغط غير المباشر ويعتمد مقياس الفراغ الإشعاعي على التأثير الإشعاعي. يتكون من اثنين

التحليل الإشعاعي

مكتب تقييس الاتصالات

التأثير الإشعاعي

من كتاب الموسوعة السوفيتية الكبرى (RA) للمؤلف مكتب تقييس الاتصالات

الدرس رقم 96. تحليل الحساب والتحليل الفرعي

من كتاب 1C: المحاسبة 8 من الصفر. 100 درس للمبتدئين مؤلف جلادكي أليكسي أناتوليفيتش

الدرس رقم 96. تحليل الحساب وتحليل العناصر الفرعية يعد تحليل الحساب أيضًا أحد التقارير الشائعة في برنامج 1C. لإنشاء هذا التقرير، تحتاج إلى تنفيذ أمر القائمة الرئيسية التقارير | تحليل الحساب، ثم في النافذة التي تفتح، حدد فترة التقرير والحساب و

2.4. تحليل متطلبات النظام (تحليل النظام) وصياغة الأهداف

من كتاب تقنيات البرمجة المؤلف كامايف ف

2.4. تحليل متطلبات النظام (تحليل النظام) وصياغة الأهداف تتمثل مهمة تحسين تطوير البرنامج في تحقيق الأهداف بأقل قدر ممكن من إنفاق الموارد، على عكس أبحاث النظام الأولية

السؤال 47. تحليل حالة المدير. الأساس الواقعي والقانوني. تحليل الأدلة.

من كتاب امتحان المحاماة للمؤلف

السؤال 47. تحليل حالة المدير. الأساس الواقعي والقانوني. تحليل الأدلة. تقديم مساعدة قانونية صادقة ومعقولة وضميرية بأي شكل من الأشكال، سواء كانت تشاورًا أو صياغة وثائق مختلفة أو تمثيل المصالح أو الدفاع داخل

9. العلم في خدمة علم السموم. التحليل الطيفي. البلورات ونقاط الانصهار. التحليل الهيكلي بالأشعة السينية. اللوني

من كتاب مائة عام من علم الطب الشرعي بواسطة تورفالد يورغن

9. العلم في خدمة علم السموم. التحليل الطيفي. البلورات ونقاط الانصهار. التحليل الهيكلي بالأشعة السينية. في هذه الأثناء، أصبحت الأحداث التي وقعت أثناء محاكمة بوكانان معروفة في جميع أنحاء العالم. مع كل عدم الاحترام للعلم الأمريكي في تلك السنوات، هذه

4. أبحاث السوق والتحليل (تحليل بيئة عمل المنظمة)

من كتاب تخطيط الأعمال: ملاحظات المحاضرة المؤلف بيكيتوفا أولغا

4. بحث وتحليل السوق (تحليل بيئة عمل المنظمة) يعد بحث وتحليل سوق المبيعات من أهم المراحل في إعداد خطط العمل التي يجب أن تجيب على الأسئلة حول من ولماذا وبأي كميات يشتري أو سيشتري شراء المنتجات

5.1. تحليل البيئة الخارجية والداخلية للمنظمة، تحليل SWOT

من كتاب القرارات الإدارية مؤلف لابيجين يوري نيكولاييفيتش

5.1. تحليل البيئة الخارجية والداخلية للمنظمة، تحليل SWOT البيئة الخارجية وتكيف النظام إن المنظمات، مثل أي أنظمة، معزولة عن البيئة الخارجية وفي نفس الوقت متصلة بالبيئة الخارجية بحيث تتلقى الموارد التي تحتاجها الحاجة من البيئة الخارجية و

4. تحليل نقاط القوة والضعف للمشروع وآفاقه وتهديداته (تحليل SWOT)

مؤلف فيلونينكو ايجور

4. تحليل نقاط القوة والضعف في المشروع وآفاقه وتهديداته (تحليل SWOT) عند تقييم جدوى إطلاق مشروع جديد، تلعب مجموعة من العوامل دورًا، ولا تكون النتيجة المالية دائمًا ذات أهمية قصوى. على سبيل المثال، لشركة المعرض

5. التحليل السياسي والاقتصادي والاجتماعي والتكنولوجي (تحليل PEST)

من كتاب إدارة المعارض: استراتيجيات الإدارة والاتصالات التسويقية مؤلف فيلونينكو ايجور

5. التحليل السياسي والاقتصادي والاجتماعي والتكنولوجي (تحليل PEST) لضمان عدم إغفال العوامل السياسية والاجتماعية والاقتصادية أو التكنولوجية من عملية التخطيط، من الضروري إخضاع مشروع المعرض للاختبار النهائي،

تحليل روايات المريض: CCRT وتحليل الخطاب

من كتاب تجارب في دراسة التاريخ الشخصي مؤلف كالميكوفا إيكاترينا سيمينوفنا

تعتمد طرق التحليل الإشعاعي على قياس الإشعاع المنبعث من العناصر المشعة. لتسجيل الإشعاع، يتم استخدام المنشآت الخاصة باستخدام عدادات جيجر مولر (الشكل 73). عندما يعمل جهاز استقبال الإشعاع المشع، ينشأ تيار كهربائي فيه على شكل نبضات قصيرة المدى، والتي يتم تضخيمها بواسطة معدات راديوية خاصة، وتعادل قيمتها وإرسالها إلى جهاز عد التسجيل.

تتمتع طرق التحليل الإشعاعية بعدد من المزايا مقارنة بالطرق الكيميائية. بادئ ذي بدء، تجدر الإشارة إلى حساسيتها العالية، وهي أعلى بكثير من حساسية طرق التحليل الكيميائية وغيرها من الفيزيائية والفيزيائية والكيميائية.

وتتميز حساسية هذه الطرق، على سبيل المثال، بالبيانات التالية:

تُستخدم هذه الأساليب التحليلية لتحديد كمية العناصر النزرة للعناصر المختلفة في المعادن وغير المعادن ذات النقاء العالي.

ولكن تجدر الإشارة إلى أن دقة طرق القياس الإشعاعي منخفضة وهي (نسبية). طرق التحليل الكيميائي أكثر دقة. ولكن عندما تنتج طرق التحليل الوزنية والحجمية التقليدية أخطاء كبيرة، كما هو الحال، على سبيل المثال، عند تحديد الشوائب التي لا تذكر، فإن طرق القياس الإشعاعي لا يمكن استبدالها.

تتميز الطرق الإشعاعية التالية:

1. طريقة التخفيف النظائري. تعتمد طريقة تخفيف النظائر، كما يشير اسمها، على تخفيف مركب يحمل علامة إشعاعية مع مكون غير نشط من الخليط. للقيام بذلك، أضف إلى الخليط الذي يتم تحليله كمية معينة من المركب المسمى بأحد النظائر المشعة والذي يتطابق تركيبه مع المكون الذي يتم تحديده.

في هذه الحالة، سينخفض ​​النشاط المحدد للمركب المسمى بالنظائر المشعة. إذا تم عزل جزء من المادة التحليلية، فيمكن تحديد النشاط المحدد النهائي. من خلال معرفة الأنشطة المحددة الأولية والنهائية، من السهل حساب محتوى المادة التحليلية.

وميزة طريقة التحليل هذه هي أنه ليست هناك حاجة للعزل الكمي للحليلة، بشرط أن تكون النظائر مختلطة تمامًا. ويكفي عزل جزء منه فقط في شكل نقي كيميائيا.

أرز. 73. تجهيزات تسجيل الإشعاع الإشعاعي: أ - عدادات جيجر - مولر. ب - ظهور تركيب العد. ج - رسم تخطيطي لتركيب العد. 1 - عداد الغاز. 2 - مقوم الجهد العالي. 3 - مكبر للصوت. 4 - جهاز التحويل. 5- العداد الكهروميكانيكي.

إذا كانت كمية معينة من مادة تتوافق في تركيبها مع المركب الذي يتم تحديده لها كتلة ونشاط إشعاعي A، فإن نشاطها المحدد 1g يساوي:

عند إضافة كمية محددة من هذه المادة إلى جزء معين من المركب غير النشط الذي يتم تحليله، فإن النشاط النوعي للخليط سيكون مساوياً لـ:

بحل نظام المعادلات المذكورة أعلاه نحصل على:

ولكن منذ ذلك الحين

أين هو حجم المحلول المشع ذو التركيز المعروف C هو حجم محلول الاختبار؛ - تركيز المحلول الذي تم تحليله.

إذا كانت الصيغة (1) تأخذ الشكل:

تتمتع طريقة التخفيف النظائري بميزة على طرق القياس الإشعاعي الأخرى في الحالات التي يكون فيها العزل الكامل لمادة الاختبار من الخليط الذي تم تحليله صعبًا أو مستحيلًا.

2. تحليل النشاط الإشعاعي. يتمثل مبدأ هذه الطريقة في تحويل النظائر المستقرة لعنصر ما إلى نظائر مشعة، حيث يكون قياس النشاط الإشعاعي بمثابة معيار لمحتوى هذا العنصر في الكائن الذي تم تحليله. وللقيام بذلك، يتم تشعيع العينات التي تم تحليلها، على سبيل المثال، في مفاعل نووي.

يتم قياس النشاط باستخدام أجهزة عد خاصة.

عمر النصف والطاقة الإشعاعية خاصتان بالنظائر المشعة الفردية، أي أنه باستخدام تحليل النشاط الإشعاعي، يمكن مراقبة نقاء المواد الناتجة.

ومن خلال قياس النشاط الإشعاعي ومعرفة زمن التشعيع وشدة تدفق الجزيئات المشعة والبيانات الفيزيائية النووية المقابلة للعنصر الذي يتم تحديده، يمكن حساب مقدار وزنه.

بالتزامن مع مادة الاختبار، يتم تشعيع العينات القياسية التي تحتوي على كميات معروفة بدقة من العناصر التي يتم تحديدها. ومن خلال مقارنة نشاط المادة التحليلية والعينات القياسية في ظل نفس الظروف، من الممكن حساب محتوى العنصر الذي يتم تحديده.

تتمتع طريقة التنشيط الإشعاعي بالعديد من المزايا مقارنة بطرق التحليل الأخرى. الطريقة حساسة للغاية. عيبها الرئيسي هو أنه لا يمكن تحديد جميع العناصر بهذه الطريقة. يجب أن يكون للعنصر المشع المتكون بعد التشعيع عمر نصف طويل نسبيًا، يكفي لإتاحة الوقت للفصل الكيميائي وقياس نشاط العنصر المعزول.

باستخدام طريقة التحليل الإشعاعي، من الممكن تحديد كميات ضئيلة من العناصر المختلفة في مياه البحر؛ المعادن الأرضية النادرة في الخامات. الذهب والبلاتين والبلاديوم والإيريديوم من الفضة والنيكل؛ النيكل والكوبالت والنحاس والزرنيخ والتيلوريوم في الأنتيمون، الخ.

تشمل طرق التحليل الإشعاعي أيضًا: التحليل اللوني الإشعاعي، وقياس امتصاص النيوترونات، والمعايرة الإشعاعية، وما إلى ذلك.

تتكون ذرات العناصر الكيميائية من نواة موجبة الشحنة وإلكترونات غلافية سالبة الشحنة. تتكون النواة من النيوكليونات، والتي تشمل النيوترونات والبروتونات (الشكل 57). يحدد عدد البروتونات عدد العنصر، ومجموع عدد البروتونات والنيوترونات يساوي العدد الكتلي. تسمى العناصر التي تحتوي ذراتها على نفس عدد البروتونات، ولكن أعداد كتلتها مختلفة، نظائر عنصر كيميائي معين.

أرز. 57.

ظاهرة النشاط الإشعاعي الطبيعي هي عملية تحول عفوي لنواة ذرات بعض عناصر القشرة الأرضية غير المستقرة إلى نوى عناصر أخرى. تكون عملية التحلل التلقائي مصحوبة بانبعاث جسيمات ألفا وبيتا وكميات جاما. يُعرف أكثر من 230 نظيرًا مشعًا لعناصر مختلفة، تسمى النويدات المشعة (النويدات المشعة)، ولكن الأكثر أهمية للدراسات الإشعاعية هي نظائر البوتاسيوم والثوريوم واليورانيوم.

تشكل معظم العناصر المشعة عائلات ينشأ فيها كل عنصر من العنصر السابق له، ونتيجة للاضمحلال b - و c - تستمر سلسلة الاضمحلال حتى تتشكل نواة ذرية مستقرة. وهكذا، في عملية تحويل 238 U إلى الرصاص المستقر، يتم تشكيل 14 عنصرًا وسيطًا (الشكل 58).

عند العمل مع النويدات المشعة الطبيعية والاصطناعية، يتم تحديد كتلتها وتركيزها وجرعتها ومعدل جرعة الإشعاع. يتم تحديد كتلة النويدات المشعة طويلة العمر كجم، ز، ملغ.

أرز. 58. المشع rad 238 U (Kunshchikov B.K., Kunshchikova M.K., 1976)

وحدة SI لتحديد نشاط النويدات المشعة هي البيكريل (Bq) - وهذا هو نشاط أي نواة تتحلل فيها نواة واحدة في ثانية واحدة. تم تسمية الوحدة على اسم الفيزيائي الفرنسي والحائز على جائزة نوبل أنطوان هنري بيكريل.

في كثير من الأحيان في الممارسة العملية يستخدمون وحدة نشاط غير نظامية - كوري (Ci) - 3.7x10 10 بيكريل (disp/sec). نشأت هذه الوحدة تاريخيًا: 1 ​​جرام من الراديوم 226 له مثل هذا النشاط في حالة توازن مع منتجات الاضمحلال التابعة له. لقد عمل الزوجان العلميان الفرنسيان بيير كوري وماري سكلودوفسكا كوري لسنوات عديدة مع الراديوم 226 الحائزين على جائزة نوبل.

معدل الجرعة، أي. يتم التعبير عن التشعيع لكل وحدة زمنية، في القياس الإشعاعي، بالأمبير لكل كيلوغرام (A/kg)، والجزيئات الدقيقة في الساعة (μR/h).

كلما زاد تركيز العناصر المشعة الطبيعية في الصخور والخامات، كلما زاد النشاط الإشعاعي. يمكن تقسيم المعادن المكونة للصخور إلى أربع مجموعات حسب نشاطها الإشعاعي:

• 1. مجموعة المعادن ذات النشاط الإشعاعي العالي جدًا هي معادن اليورانيوم (الأولية - اليورانيت، البتشبلند، الثانوية - الكربونات، الفوسفات، كبريتات اليورانيل، إلخ)، الثوريوم (الثوريانيت، الثوريت، المونازيت، إلخ)؛
• 2. مجموعة المعادن شديدة الإشعاع - المعادن التي تحتوي على البوتاسيوم -40 (الفلسبار، أملاح البوتاسيوم)؛
• 3. مجموعة من المعادن ذات النشاط الإشعاعي المتوسط ​​- المغنتيت والليمونيت والكبريتيدات وغيرها؛
• 4. مجموعة من المعادن منخفضة النشاط الإشعاعي - الكوارتز والكالسيت والجبس والملح الصخري وغيرها.

وعليه فإن النشاط الإشعاعي للصخور يتحدد من خلال النشاط الإشعاعي للمعادن المكونة للصخور ويختلف ضمن حدود واسعة جداً تبعاً للتركيب النوعي والكمي للمعادن وظروف تكوينها وعمرها ودرجة التحول. يزداد تركيز العناصر المشعة في الصخور النارية من الصخور فوق المافية إلى الصخور الفلسية.

أساس طرق القياس الإشعاعي هو تحديد ودراسة النشاط الإشعاعي الطبيعي للمعادن والصخور. يمكن تقسيم طرق القياس الإشعاعي إلى طرق ميدانية ومختبرية.

جميع طرق البحث الإشعاعي الميداني هي طرق جيوكيميائية، حيث تقوم بدراسة المجالات الجيوكيميائية للعناصر المشعة للتعرف على هالاتها المنتشرة. في الظروف المختبرية، يتم استخدام طرق القياس الإشعاعي لتحديد محتوى العناصر المشعة في المعادن والصخور والمياه والغازات.

باستخدام الطرق الإشعاعية، يمكن حل المشكلات التالية:

• - رسم الخرائط الجيولوجية، والتي تعتمد على اختلاف النشاط الإشعاعي لأنواع مختلفة من الصخور، وكذلك زيادة النشاط الإشعاعي للصخور في منطقة الاضطرابات التكتونية؛
• - التقسيم الصخري للصخور. في هذه الحالة، تعد طريقة r لدراسة الآبار بالاشتراك مع الطرق الجيوفيزيائية الأخرى مهمة جدًا في حالة حفر الآبار دون أخذ عينات أساسية أو يكون العائد الأساسي صغيرًا؛
• - تستخدم الطرق الإشعاعية على نطاق واسع في جميع أنواع التنقيب والاستكشاف عن المعادن المرتبطة وراثيا وشبه جينيا باليورانيوم والثوريوم. على سبيل المثال، ترتبط رواسب العناصر الأرضية النادرة، والبوكسيت، والقصدير، والبريليوم بزيادة محتوى الثوريوم؛ إلى رواسب النيوبيوم والتنتالوم والتنغستن والموليبدينوم - اليورانيوم؛ لبعض الرواسب المتعددة المعادن - البوتاسيوم؛
• - التنقيب وتحديد عمق وسمك الأجسام الخام وكذلك تحديد حدود حدوثها. وتنحصر القيمة القصوى للنشاط الإشعاعي للعناصر الموجودة في القشرة الأرضية في الجزء العلوي من الغلاف الأرضي الجرانيتي، بسمك يتراوح بين 25-30 كم؛
• - تحديد العمر المطلق للصخور، على أساس أن عملية التحلل الإشعاعي تتم بمعدل ثابت، بغض النظر عن الظروف الفيزيائية والكيميائية المحيطة.

الطرق الرئيسية للقياس الإشعاعي هي مسح غاما، حيث يتم تسجيل شدة إشعاع غاما، وبدرجة أقل، يتم استخدام مسح الانبعاث، على أساس قياس تركيز الانبعاث في التربة والهواء (أي إشعاع الغازات المشعة) يتم قياسه).

يمكن الكشف عن الإشعاع الإشعاعي بطريقتين: التأين والنبض. وفي طريقة التأين تستخدم غرف التأين كأجهزة تسجيل، وفي طريقة النبض تستخدم عدادات الإشعاع.

في غرف التأين، يتم قياس شدة الإشعاع b، الذي يتمتع بقدرة تأين عالية، وأقل في كثير من الأحيان الإشعاع c. يتم تسجيل جميع أنواع الإشعاع باستخدام العدادات.

تحتوي غرفة التأين (الشكل 59) على غاز وقطبين كهربائيين، حيث يتم تطبيق جهد يصل إلى عدة مئات من الفولتات. وتحت تأثير أشعة ألفا أو بيتا أو الجسيمات الثانوية المشحونة الناتجة عن امتصاص النيوترونات، يتأين الغاز، وتنتقل الإلكترونات والأيونات الحرة الناتجة إلى الأقطاب الكهربائية. ونتيجة لذلك، ينشأ تيار في الدائرة. وبقياسه أو فرق الجهد يمكن تحديد شدة الإشعاع المسبب للتأين.

أرز. 59. رسم تخطيطي لغرفة التأين: 1 - السطح الداخلي للغرفة وقلبها (القطب الموجب)؛ 2 - حلقة معدنية (قطب سلبي)؛ 3 - أسفل الغرفة. 4 - عازل العنبر. 5- حلقة الأمان

في عدادات تفريغ الغاز (عداد جيجر مولر)، تحتوي الأسطوانة تحت الضغط المنخفض على غاز خامل (عادةً الأرجون لقياس أشعة جاما أو الهيليوم لتحديد تدفق النيوترونات) وقطبين كهربائيين تحت جهد عالي (يصل إلى 1000 فولت) ( الشكل 60).

أرز. 60. رسم تخطيطي لعداد Geiger-Müller الزجاجي (http://bse.sci-lib.com): 1 - أنبوب زجاجي محكم الغلق؛ 2 - الكاثود (طبقة رقيقة من النحاس على أنبوب من الفولاذ المقاوم للصدأ)؛ 3 - إخراج الكاثود. 4 - الأنود (خيط رفيع ممتد)

عندما يظهر زوج واحد على الأقل من الأيونات، يحدث تفريغ قصير. عندما يتم تشعيع بالون بأشعة جاما، تظهر جزيئات مشحونة ثانوية (أيونات وإلكترونات) ويلاحظ فيه نظام تفريغ على شكل نبضات حالية يمكن اكتشافها.

يتكون عداد التلألؤ من وميض (بلورات غير عضوية أو عضوية، سائلة وغازية)، قادر على إصدار ومضات من الضوء تحت تأثير أشعة جاما (الشكل 61). الكميات الضوئية، التي تضرب الكاثود الضوئي للمضاعف الضوئي، تطرد الإلكترونات منه. بسبب الانبعاث الثانوي ووجود عدد من الأقطاب الكهربائية تحت جهد متزايد، يظهر تدفق متزايد للإلكترونات يشبه الانهيار الجليدي في المضاعف الضوئي. نتيجة لذلك، يتم جمع 10 5-10 10 مرات أكثر من الإلكترونات عند الأنود مما تم طرده من الكاثود الضوئي، وينشأ تيار كهربائي في الدائرة. يوفر عداد التلألؤ كفاءة أعلى بكثير في تسجيل الكميات g (تصل إلى 30-50٪ أو أكثر) من عدادات تفريغ الغاز، ويجعل من الممكن دراسة التركيب الطيفي للإشعاع. تتمتع عدادات التلألؤ بمستوى أقل من خلفيتها الخاصة والكونية.

أرز. 61.

تم تصميم معدات القياس الإشعاعي الميدانية لقياس نشاط الصخور ب - و ج - و د أثناء عمليات المسح للمشاة والسيارات والمسوحات الجوية، لاكتشاف وتحديد تركيزات الانبعاثات المشعة في أعمال المناجم وهواء التربة والماء. بناءً على نوع العدادات المستخدمة، يتم تقسيم الأجهزة إلى تفريغ الغاز والوميض. معدن عنصري إشعاعي طيفي

بالنسبة لمسوحات جاما، يتم استخدام أنواع مختلفة من أجهزة قياس الإشعاع الميدانية مع مؤشر الاتصال عند الإخراج. باستخدام سماعات الرأس، يمكنك توفير إشارة مسموعة للنبضات. يتكون الجهاز من مسبار عن بعد ولوحة تحكم ومصدر طاقة من بطاريات الأنود الجافة. لكي نتمكن من تحديد شدة إشعاع جاما باستخدام مقياس مقياس ميكرومتر، تتم معايرة أجهزة قياس الإشعاع. ولهذا الغرض، يتم استخدام نموذج باعث للراديوم، يتم وضعه في ميزاء لإنشاء شعاع ضيق من إشعاع جاما. بالإضافة إلى عدادات التلألؤ، تحتوي هذه الأجهزة على أدوات تمييز تستخدم لتحديد شدة أشعة جاما ذات مستويات الطاقة المختلفة.

لدراسة تركيز غاز الرادون في الهواء تحت السطح، يتم استخدام مقاييس الإشعاع، والتي تتكون من جهاز أخذ العينات، ومضخة مكبس، وغرفة التلألؤ، ووحدة قياس وأنابيب مطاطية متصلة.

يعتمد تحديد تركيزات الانبعاث على تسجيل جسيمات ب المنبعثة من العناصر المشعة للعينة باستخدام كاشف التلألؤ المفتوح. يتم تشغيل الجهاز بواسطة بطاريات الأنود الجافة.

تنقسم طرق القياس الإشعاعي، بناءً على نوع الإشعاع المستخدم، إلى طرق b وc وd.

إشعاع ألفا هو تيار من الجسيمات الموجبة الشحنة (نواة ذرات الهيليوم)، والتي يتم إنفاق طاقتها، على طول مسار يبلغ حوالي 10 سم في الهواء وأجزاء من المليمترات في الصخور، على التأين وتسخين البيئة، وبالتالي فإن القدرة على الاختراق منخفضة جدا. أولئك. الاضمحلال ب هو انبعاث (انبعاث) جسيم أ من نواة الذرة، والجسيم ب يتكون من 2 بروتون و2 نيوترون، أي نواة ذرة الهيليوم بكتلة 4 وحدات و تهمة +2. وتتراوح سرعة جسيمات ب عند خروجها من النواة من 12 إلى 20 ألف كم/ثانية. لذلك، على سبيل المثال، ينتج عن اضمحلال اليورانيوم ب دائمًا الثوريوم، وينتج عن اضمحلال الثوريوم دائمًا الراديوم، وينتج عن اضمحلال الراديوم الرادون، ثم البولونيوم، وأخيرًا الرصاص. في هذه الحالة، من نظير محدد لليورانيوم 238، يتم تشكيل الثوريوم 234 (الشكل 62)، ثم الراديوم 230، والرادون 226، وما إلى ذلك.

أرز. 62.

تُستخدم الطريقة b لقياس الإشعاع b وتحديد تركيز العناصر المشعة (U، 222 Rn، 226 Ra، إلخ) في الخامات والصخور المشعة. يعد استخدام الطريقة b مهمة صعبة نظرًا لخصوصية جسيمات b.

لقياس الإشعاع b، تُستخدم أنظمة التلألؤ الخلوي وعدادات تدفق الغاز التناسبي وعدادات سائل التلألؤ بالاشتراك مع مضخم أولي ومضخم ومصدر جهد عالي وأجهزة عد وتسجيل.

إشعاع بيتا هو تدفق الإلكترونات (B - الإشعاع، أو في أغلب الأحيان فقط B - الإشعاع) أو البوزيترونات (B + - الإشعاع) الناتجة عن الاضمحلال الإشعاعي (الشكل 63). حاليا، حوالي 900 ب - النظائر المشعة معروفة. كتلة جسيمات ب أقل بعشرات الآلاف من المرات من كتلة جسيمات ب. اعتمادًا على طبيعة مصدر إشعاع بيتا، يمكن أن تتراوح سرعة هذه الجسيمات بين 0.3 و0.99 سرعة الضوء. القيمة القصوى لإشعاع بيتا هي 4 ملايين إلكترون فولت (MeV). ب - تتسبب الجزيئات بشكل رئيسي في تأين البيئة أي تكوين الأيونات الموجبة والإلكترونات الحرة نتيجة لطرد الإلكترونات من الأغلفة الخارجية للذرات.

أرز. 63.

تم تصميم الطرق الميدانية باستخدام الطريقة - لتحديد هالات التشتت للعناصر المشعة في الطبقة السطحية للصخور أو التربة. يتم قياس الإشعاع بيتا بواسطة طرق التأين، ولكن في أغلب الأحيان يتم قياسه بواسطة طريقة النبض على أجهزة قياس الإشعاع المختبرية. في الظروف المختبرية، تعتبر هذه الطريقة هي الطريقة الرئيسية لتحديد محتوى اليورانيوم في خامات اليورانيوم. تتم مقارنة النشاط الإشعاعي لعينة خام بواسطة الأشعة مع النشاط الإشعاعي لمعيار تحت نفس ظروف القياس.

يمكن استخدام الطريقة c مع الطريقة g. تعتمد الطريقة المعقدة c - d - على الاختلاف في مساهمات كل مكون في النشاط المقاس للعينة.

إشعاع جاما هو تيار من الإشعاع الكهرومغناطيسي ذو التردد العالي جدًا (الشكل 64). على الرغم من أنها متناثرة وممتصة في البيئة، إلا أنها تتمتع بقدرة اختراق أعلى بسبب حيادها الكهربائي (مئات الأمتار في الهواء وتصل إلى متر في الصخور). يتم تحديد كمية وتركيز العناصر طويلة العمر (U، Th، 40K) في الصخر من خلال كتلتها ونسبة محتواها (أو ما يعادلها من محتوى اليورانيوم).

أرز. 64.

هناك أجهزة مختلفة ذات حساسية مختلفة لإشعاع g. يعتمد اختيار الجهاز الأمثل على ظروف المسح ومتطلبات نتائجه. يقوم الجزء الأكبر من الأجهزة بقياس معدل جرعة التعرض لأشعة جاما من 0.1 إلى 10000 ميكروR/ساعة في نطاق الطاقة من 80 كيلو فولت إلى 2.6 ميجا فولت. يتم استخدام طريقة g المخبرية لتحديد محتوى العناصر المشعة المنبعثة من g في العينات. يتم إجراء قياسات الإشعاع g للعينات باستخدام طريقة النبض أو باستخدام عدادات التلألؤ. إن استخدام هذه العدادات يجعل من الممكن إجراء قياسات g بمستوى عالٍ من الحساسية. ويلي ذلك مقارنة نشاط عينة الاختبار مع نشاط المعيار تحت نفس الظروف الهندسية مع ما يترتب على ذلك من حسابات.

تعتمد طرق التحليل الإشعاعي على قياس الإشعاع المنبعث من العناصر المشعة. لتسجيل الإشعاع، يتم استخدام تركيبات خاصة باستخدام عدادات جيجر مولر. عندما يعمل جهاز استقبال الإشعاع المشع، ينشأ تيار كهربائي فيه على شكل نبضات قصيرة المدى، والتي يتم تضخيمها بواسطة معدات راديوية خاصة، وتعادل قيمتها وإرسالها إلى جهاز عد التسجيل.

تُستخدم النظائر المشعة في طرق التحليل التالية: طريقة الترسيب في وجود عنصر مشع؛ طريقة تخفيف النظائر؛ المعايرة الإشعاعية. تحليل التنشيط تعريفات مبنية على قياسات النشاط الإشعاعي للنظائر الموجودة بشكل طبيعي، وما إلى ذلك.

تعتمد طريقة التخفيف النظائري على هوية التفاعلات الكيميائية لنظائر عنصر معين. لتنفيذها، تتم إضافة كمية معينة من الحليلة m 0 إلى الخليط الذي تم تحليله، والذي يحتوي في تركيبته على نظير مشع ذو نشاط إشعاعي معروف I 0. ثم يتم عزل جزء من الحليلة في حالة نقية بأي طريقة متاحة. (على سبيل المثال، هطول الأمطار، والاستخراج، والتحليل الكهربائي) ويتم قياس الكتلة m 1 وI 1 النشاط الإشعاعي للجزء المعزول من المادة. يتم إيجاد المحتوى الكلي للعنصر المطلوب في الجسم الذي تم تحليله من تساوي نسب النشاط الإشعاعي للعينة المعزولة إلى النشاط الإشعاعي للمادة المدخلة وكتلة المادة المعزولة إلى مجموع كتل المادة المدخلة وذلك الموجود في الخليط الذي تم تحليله:

تتمتع طريقة التخفيف النظائري بميزة على طرق القياس الإشعاعي الأخرى في الحالات التي يكون فيها العزل الكامل لمادة الاختبار من الخليط الذي تم تحليله صعبًا أو مستحيلًا.

تحليل النشاط الإشعاعي. يتمثل مبدأ هذه الطريقة في تحويل النظائر المستقرة لعنصر ما إلى نظائر مشعة، حيث يكون قياس النشاط الإشعاعي بمثابة معيار لمحتوى هذا العنصر في الكائن الذي تم تحليله. وللقيام بذلك، يتم تشعيع العينات التي تم تحليلها، على سبيل المثال، في مفاعل نووي. يتم قياس النشاط باستخدام أجهزة عد خاصة. عمر النصف والطاقة الإشعاعية خاصتان بالنظائر المشعة الفردية، أي أنه باستخدام تحليل النشاط الإشعاعي، يمكن مراقبة نقاء المواد الناتجة.

ومن خلال قياس النشاط الإشعاعي ومعرفة زمن التشعيع وشدة تدفق الجزيئات المشعة والبيانات الفيزيائية النووية المقابلة للعنصر الذي يتم تحديده، يمكن حساب مقدار وزنه. بالتزامن مع مادة الاختبار، يتم تشعيع العينات القياسية التي تحتوي على كميات معروفة بدقة من العناصر التي يتم تحديدها. ومن خلال مقارنة أنشطة المادة التحليلية والعينات القياسية في ظل نفس الظروف، من الممكن حساب محتوى العنصر الذي يتم تحديده.

تتمتع طريقة التنشيط الإشعاعي بالعديد من المزايا مقارنة بطرق التحليل الأخرى. الطريقة حساسة للغاية. عيبها الرئيسي هو أنه لا يمكن تحديد جميع العناصر بهذه الطريقة. يجب أن يكون للعنصر المشع المتكون بعد التشعيع عمر نصف طويل نسبيًا، يكفي لإتاحة الوقت للفصل الكيميائي وقياس نشاط العنصر المعزول. باستخدام طريقة التحليل الإشعاعي، من الممكن تحديد كميات ضئيلة من العناصر المختلفة في مياه البحر؛ المعادن الأرضية النادرة في الخامات. الذهب والبلاتين والبلاديوم والإيريديوم من الفضة والنيكل؛ النيكل والكوبالت والنحاس والزرنيخ والتيلوريوم في الأنتيمون، الخ.

تعتمد طريقة النيوترونات الضوئية على انبعاث النيوترونات عندما تعمل الفوتونات عالية الطاقة (γ quanta) على نوى ذرات العناصر الكيميائية. يتناسب عدد النيوترونات المكتشفة بواسطة كاشفات النيوترونات مع محتوى العنصر الذي يتم تحليله. يجب أن تتجاوز طاقة الفوتون طاقة ربط النيوكليونات في النواة، والتي تبلغ بالنسبة لمعظم العناصر 8 Me. B (فقط بالنسبة للبريليوم والديوتريوم يساوي 1.666 Me.V و2.226 Me.V، على التوالي؛ عند استخدام نظير 124 Sb كمصدر لـ γ quanta، مع Eγ = 1.7 و2.1 Me.V، يمكن تحديد البريليوم على خلفية جميع العناصر الأخرى).

يستخدم القياس الإشعاعي أيضًا طرقًا تعتمد على امتصاص النيوترونات وأشعة جاما وجسيمات بيتا وكميات الأشعة السينية المميزة من النظائر المشعة. في طريقة تحليل تعتمد على انعكاس الإلكترونات أو البوزيترونات، يتم قياس شدة التدفق المنعكس. إن طاقة الجزيئات المنعكسة من العناصر الخفيفة أقل بعدة مرات من طاقة الجزيئات المنعكسة من العناصر الثقيلة، مما يجعل من الممكن تحديد محتوى العناصر الثقيلة في سبائكها مع العناصر الخفيفة والخامات.

تركيب لتسجيل الإشعاع الإشعاعي أ) عدادات جيجر مولر ب) ظهور تركيب العد ج) رسم تخطيطي لتركيب العد: 1 - عداد الغاز، 2 - مقوم الجهد العالي، 3 - مكبر الصوت، 4 - جهاز إعادة الحساب، 5 - الكهروميكانيكية عداد

تتمتع طرق التحليل الإشعاعية بعدد من المزايا مقارنة بالطرق الكيميائية. بادئ ذي بدء، تجدر الإشارة إلى حساسيتها العالية، وهي أعلى بكثير من حساسية طرق التحليل الكيميائية والفيزيائية والفيزيائية والكيميائية.

إن استخدام النشاط الإشعاعي في الكيمياء التحليلية متنوع للغاية. كما تستخدم قياسات النشاط الإشعاعي على نطاق واسع لأغراض البحث: لدراسة آليات التفاعلات الكيميائية، وتحديد قابلية ذوبان المركبات ضعيفة الذوبان، ودراسة عمليات الفصل وحل العديد من المشاكل الأخرى، بما في ذلك تحديد أهم الثوابت الفيزيائية والكيميائية (ثوابت استقرار التنسيق المركبات، ثوابت عمليات التبادل الأيوني، الخ).د.).