Radiometriske forskningsmetoder. Radiometriske analysemetoder radiometriske analysemetoder er baseret på

Radiometrisk analyse, en metode til at analysere den kemiske sammensætning af stoffer baseret på brugen af ​​radioaktive isotoper og nuklear stråling. I R. a. Radiometriske instrumenter bruges til kvalitativt og kvantitativt at bestemme sammensætningen af ​​stoffer. Der er flere måder R. a. Direkte radiometrisk bestemmelse er baseret på, at udfældningen af ​​ionen bestemmes i form af et uopløseligt bundfald med et overskud af et reagens af kendt koncentration indeholdende en radioaktiv isotop med en kendt specifik aktivitet. Efter præcipitation bestemmes radioaktiviteten af ​​bundfaldet eller overskydende reagens.

Radiometrisk titrering er baseret på det faktum, at ionen bestemt i opløsning danner en dårligt opløselig eller let ekstraherelig forbindelse med reagenset. Indikatoren for titrering er ændringen, efterhånden som reagenset indføres, i opløsningens radioaktivitet (i 1. tilfælde) og opløsningen eller ekstraktet (i 2. tilfælde). Ækvivalenspunktet bestemmes af bruddet i titreringskurven, som udtrykker forholdet mellem volumenet af det indførte reagens og radioaktiviteten af ​​den titrerede opløsning (eller sediment). En radioaktiv isotop kan indføres i et reagens eller analyt såvel som i et reagens og analyt.

Isotopfortyndingsmetoden er baseret på identiteten af ​​de kemiske reaktioner af isotoper af et givet grundstof. For at udføre det tilsættes en vis mængde af analytten m0, som indeholder en radioaktiv isotop med kendt radioaktivitet I0, til blandingen, der analyseres. Derefter isoleres en del af analytten i ren tilstand ved enhver tilgængelig metode (f.eks. udfældning, ekstraktion, elektrolyse), og massen m1 og I1 radioaktivitet af den isolerede del af stoffet måles. Det samlede indhold af det ønskede grundstof i det analyserede objekt findes ud fra ligheden mellem forholdet mellem radioaktiviteten af ​​den isolerede prøve og radioaktiviteten af ​​det indførte stof og massen af ​​det isolerede stof til summen af ​​masserne af det indførte stof og det, der findes i den analyserede blanding: , hvorfra.

Ved aktiveringsanalyse bestråles (aktiveres) stoffet med nukleare partikler eller hårde g-stråler, og derefter bestemmes aktiviteten af ​​de resulterende radioaktive isotoper, hvilket er proportionalt med antallet af atomer i grundstoffet, der bestemmes, indholdet af den aktiverede isotop, intensiteten af ​​fluxen af ​​nukleare partikler eller fotoner og tværsnittet af den nukleare reaktion til dannelsen af ​​den radioaktive isotop.

Fotoneutronmetoden er baseret på emission af neutroner, når højenergifotoner (g-kvanter) virker på kernerne af atomer af kemiske grundstoffer. Antallet af neutroner, der detekteres af neutrondetektorer, er proportionalt med indholdet af det element, der analyseres. Denne fotonenergi skal overstige bindingsenergien for nukleoner i kernen, som for de fleste grundstoffer er ~ 8 MeV (kun for beryllium og deuterium er det lig med henholdsvis 1.666 MeV og 2.226 MeV; når man bruger 124Sb isotopen som en kilde til g -quanta, med fx = 1, 7 og 2,1 MeV, kan beryllium bestemmes på baggrund af alle andre grundstoffer).

I R. a. Metoder baseret på absorption af neutroner, g-stråler, b-partikler og kvanter af karakteristisk røntgenstråling fra radioaktive isotoper anvendes også. I en analysemetode baseret på refleksion af elektroner eller positroner måles intensiteten af ​​den reflekterede flux. Energien af ​​partikler reflekteret fra lette grundstoffer er mange gange mindre end energien af ​​partikler reflekteret fra tunge grundstoffer, hvilket gør det muligt at bestemme indholdet af tunge grundstoffer i deres legeringer med lette grundstoffer og i malme.

25. FUNKTIONER AF RADIOKEMISK ANALYSE.

Radiokemisk analyse er en gren af ​​analytisk kemi, et sæt metoder til bestemmelse af den kvalitative sammensætning og kvantitative indhold af radioaktive isotoper i produkterne af nukleare transformationer. Radioaktive isotoper kan opstå på grund af nukleare reaktioner både i naturlige genstande og i særligt bestrålede materialer. I modsætning til radiometrisk analyse, der kun har til formål at bestemme indholdet af radioaktive grundstoffer ved hjælp af fysiske instrumenter, er formålet med R. a. er at bestemme indholdet af radioaktive isotoper i de undersøgte objekter ved hjælp af kemiske adskillelses- og oprensningsmetoder.

Identifikation af radioaktive isotoper og deres kvantitative bestemmelse udføres ved at måle γ- eller α-aktiviteten af ​​bestrålede mål eller stoffer af naturlig oprindelse på γ- og α-spektrometre. Radiometrisk udstyr gør det muligt at analysere komplekse blandinger af radioaktive isotoper uden at ødelægge det oprindelige stof. Ved analyse af genstande, der indeholder et stort antal radioaktive isotoper, eller genstande, hvori de relative koncentrationer af forskellige radioaktive isotoper varierer over et bredt område, samt i tilfælde, hvor henfaldet af den radioaktive isotop, der undersøges, ledsages af kun emission af β -partikler eller røntgenstråling, opløses udgangsstoffet i vand eller syre. Isotopiske eller ikke-isotopiske bærere tilsættes opløsningen, og forskellige kemiske operationer udføres for at adskille blandingen i de undersøgte grundstoffer og deres efterfølgende oprensning (til dette formål metoder til udfældning, ekstraktion, kromatografi, elektrolyse, destillation osv. bruges oftest). Derefter, ved hjælp af radiometriske tællere og spektrometre for nukleare partikler, identificeres og bestemmes de absolutte aktiviteter af radioaktive isotoper isoleret i radiokemiske og kemisk rene tilstande. De skadelige virkninger af radioaktiv stråling kræver særlige sikkerhedsforanstaltninger.

Moderne R. a. har modtaget bred praktisk anvendelse til at løse mange analytiske spørgsmål, der opstår i produktionen af ​​nukleart brændsel, i opdagelsen og undersøgelsen af ​​egenskaberne af nye radioaktive grundstoffer og isotoper i aktiveringsanalyse, og i undersøgelsen af ​​produkterne fra forskellige nukleare reaktioner. R. a. bruges til at detektere radioaktive produkter fra atomeksplosioner på Jordens overflade, til at studere radioaktiviteten af ​​meteoritter og Månens overfladelag fremkaldt af kosmisk stråling og i en række andre tilfælde.

26. SPEKTROFOTOMETRI, metode til forskning og analyse af materialer, baseret på måling af absorptionsspektre i det optiske område af elektromagnetisk stråling. Den spektrofotometriske analysemetode er baseret på den spektral-selektive absorption af en monokromatisk flux af lysenergi, når den passerer gennem testopløsningen. Metoden gør det muligt at bestemme koncentrationerne af individuelle komponenter i blandinger af farvede stoffer, der har maksimal absorption ved forskellige bølgelængder; den er mere følsom og nøjagtig end den fotoelektrokolorimetriske metode. Det er kendt, at den fotokolorimetriske analysemetode kun er anvendelig til analyse af farvede opløsninger; farveløse opløsninger i det synlige område af spektret har en ubetydelig absorptionskoefficient. Imidlertid har mange farveløse og svagt farvede forbindelser (især organiske) karakteristiske absorptionsbånd i de ultraviolette og infrarøde områder af spektret, som bruges til deres kvantitative bestemmelse. Den spektrofotometriske analysemetode er anvendelig til måling af lysabsorption i forskellige områder af det synlige spektrum, i de ultraviolette og infrarøde områder af spektret, hvilket betydeligt udvider metodens analytiske evner.

27. FOTOMETRISK TITRERING- en gruppe af volumetriske analysemetoder, hvor slutpunktet for titrering bestemmes af ændringen i opløsningens optiske densitet under den kemiske proces. r-ii m/d titrant og titreret stof. Spektrofotometrisk titrering gør det muligt at udføre analyser hurtigt, præcist og nemt. Relaterer. fejl def. -<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.

Der er 2 muligheder for fotometrisk titrering: titrering uden en indikator og med en ensfarvet indikator, titrering med en 2-farvet indikator. Hvis mindst en af ​​reaktionskomponenterne er farvet, kan titrering i den synlige del af spektret udføres uden en indikator. I dette tilfælde er titreringskurverne lige, og brudpunktet tages som slutpunkt. Hvis ingen komponent i reaktionen er farvet, så bruges en farveindikator, der skifter farve nær ækvivalenspunktet. I dette tilfælde er titreringskurverne ikke-lineære, og bøjningspunktet tages som slutpunktet. Fototurbidimetrisk titrering. Denne metode anvendes, når analytten danner en suspension med titranten.

Tilsætning af hver ny portion titrant (fældningsmiddel) fører til dannelsen af ​​en vis mængde bundfald. I dette tilfælde øges opløsningens turbiditet, hvilket fører til en stigning i opløsningens absorption af lys, indtil ækvivalenspunktet er nået. Ved yderligere tilsætning af titreringsmidlet stopper dannelsen af ​​suspension, uklarheden falder på grund af fortynding, og opløsningens absorption af lys falder tilsvarende. Maksimal turbiditet og maksimal absorption af lysstråler svarer til ækvivalenspunktet.

28. FLUORIMETRISK METODE analyse er baseret på excitation af elektroniske emissionsspektre af molekyler af analytten under ekstern UV-bestråling og måling af intensiteten af ​​deres fotoluminescens. For at fænomenet luminescens kan forekomme, skal et stofs molekyler overføres fra grundtilstanden til den exciterede tilstand med en varighed af dets eksistens, der er tilstrækkelig til at udføre en strålingselektronisk overgang fra den exciterede tilstand til grundtilstanden. Dette er muligt for molekyler med en relativt stabil exciteret tilstand. Den fluorimetriske metode til bestemmelse af mikrourenheder består i at klargøre analytten til analyse og vurdere intensiteten af ​​dens stråling. Metodens høje følsomhed kræver brug af reagenser med særlig renhed eller kemisk ren kvalifikation. I mange tilfælde udsættes reagenser for yderligere oprensning ved metoder til omkrystallisation, destillation, ekstraktion og kromatografi. Følsomheden af ​​individuelle fluorimetriske metoder (for eksempel med morin) er sammenlignelig med følsomheden af ​​spektrale metoder og er betydeligt højere end spektrofotometriske. Fluorimetriske metoder er i de fleste tilfælde karakteriseret ved højere selektivitet end spektrofotometriske. Anvendes til rensning af vand, olie mv.

29. INFRARØD SPEKTROSKOPI (IR)- et spektroskopisk udsnit, der dækker langbølgeområdet af spektret (>730 nm ud over den røde grænse for synligt lys). Infrarøde spektre opstår som et resultat af den vibrationelle (delvis roterende) bevægelse af molekyler, nemlig som et resultat af overgange mellem vibrationsniveauer af molekylers jordelektroniske tilstand. IR-stråling absorberes af mange gasser, med undtagelse af O2, N2, H2, Cl2 og monoatomiske gasser. Absorption sker ved en bølgelængde, der er karakteristisk for hver specifik gas; for CO, for eksempel, er dette en bølgelængde på 4,7 μm.

Ud fra de infrarøde absorptionsspektre er det muligt at fastslå strukturen af ​​molekyler af forskellige organiske (og uorganiske) stoffer med relativt korte molekyler: antibiotika, enzymer, alkaloider, polymerer, komplekse forbindelser osv. Vibrationsspektre af molekyler af forskellige organiske (og uorganiske) stoffer med relativt lange molekyler (proteiner, fedtstoffer, kulhydrater, DNA, RNA osv.) er i terahertz-området, så strukturen af ​​disse molekyler kan bestemmes ved hjælp af radiofrekvensspektrometre i terahertz-området. Ud fra antallet og placeringen af ​​toppe i IR-absorptionsspektrene kan man bedømme stoffets beskaffenhed (kvalitativ analyse), og ud fra intensiteten af ​​absorptionsbåndene kan man bedømme mængden af ​​stoffet (kvantitativ analyse). De vigtigste instrumenter er forskellige typer infrarøde spektrometre. Ved hjælp af IR-spektroskopi identificeres forskellige funktionelle grupper hurtigt og pålideligt: ​​carbonyl, hydroxyl, carboxyl, amid, amino, cyano osv.; samt forskellige umættede fragmenter: dobbelte og tredobbelte carbon-carbon-bindinger, aromatiske eller heteroaromatiske systemer. Intra- og intermolekylære interaktioner, såsom dannelsen af ​​hydrogenbindinger, studeres ved hjælp af IR-spektroskopimetoder. I kemi af træ og kemi af naturlige forbindelser studeres strukturerne af kulhydrater, ligniner, aminosyrer, terpener, steroider og mange andre stoffer ved hjælp af IR-spektroskopi. INFRARØD SPEKTROSKOPI (IR-spektroskopi), sektion mol. optisk spektroskopi, der studerer absorptions- og reflektionsspektrene for elektromagnetiske bølger. stråling i IR-regionen, dvs. i bølgelængdeområdet fra 10-6 til 10-3 m. I koordinaterne er intensiteten af ​​absorberet stråling bølgelængden (eller bølgetallet) IR-spektret er en kompleks kurve med et stort antal maksima og minima. Absorptionsbånd opstår som følge af overgange mellem vibrationer. grundlæggende niveauer elektronisk tilstand af det system, der undersøges (se Vibrationsspektre). De spektrale karakteristika (positioner af båndmaksima, deres halvbredde, intensitet) af et individuelt molekyle afhænger af masserne af dets konstituerende atomer, geom. struktur, træk ved interatomiske kræfter, ladningsfordeling osv. Derfor er IR-spektre meget individuelle, hvilket bestemmer deres værdi ved at identificere og studere forbindelsers struktur. For at optage spektre, brug den klassiske metode. spektrofotometre og Fourier-spektrometre. Grundlæggende klassiske dele spektrofotometer - en kilde til kontinuerlig termisk stråling, en monokromator, en ikke-selektiv strålingsmodtager. En kuvette med et stof (i enhver aggregeringstilstand) placeres foran indgangen (nogle gange bag udgangen) spalten. Prismer fra dekomp. bruges som en dispergeringsanordning til monokromatoren. materialer (LiF, NaCl, KCl, CsF osv.) og diffraktion. riste. Sekventiel fjernelse af strålingsdekomp. bølgelængder til udgangsspalten og strålingsmodtageren (scanning) udføres ved at dreje prismet eller gitteret. Strålingskilder - glødelampe elektrisk. strømstænger fra diff. materialer. Modtagere: følsomme termoelementer, metalliske. og termiske halvledermodstande (bolometre) og gastermiske omformere, opvarmning af beholderens væg, hvilket fører til opvarmning af gassen og en ændring i dens tryk, som er fast. Udgangssignalet ligner en regulær spektralkurve. Fordele ved klassiske enheder ordninger: enkelhed af design, vedrører. billighed. Ulemper: umuligt at optage svage signaler på grund af det lave signal: støjforhold, hvilket i høj grad komplicerer arbejdet i den fjerne IR-region; relativt lav opløsning (op til 0,1 cm-1), langsigtet (inden for minutter) optagelse af spektre. I Fourier-spektrometre er der ingen ind- og udgangsspalter, og de vigtigste element - interferometer. Strålingsfluxen fra kilden er opdelt i to stråler, som passerer gennem prøven og forstyrrer. Forskellen i strålernes vej varieres af et bevægeligt spejl, der reflekterer en af ​​strålerne. Startsignalet afhænger af strålingskildens energi og af prøvens absorption og har form af summen af ​​et stort antal harmoniske. komponenter. For at opnå spektret i den sædvanlige form udføres den tilsvarende Fourier-transformation ved hjælp af en indbygget computer. Fordele ved et Fourier-spektrometer: højt signal: støjforhold, evnen til at operere i et bredt spektrum af bølgelængder uden at ændre spredningselementet, hurtig (i sekunder eller brøkdele af sekunder) registrering af spektret, høj opløsning (op til 0,001 cm- 1). Ulemper: kompleksitet af fremstilling og høje omkostninger. Alle spektrofotometre er udstyret med en computer, som udfører primær behandling af spektrene: akkumulering af signaler, adskillelse af dem fra støj, subtraktion af baggrunden og sammenligningsspektrum (spektrum af spektret), ændring af optagelsesskalaen, beregning af eksperimentelle data. spektrale parametre, sammenligning af spektre med givne, differentiering af spektre osv. Kuvetter til IR-spektrofotometre er lavet af materialer, der er transparente i IR-området. CCl4, CHCl3, tetrachlorethylen og vaseline bruges normalt som opløsningsmidler. Faste prøver knuses ofte, blandes med KBr-pulver og presses til tabletter. Til at arbejde med aggressive væsker og gasser bruges specialudstyr. beskyttende belægninger (Ge, Si) på kuvettevinduer. Den forstyrrende påvirkning af luft elimineres ved at evakuere enheden eller rense den med nitrogen. Ved svagt absorberende stoffer (sjældne gasser mv.) anvendes multi-pas kuvetter, hvor den optiske længde. stien når hundredvis af meter på grund af flere refleksioner fra et system af parallelle spejle. Matrix-isoleringsmetoden er blevet udbredt, hvor gassen, der undersøges, blandes med argon, og derefter fryses blandingen. Som et resultat falder halvbredden af ​​absorptionsbåndene kraftigt, og spektret bliver mere kontrasterende. Anvendelse af special mikroskopisk teknologi giver dig mulighed for at arbejde med genstande af meget små størrelser (brøkdele af mm). For at registrere spektrene af overfladen af ​​faste stoffer, bruges metoden med forstyrret total indre. refleksioner. Det er baseret på absorptionen af ​​elektromagnetisk energi af stoffets overfladelag. stråling, der kommer ud af prismet fuldt internt. refleksioner, kanter er i optisk. kontakt med overfladen, der undersøges. Infrarød spektroskopi er meget udbredt til analyse af blandinger og identifikation af rene stoffer. Antal analysen er baseret på Bouguer-Lambert-Beer-loven (se Absorptionsspektroskopi), dvs. på afhængigheden af ​​intensiteten af ​​absorptionsbånd af koncentrationen af ​​stoffet i prøven. Samtidig bedømmes antallet af genstande ikke af afdelingen. absorptionsbånd og langs spektralkurver generelt over et bredt bølgelængdeområde. Hvis antallet af komponenter er lille (4-5), så er det muligt matematisk at isolere deres spektre, selvom overlapper sidstnævnte. Mængde fejl. analyse er normalt en brøkdel af en procent. Identifikation af rene stoffer udføres normalt ved hjælp af informationssøgningssystemer automatisk. sammenligning af det analyserede spektrum med spektre lagret i computerens hukommelse. Karakteristiske områder for absorption af IR-stråling max. ofte stødte på funktioner. gruppe kemi. forb. er angivet i tabel. på fluebladet i slutningen af ​​bindet. For at identificere nye stoffer (hvoraf molekyler kan indeholde op til 100 atomer) bruges kunstsystemer. intelligens. I disse systemer, baseret på spektrostrukturelle korrelationer, mol. strukturer, så bygges deres teoretiske. spektre, som sammenlignes med eksperimenter. data. At studere strukturen af ​​molekyler og andre objekter ved hjælp af infrarøde spektroskopimetoder involverer indhentning af information om molekylernes parametre. modeller og matematisk reducerer til at løse den såkaldte. omvendte spektrale problemer. Løsningen på sådanne problemer udføres ved successiv tilnærmelse af de ønskede parametre, beregnet ved hjælp af specialværktøjer. teori om spektralkurver til eksperimentelle. Parametre mol. Modellerne omfatter masserne af de atomer, der udgør systemet, bindingslængder, bindings- og torsionsvinkler, karakteristika for den potentielle overflade (kraftkonstanter osv.), dipolmomenter af bindinger og deres afledte med hensyn til bindingslængder osv. Infrarød spektroskopi gør det muligt at identificere rumlige og konformationelle isomerer og studere intra- og intermolekylære interaktioner, kemisk natur. bindinger, ladningsfordeling i molekyler, fasetransformationer, kemisk kinetik. r-tioner, registrere kortlivede (levetid op til 10-6 s) partikler, afklare individuelle geomer. parametre, indhente data til beregning af termodynamisk. funktioner osv. Et nødvendigt trin i en sådan forskning er fortolkningen af ​​spektrene, dvs. fastlæggelse af formen for normale svingninger og fordeling af svingninger. energi efter frihedsgrader, identificere væsentlige parametre, der bestemmer positionen af ​​bånd i spektrene og deres intensitet. Beregninger af spektre af molekyler indeholdende op til 100 atomer, inkl. polymerer udføres ved hjælp af en computer. I dette tilfælde er det nødvendigt at kende molens egenskaber. modeller (kraftkonstanter, elektro-optiske parametre osv.), som findes ved at løse de tilsvarende inverse spektralproblemer eller kvantekemi. beregninger. I begge tilfælde er det normalt muligt at få data for molekyler, der kun indeholder atomer fra de første fire periodiske perioder. systemer. Derfor har infrarød spektroskopi som metode til at studere strukturen af ​​molekyler fået størst opmærksomhed. distribution i org. og elementoorg. kemi. I afdelingen tilfælde for gasser i IR-regionen er det muligt at observere rotation. vibrationsstruktur striber Dette giver dig mulighed for at beregne dipolmomenter og geomer. parametre for molekyler, tydeliggøre kraftkonstanter osv.

en metode til at analysere den kemiske sammensætning af stoffer baseret på brug af radioaktive isotoper og nuklear stråling. I R. a. Til kvalitativ og kvantitativ bestemmelse af sammensætningen af ​​stoffer anvendes radiometriske instrumenter (se Nukleare strålingsdetektorer). Der er flere metoder til R. a. Direkte radiometrisk bestemmelse er baseret på, at udfældningen af ​​ionen bestemmes i form af et uopløseligt bundfald med et overskud af et reagens af kendt koncentration indeholdende en radioaktiv isotop med en kendt specifik aktivitet. Efter præcipitation bestemmes radioaktiviteten af ​​bundfaldet eller overskydende reagens.

Radiometrisk titrering er baseret på det faktum, at ionen bestemt i opløsning danner en dårligt opløselig eller let ekstraherelig forbindelse med reagenset. Indikatoren for titrering er ændringen, efterhånden som reagenset indføres, i opløsningens radioaktivitet (i 1. tilfælde) og opløsningen eller ekstraktet (i 2. tilfælde). Ækvivalenspunktet bestemmes af bruddet i titreringskurven, som udtrykker forholdet mellem volumenet af det indførte reagens og radioaktiviteten af ​​den titrerede opløsning (eller sediment). En radioaktiv isotop kan indføres i et reagens eller analyt såvel som i et reagens og analyt.

Isotopfortyndingsmetoden er baseret på identiteten af ​​de kemiske reaktioner af isotoper af et givet grundstof. For at udføre det tilsættes en vis mængde af analytten til blandingen, der analyseres. m 0 indeholdende i sin sammensætning en radioaktiv isotop med kendt radioaktivitet jeg 0 . Derefter isoleres en del af analytten i ren tilstand ved enhver tilgængelig metode (f.eks. udfældning, ekstraktion, elektrolyse), og massen måles m 1 og jeg 1 radioaktivitet af en isoleret del af et stof. Det samlede indhold af det ønskede grundstof i det analyserede objekt findes ud fra ligheden mellem forholdet mellem radioaktiviteten af ​​den isolerede prøve og radioaktiviteten af ​​det indførte stof og massen af ​​det isolerede stof til summen af ​​masserne af det indførte stof og det, der findes i den analyserede blanding:

Ved aktiveringsanalyse (Se Aktiveringsanalyse) bestråles (aktiveres) det undersøgte stof med nukleare partikler eller hårde γ-stråler, og derefter bestemmes aktiviteten af ​​de resulterende radioaktive isotoper, som er proportional med antallet af atomer i grundstoffet bestemmes, indholdet af den aktiverede isotop, intensiteten af ​​strømmen af ​​nukleare partikler eller fotoner, og tværsnits-kernereaktionen til dannelse af en radioaktiv isotop.

Fotoneutronmetoden er baseret på emission af neutroner under påvirkning af højenergifotoner (γ - quanta) ind i kernerne af atomer af kemiske elementer. Antallet af neutroner, bestemt af neutrondetektorer (Se Neutrondetektorer), er proportionalt med indholdet af det grundstof, der analyseres. Denne fotonenergi skal overstige bindingsenergien for nukleoner i kernen, hvilket for de fleste grundstoffer er Radiometrisk analyse 8 Mev(kun for beryllium og deuterium er det lig med henholdsvis 1,666 Mev og 2.226 Mev; når man bruger 124 Sb isotopen som en kilde til γ kvanter, s E y = 1,7 og 2,1 Maev, beryllium kan bestemmes på baggrund af alle andre elementer).

I R. a. Metoder baseret på absorption af neutroner, γ-stråler, β-partikler og kvanter af karakteristisk røntgenstråling fra radioaktive isotoper anvendes også. I en analysemetode baseret på refleksion af elektroner eller positroner måles intensiteten af ​​den reflekterede flux. Energien af ​​partikler reflekteret fra lette grundstoffer er mange gange mindre end energien af ​​partikler reflekteret fra tunge grundstoffer, hvilket gør det muligt at bestemme indholdet af tunge grundstoffer i deres legeringer med lette grundstoffer og i malme. Se også Radiokemisk analyse.

Lit.: Kreshkov A.P., Fundamentals of Analytical Chemistry, bog 3 - Fysisk-kemiske (instrumentelle) analysemetoder, 3. udgave, M., 1970; Nesmeyanov An. N., Radiochemistry, M., 1972.

• - et apparat til måling af aktiviteten af ​​naturlige eller kunstige kilder til ioniserende stråling...

  Stor medicinsk ordbog

• - et sæt af organisatoriske og tekniske foranstaltninger til at bestemme intensiteten af ​​ioniserende stråling fra radioaktive stoffer indeholdt i miljøet og/eller graden af ​​radioaktiv forurening af mennesker...

  Civilbeskyttelse. Begrebs- og terminologisk ordbog

• - metode til at bestemme kvaliteter. og mængder. stoffets sammensætning, baseret på anvendelse af radionuklider, sædvanligvis indført i reagenser eller dannet i det analyserede stof under påvirkning af nukleare partikler eller hårde gammastråler...
• - en trykmåler, hvis virkning er baseret på radiometrisk. effekt. To plader med forskellige temperaturer afviser hinanden...

  Naturvidenskab. encyklopædisk ordbog

• - alder af mineraler og sten. sten, såvel som økologiske. rester, bestemt ved akkumulering af henfaldsprodukter af naturlige radionuklider i dem...

  Naturvidenskab. encyklopædisk ordbog

• - - måling af intensitet og undersøgelse af den spektrale sammensætning af gamma-, beta- og alfastråling udsendt af kerner af naturlige radionuklider...

  Geologisk encyklopædi

• - se Radiologisk alder...

  Geologisk encyklopædi

• - en metode til at analysere den kemiske sammensætning af stoffer baseret på brugen af ​​radioaktive isotoper og nuklear stråling...

  Store sovjetiske encyklopædi

• - en metode til bestemmelse af den kvalitative og kvantitative sammensætning af et stof, baseret på anvendelsen af ​​radionuklider, sædvanligvis indført i reagenser eller dannet i det analyserede stof under påvirkning af nukleare partikler eller...
• - en trykmåler, hvis funktion er baseret på den radiometriske effekt. To plader med forskellige temperaturer afviser hinanden...

  Stor encyklopædisk ordbog

• - alderen af ​​mineraler og bjergarter samt organiske rester, bestemt af akkumulering af henfaldsprodukter af naturlige radionuklider i dem...

  Stor encyklopædisk ordbog

• - ...
• - ...

  Retskrivningsordbog-opslagsbog

• - radiometer...

  Russisk stavningsordbog

• - ...

  Ordformer

• - adj., antal synonymer: 1 røntgen...

  Synonym ordbog

"Radiometrisk analyse" i bøger

107. Faktoranalyse af kapitalproduktivitet. Analyse af udstyrsforbrug

Fra bogen Økonomisk Analyse. Snydeark forfatter Olshevskaya Natalya

107. Faktoranalyse af kapitalproduktivitet. Analyse af udstyrsbrug Faktoranalyse af kapitalproduktivitet. Det er nødvendigt at opbygge en faktoriel model for kapitalproduktivitet: FO = FO a · UD a, hvor UD a er andelen af ​​den aktive del af midler i prisen på alle anlægsaktiver; FO a – kapitalproduktiviteten af ​​den aktive del af OS. Faktor

T.N.Panchenko. Strawson og Wittgenstein. Analyse som identifikation af den formelle struktur af uformelt sprog og analyse som terapi

Fra bogen Philosophical Ideas of Ludwig Wittgenstein forfatter Gryaznov Alexander Feodosievich

T.N.Panchenko. Strawson og Wittgenstein. Analyse som identifikation af den formelle struktur af uformelt sprog og analyse som terapi *** Ludwig Wittgenstein og Peter Strawson definerer på en eller anden måde grænserne for analysefilosofien, dens begyndelse og slutning. En af dem tilhører

§ 34. Grundlæggende udvikling af den fænomenologiske metode. Transcendental analyse som eidetisk analyse

Fra bogen Cartesian Reflections forfatter Husserl Edmund

§ 34. Grundlæggende udvikling af den fænomenologiske metode. Transcendental analyse som eidetisk analyse I doktrinen om Selvet, som polen for dets handlinger og substratet for vaner, har vi allerede berørt, og på et vigtigt punkt, problemerne med fænomenologisk genese og dermed

Radiometrisk vakuummåler

Fra bogen Great Encyclopedia of Technology forfatter Team af forfattere

Radiometrisk vakuummåler En anordning til måling af totaltryk, målegrænsen svarer til 10-2 N/m2. Refererer til vakuummålere skabt på indirekte trykmålinger En radiometrisk vakuummåler er baseret på den radiometriske effekt. Består af to

Radiometrisk analyse

TSB

Radiometrisk effekt

Fra bogen Great Soviet Encyclopedia (RA) af forfatteren TSB

Lektion nr. 96. Kontoanalyse og subkontoanalyse

Fra bogen 1C: Regnskab 8 fra bunden. 100 lektioner for begyndere forfatter Gladky Alexey Anatolievich

Lektion nr. 96. Kontoanalyse og subkontoanalyse Kontoanalyse er også en af ​​de populære rapporter i 1C-programmet. For at generere denne rapport skal du udføre hovedmenukommandoen Rapporter | Analyse af kontoen, derefter i vinduet, der åbner, angive rapporteringsperiode, konto og

2.4. ANALYSE AF SYSTEMKRAV (SYSTEM ANALYSE) OG FORMULERING AF MÅL

Fra bogen Programmeringsteknologier forfatter Kamaev V A

2.4. ANALYSE AF SYSTEMKRAV (SYSTEM ANALYSE) OG FORMULERING AF MÅL Opgaven med at optimere programudviklingen er at nå mål med mindst mulig ressourceforbrug Systemanalyse er i modsætning til foreløbig systemforskning.

Spørgsmål 47. Analyse af rektors sag. Sagligt og juridisk grundlag. Analyse af beviser.

Fra bogen The Bar Exam af forfatteren

Spørgsmål 47. Analyse af rektors sag. Sagligt og juridisk grundlag. Analyse af beviser. Ærlig, rimelig og samvittighedsfuld ydelse af juridisk bistand i enhver form, det være sig høring, udarbejdelse af forskellige dokumenter, interessevaretagelse eller forsvar inden for rammerne af

9. Videnskab i toksikologiens tjeneste. Spektral analyse. Krystaller og smeltepunkter. Røntgenstrukturanalyse. Kromatografi

Fra bogen Et hundrede års retsmedicin af Torvald Jürgen

9. Videnskab i toksikologiens tjeneste. Spektral analyse. Krystaller og smeltepunkter. Røntgenstrukturanalyse. Kromatografi I mellemtiden blev begivenhederne, der fandt sted under retssagen mod Buchanan, kendt over hele verden. Med al respekt for amerikansk videnskab i disse år, disse

4. Markedsundersøgelse og analyse (analyse af organisationens forretningsmiljø)

Fra bogen Business Planning: Lecture Notes forfatter Beketova Olga

4. Markedsundersøgelse og analyse (analyse af organisationens forretningsmiljø) Forskning og analyse af salgsmarkedet er et af de vigtigste stadier i udarbejdelsen af ​​forretningsplaner, som skal besvare spørgsmål om hvem, hvorfor og i hvilke mængder køber eller vil købe produkter

5.1. Analyse af organisationens eksterne og interne miljø, SWOT-analyse

Fra bogen Ledelsesbeslutninger forfatter Lapygin Yuri Nikolaevich

5.1. Analyse af organisationens eksterne og interne miljø, SWOT-analyse Eksternt miljø og tilpasning af systemet Organisationer er, som alle systemer, isoleret fra det eksterne miljø og samtidig forbundet med det eksterne miljø på en sådan måde, at de modtager ressourcer, de har brug for fra det ydre miljø og

4. Analyse af styrker og svagheder ved projektet, dets udsigter og trusler (SWOT-analyse)

forfatter Filonenko Igor

4. Analyse af projektets styrker og svagheder, dets perspektiver og trusler (SWOT-analyse) Ved vurdering af gennemførligheden af ​​at iværksætte et nyt projekt, spiller en kombination af faktorer en rolle, og det økonomiske resultat er ikke altid af afgørende betydning. For eksempel for en udstillingsvirksomhed

5. Politisk, økonomisk, social og teknologisk analyse (PEST-analyse)

Fra bogen Exhibition Management: Management Strategies and Marketing Communications forfatter Filonenko Igor

5. Politisk, økonomisk, social og teknologisk analyse (PEST-analyse) For at sikre, at politiske, sociale, økonomiske eller teknologiske faktorer ikke er udeladt fra planlægningsprocessen, er det nødvendigt at underkaste udstillingsprojektet den endelige test,

Analyse af patientfortællinger: CCRT og diskursanalyse

Fra bogen Oplevelser i studiet af personlig historie forfatter Kalmykova Ekaterina Semenovna

Radiometriske analysemetoder er baseret på måling af den stråling, der udsendes af radioaktive grundstoffer. Til registrering af stråling anvendes specielle installationer ved hjælp af Geiger-Muller tællere (fig. 73). Når en radioaktiv strålingsmodtager fungerer, opstår der en elektrisk strøm i den i form af kortvarige impulser, som forstærkes af specielt radioudstyr, udlignes i værdi og sendes til en optagelsestæller.

Radiometriske analysemetoder har en række fordele i forhold til kemiske metoder. Først og fremmest skal det bemærkes deres høje følsomhed, som er betydeligt højere end følsomheden af ​​kemiske og andre fysiske og fysisk-kemiske analysemetoder.

Følsomheden af ​​disse metoder er for eksempel karakteriseret ved følgende data:

Disse analytiske metoder bruges til at kvantificere sporelementer af forskellige grundstoffer i metaller og ikke-metaller af høj renhed.

Det skal dog bemærkes, at nøjagtigheden af ​​radiometriske metoder er lav og er (relativ). Kemiske analysemetoder er mere nøjagtige. Men hvor konventionelle gravimetriske og volumetriske analysemetoder giver store fejl, som for eksempel ved bestemmelse af ubetydelige urenheder, er radiometriske metoder uerstattelige.

Der skelnes mellem følgende radiometriske metoder:

1. Isotopfortyndingsmetode. Isotopfortyndingsmetoden, som navnet indikerer, er baseret på fortynding af en radioaktivt mærket forbindelse med en inaktiv komponent i blandingen. For at gøre dette tilsættes blandingen, der analyseres, en vis mængde af en forbindelse, der er mærket med en af ​​radioisotoperne, og hvis sammensætning svarer til den komponent, der bestemmes.

I dette tilfælde vil den specifikke aktivitet af forbindelsen mærket med en radioaktiv isotop falde. Hvis en del af analytten isoleres, kan den endelige specifikke aktivitet bestemmes. Når man kender de indledende og afsluttende specifikke aktiviteter, er det let at beregne indholdet af analytten.

Fordelen ved denne analysemetode er, at der ikke er behov for kvantitativ isolering af analytten, forudsat at isotoperne er fuldstændig blandet. Det er nok kun at isolere en del af det i kemisk ren form.

Ris. 73. Installation til registrering af radioaktiv stråling: a - Geiger-Muller-tællere; b - tælleinstallationens udseende; c - diagram over tælleinstallationen; 1 - gasmåler; 2 - højspændingsensretter; 3 - forstærker; 4 - konverteringsanordning; 5 - elektromekanisk tæller.

Hvis en vis mængde af et stof, der i sammensætning svarer til den forbindelse, der bestemmes, har masse og radioaktivitet A, så er dens specifikke aktivitet 1g lig med:

Når en nøjagtig mængde af et sådant stof tilsættes til en bestemt del af den inaktive forbindelse, der analyseres, vil den specifikke aktivitet af blandingen være lig med:

Ved at løse ovenstående ligningssystem får vi:

men siden da

hvor er volumenet af en radioaktiv opløsning med en kendt koncentration C er volumenet af testopløsningen - koncentration af den analyserede opløsning.

Hvis , har formel (1) formen:

Isotopfortyndingsmetoden har en fordel i forhold til andre radiometriske metoder i tilfælde, hvor fuldstændig isolering af teststoffet fra den analyserede blanding er vanskelig eller umulig.

2. Radioaktiveringsanalyse. Princippet i denne metode er at omdanne stabile isotoper af et grundstof til radioaktive, hvis måling af radioaktivitet tjener som et kriterium for indholdet af dette element i det analyserede objekt. For at gøre dette bestråles de analyserede prøver, for eksempel i en atomreaktor.

Aktivitet måles ved hjælp af specielle tælleapparater.

Halveringstiden og strålingsenergien er specifikke for individuelle radioisotoper, dvs. ved hjælp af radioaktiveringsanalyse kan renheden af ​​de resulterende stoffer overvåges.

Ved at måle radioaktivitet og kende tidspunktet for bestråling, intensiteten af ​​strømmen af ​​bestrålende partikler og de tilsvarende nukleare fysiske data for det grundstof, der bestemmes, er det muligt at beregne dets vægtmængde.

Samtidig med teststoffet bestråles standardprøver, der indeholder præcist kendte mængder af de grundstoffer, der skal bestemmes. Ved at sammenligne analyttens og standardprøvernes aktiviteter under de samme betingelser er det muligt at beregne indholdet af det grundstof, der bestemmes.

Radioaktiveringsmetoden har mange fordele i forhold til andre analysemetoder. Metoden er meget følsom. Dens største ulempe er, at ikke alle elementer kan bestemmes ved denne metode. Det radioaktive grundstof, der dannes efter bestråling, skal have en relativt lang halveringstid, tilstrækkelig til at give tid til kemisk adskillelse og måling af aktiviteten af ​​det isolerede grundstof.

Ved hjælp af radioaktiveringsanalysemetoden er det muligt at bestemme spormængder af forskellige grundstoffer i havvand; sjældne jordarters metaller i malme; guld, platin, palladium og iridium i sølv og nikkel; nikkel, kobolt, kobber, arsen, tellur i antimon osv.

Radiometriske analysemetoder omfatter også: radiokromatografi, neutronabsorptiometri, radiometrisk titrering osv.

Atomer af kemiske grundstoffer består af en positivt ladet kerne og negativt ladede skalelektroner. Kernen består af nukleoner, som omfatter neutroner og protoner (fig. 57). Antallet af protoner bestemmer grundstoftallet, og summen af ​​antallet af protoner og neutroner er lig med massetallet. Grundstoffer, hvis atomer har det samme antal protoner, men forskellige massetal, kaldes isotoper af et givet kemisk grundstof.

Ris. 57.

Fænomenet naturlig radioaktivitet er en proces med spontan transformation af ustabile kerner af atomer af nogle elementer i jordskorpen til kerner af andre elementer. Processen med spontant henfald er ledsaget af emission af alfa-, beta-partikler og gamma-kvanter. Der kendes mere end 230 radioaktive isotoper af forskellige grundstoffer, kaldet radioaktive nuklider (radionuklider), men de vigtigste for radiometriske undersøgelser er isotoper af kalium, thorium og uran.

De fleste radioaktive grundstoffer danner familier, hvor hvert grundstof opstår fra det foregående, som følge af b - og c - henfald fortsætter henfaldskæden indtil en stabil atomkerne er dannet. I processen med at omdanne 238 U til stabilt bly dannes der således 14 mellemliggende elementer (fig. 58).

Ved arbejde med naturlige og kunstige radionuklider bestemmes deres masse, koncentration, dosis og strålingsdosishastighed. Massen af ​​langlivede radioaktive nuklider bestemmes i kg, g, mg.

Ris. 58. Radioactive rad 238 U (Kunshchikov B.K., Kunshchikova M.K., 1976)

SI-enheden til at bestemme aktiviteten af ​​radionuklider er becquerel (Bq) - dette er aktiviteten af ​​ethvert nuklid, hvor 1 kerne henfalder på 1 sekund. Enheden er opkaldt efter den franske fysiker og nobelprisvinder Antoine Henri Becquerel.

Meget ofte bruger de i praksis en ikke-systemisk aktivitetsenhed - Curie (Ci) - 3,7x10 10 Bq (disp/sek). Denne enhed opstod historisk: 1 gram radium-226 har en sådan aktivitet i ligevægt med dets datterhenfaldsprodukter. Det var med radium-226, at nobelprismodtagerne, de franske videnskabelige ægtefæller Pierre Curie og Marie Sklodowska-Curie, arbejdede i mange år.

Dosisrate, dvs. bestråling pr. tidsenhed, i radiometri er udtrykt i ampere pr. kilogram (A/kg), mikro-roentgener pr. time (μR/h).

Jo højere koncentrationen af ​​naturlige radioaktive grundstoffer i sten og malme er, jo højere er radioaktiviteten. Stendannende mineraler kan opdeles i fire grupper afhængigt af deres radioaktivitet:

• 1. En gruppe af mineraler med meget høj radioaktivitet er uranmineraler (primære - uranit, begblende, sekundære - carbonater, fosfater, uranylsulfater osv.), thorium (thorianit, thorite, monazit osv.);
• 2. Gruppe af højradioaktive mineraler - mineraler indeholdende kalium-40 (feldspat, kaliumsalte);
• 3. En gruppe mineraler med middel radioaktivitet - magnetit, limonit, sulfider osv.;
• 4. En gruppe af lavradioaktive mineraler - kvarts, calcit, gips, stensalt mv.

I overensstemmelse hermed er bjergarters radioaktivitet bestemt af bjergartdannende mineralers radioaktivitet og varierer inden for meget vide grænser afhængigt af mineralernes kvalitative og kvantitative sammensætning, dannelsesbetingelser, alder og metamorfosegrad. Koncentrationen af ​​radioaktive grundstoffer i magmatiske bjergarter stiger fra ultramafiske til felsiske bjergarter.

Grundlaget for radiometriske metoder er identifikation og undersøgelse af naturlig radioaktivitet af mineraler og sten. Radiometriske metoder kan opdeles i felt- og laboratoriemetoder.

Alle radiometriske feltsøgningsmetoder er geokemiske, da de studerer de geokemiske felter af radioaktive grundstoffer for at identificere deres spredningshaloer. Under laboratorieforhold anvendes radiometriske metoder til at bestemme indholdet af radioaktive grundstoffer i mineraler, bjergarter, vand og gasser.

Ved hjælp af radiometriske metoder kan følgende problemer løses:

• - geologisk kortlægning, som er baseret på forskellen i radioaktivitet af forskellige typer af bjergarter, samt en stigning i radioaktiviteten af ​​bjergarter i zonen med tektoniske forstyrrelser;
• - litologisk opdeling af bjergarter. I dette tilfælde er r-metoden til undersøgelse af brønde i kombination med andre geofysiske metoder meget vigtig i det tilfælde, hvor brønde bores uden kerneprøvetagning eller kerneudbyttet er lille;
• - radiometriske metoder anvendes i vid udstrækning i alle former for prospektering og efterforskning af mineraler, der genetisk og paragenetisk er forbundet med uran og thorium. For eksempel er aflejringer af sjældne jordarters grundstoffer, bauxit, tin og beryllium forbundet med øget thoriumindhold; til aflejringer af niobium, tantal, wolfram, molybdæn - uran; til nogle polymetalliske aflejringer - kalium;
• - udforskning, bestemmelse af malmlegemers dybde og tykkelse, samt afgrænsning af forekomstgrænserne. Den maksimale værdi af radioaktivitet af grundstoffer i jordskorpen er begrænset til den øvre del af granitgeosfæren med en tykkelse på 25-30 km;
• - bestemmelse af bjergarters absolutte alder baseret på det faktum, at processen med radioaktivt henfald forløber med en konstant hastighed, uafhængig af de omgivende fysisk-kemiske forhold.

De vigtigste metoder til radiometri er gammaundersøgelse, hvor intensiteten af ​​gammastråling registreres, og i mindre grad anvendes emanationsundersøgelse baseret på måling af koncentrationen af ​​emanation i jorden og luften (dvs. strålingen af ​​radioaktive gasser) er målt).

Radioaktiv stråling kan detekteres ved to metoder: ionisering og puls. I ioniseringsmetoden bruges ioniseringskamre som optageapparater, og i pulsmetoden anvendes strålingstællere.

I ioniseringskamre måles intensiteten af ​​b-stråling, som har en høj ioniseringskapacitet, sjældnere c-stråling. Alle typer stråling registreres ved hjælp af tællere.

Ioniseringskammeret (fig. 59) indeholder gas og to elektroder, hvortil der påføres en spænding på flere hundrede volt. Under påvirkning af alfa-, beta-stråler eller sekundært ladede partikler som følge af absorption af neutroner, ioniseres gassen, og de resulterende frie elektroner og ioner bevæger sig til elektroderne. Som et resultat opstår der en strøm i kredsløbet. Ved at måle den eller potentialforskellen er det muligt at bestemme intensiteten af ​​den stråling, der forårsager ionisering.

Ris. 59. Diagram af ioniseringskammeret: 1 - indre overflade og kerne af kammeret (positiv elektrode); 2 - metalring (negativ elektrode); 3 - bunden af ​​kammeret; 4 - rav isolator; 5 - sikkerhedsring

I gasudladningstællere (Geiger-Müller-tæller) indeholder en cylinder under reduceret tryk en inert gas (normalt argon til måling af gammastråler eller helium for at bestemme neutronstrømmen) og to elektroder under højspænding (op til 1000 V) ( Fig. 60).

Ris. 60. Diagram af en Geiger-Müller-tæller af glas (http://bse.sci-lib.com): 1 - hermetisk forseglet glasrør; 2 - katode (et tyndt lag kobber på et rustfrit stålrør); 3 - katodeudgang; 4 - anode (tynd strakt tråd)

Når mindst et par ioner vises, sker der en kort udledning. Når en ballon bestråles med gammastråler, opstår sekundært ladede partikler (ioner og elektroner), og der observeres et system af udladninger i form af strømimpulser i den, som kan detekteres.

En scintillationstæller består af en scintillator (uorganiske eller organiske krystaller, flydende og gasformige), der er i stand til at udsende lysglimt under påvirkning af gammastråler (fig. 61). Lyskvanter, der rammer fotokatoden af ​​fotomultiplikatoren, slår elektroner ud fra den. På grund af sekundær emission og tilstedeværelsen af ​​et antal elektroder under stigende spænding opstår der en lavinelignende, stigende strøm af elektroner i fotomultiplikatoren. Som følge heraf opsamles 10 5-10 10 gange flere elektroner ved anoden, end der blev slået ud fra fotokatoden, og der opstår en elektrisk strøm i kredsløbet. En scintillationstæller giver en meget højere effektivitet af g-kvanteregistrering (op til 30-50% eller mere) end gasudladningstællere og gør det muligt at studere strålingens spektrale sammensætning. Scintillationstællere har et lavere niveau af deres egen og kosmiske baggrund.

Ris. 61.

Feltradiometrisk udstyr er designet til at måle b -, c - og d - aktiviteten af ​​klipper under fodgænger-, bil- og luftundersøgelser for at detektere og bestemme koncentrationerne af radioaktive emanationer i minedrift, jordluft og vand. Baseret på den anvendte type tællere er enheder opdelt i gasudledning og scintillation. spektral radiometrisk elementært mineral

Til gammamålinger anvendes forskellige typer feltradiometre med måleur ved udgangen. Ved hjælp af hovedtelefoner kan du give hørbar indikation af pulser. Enheden består af en fjernsonde, et kontrolpanel og strømforsyning fra tørre anodebatterier. For at kunne bestemme intensiteten af ​​gammastråling ved hjælp af skalaen fra et målemikroamperemeter kalibreres radiometre. Til dette formål bruges en model radium emitter, placeret i en kollimator for at skabe en smal stråle af gammastråling. Ud over scintillationstællere indeholder disse enheder diskriminatorer, der bruges til at bestemme intensiteten af ​​gammastråler af forskellige energiniveauer.

Til undersøgelse af koncentrationen af ​​radon i underjordisk luft anvendes emanometre, som består af en prøveudtager, en stempelpumpe, et scintillationskammer, en målekonsol og forbindende gummirør.

Bestemmelsen af ​​emanationskoncentrationer er baseret på registrering af b - partikler udsendt af radioaktive elementer i prøven ved hjælp af en åben scintillationsdetektor. Enheden drives af tørre anodebatterier.

Radiometriske metoder, baseret på den anvendte type stråling, er opdelt i b-, c- og d-metoder.

Alfastråling er en strøm af positivt ladede partikler (kerner af heliumatomer), hvis energi over en vejlængde på omkring 10 cm i luft og fraktioner af millimeter i klipper bruges på ionisering og opvarmning af miljøet, så deres gennemtrængningsevnen er meget lav. De der. b-henfald er udstødningen (emissionen) af en a-partikel fra kernen af ​​et atom, og en b-partikel er 2 protoner og 2 neutroner, det vil sige kernen af ​​et heliumatom med en masse på 4 enheder og en afgift på +2. Hastigheden af ​​b - partikler, når de forlader kernen, er fra 12 til 20 tusinde km/sek. Så for eksempel producerer b-henfaldet af uran altid thorium, a-henfaldet af thorium producerer altid radium, henfaldet af radium producerer radon, derefter polonium og til sidst bly. I dette tilfælde, fra en specifik isotop af uran-238, dannes thorium-234 (fig. 62), derefter radium-230, radon-226 osv.

Ris. 62.

b-metoden bruges til at måle b-stråling og bestemme koncentrationen af ​​radioaktive grundstoffer (U, 222 Rn, 226 Ra osv.) i radioaktive malme og bjergarter. Brug af b-metoden er en vanskelig opgave på grund af b-partiklernes specificitet.

Til måling af b-stråling anvendes cellulære scintillationssystemer, proportionelle gasflowtællere og scintillationsvæsketællere i kombination med en forforstærker, forstærker, højspændingskilde, tælle- og registreringsapparater.

Betastråling er en strøm af elektroner (B - stråling, eller oftest bare B - stråling) eller positroner (B + - stråling) som følge af radioaktivt henfald (fig. 63). I øjeblikket er omkring 900 b - radioaktive isotoper kendt. Massen af ​​b-partikler er flere titusindvis af gange mindre end massen af ​​b-partikler. Afhængigt af arten af ​​kilden til β-stråling kan hastigheden af ​​disse partikler ligge i området 0,3-0,99 lysets hastighed. Den maksimale værdi for β-stråling er 4 millioner elektronvolt (MeV). B - partikler forårsager hovedsageligt ionisering af miljøet, dvs. dannelsen af ​​positive ioner og frie elektroner på grund af udstødning af elektroner fra atomernes ydre skaller.

Ris. 63.

Feltmetoder, der anvender - metoden, er designet til at afgrænse spredningshaloer af radioaktive grundstoffer i overfladelaget af sten eller jord. Måling af β-stråling udføres ved ioniseringsmetoder, men oftest måles det ved pulsmetoden på laboratorieradiometre. Under laboratorieforhold er metoden hovedmetoden til bestemmelse af uranindholdet i uranmalme. Radioaktiviteten af ​​en malmprøve sammenlignes med stråler med radioaktiviteten af ​​en standard under de samme målebetingelser.

C-metoden kan bruges i kombination med g-metoden. Den komplekse c - d - metode er baseret på forskellen i hver komponents bidrag til prøvens målte aktivitet.

Gammastråling er en strøm af elektromagnetisk stråling med meget høj frekvens (fig. 64). Selvom de er spredt og absorberet af miljøet, har de på grund af deres elektriske neutralitet en højere gennemtrængningsevne (hundredevis af meter i luften og op til en meter i sten). Mængden og koncentrationen af ​​langlivede grundstoffer (U, Th, 40K) i en sten bestemmes af deres masse og procentindhold (eller tilsvarende uranindhold).

Ris. 64.

Der er forskellige enheder med forskellig følsomhed over for g-stråling. Valget af den optimale enhed afhænger af undersøgelsens betingelser og kravene til dens resultater. Hovedparten af ​​instrumenterne måler eksponeringsdosishastigheden for gammastråling fra 0,1 til 10.000 μR/h i energiområdet fra 80 keV til 2,6 MeV. Laboratoriets g - metode bruges til at bestemme indholdet af g - udsendende radioaktive grundstoffer i prøver. Målinger af g-stråling af prøver udføres ved hjælp af pulsmetoden eller med scintillationstællere. Brugen af ​​disse tællere gør det muligt at udføre g - målinger med et højt niveau af følsomhed. Dette efterfølges af en sammenligning af aktiviteten af ​​testprøven med aktiviteten af ​​standarden under de samme geometriske forhold med de efterfølgende beregninger.

Radiometriske analysemetoder er baseret på måling af den stråling, der udsendes af radioaktive grundstoffer. Til optagelse af stråling anvendes specielle installationer ved hjælp af Geiger-Muller tællere. Når en radioaktiv strålingsmodtager fungerer, opstår der en elektrisk strøm i den i form af kortvarige impulser, som forstærkes af specielt radioudstyr, udlignes i værdi og sendes til en optagelsestæller.

Radioaktive isotoper anvendes i følgende analysemetoder: udfældningsmetode i nærværelse af et radioaktivt grundstof; isotopfortyndingsmetode; radiometrisk titrering; aktiveringsanalyse; definitioner baseret på målinger af radioaktivitet af naturligt forekommende isotoper mv.

Isotopfortyndingsmetoden er baseret på identiteten af ​​de kemiske reaktioner af isotoper af et givet grundstof. For at udføre det tilsættes en vis mængde af analytten m 0 til den analyserede blanding, som i sin sammensætning indeholder en radioaktiv isotop med kendt radioaktivitet I 0. Derefter isoleres en del af analytten i ren tilstand ved enhver tilgængelig metode. (f.eks. udfældning, ekstraktion, elektrolyse) og massen m måles 1 og I 1 radioaktivitet af den isolerede del af stoffet. Det samlede indhold af det ønskede grundstof i det analyserede objekt findes ud fra ligheden mellem forholdet mellem radioaktiviteten af ​​den isolerede prøve og radioaktiviteten af ​​det indførte stof og massen af ​​det isolerede stof til summen af ​​masserne af det indførte stof og det, der findes i den analyserede blanding:

Isotopfortyndingsmetoden har en fordel i forhold til andre radiometriske metoder i tilfælde, hvor fuldstændig isolering af teststoffet fra den analyserede blanding er vanskelig eller umulig.

Radioaktiveringsanalyse. Princippet i denne metode er at omdanne stabile isotoper af et grundstof til radioaktive, hvis måling af radioaktivitet tjener som et kriterium for indholdet af dette element i det analyserede objekt. For at gøre dette bestråles de analyserede prøver, for eksempel i en atomreaktor. Aktivitet måles ved hjælp af specielle tælleapparater. Halveringstiden og strålingsenergien er specifikke for individuelle radioisotoper, dvs. ved hjælp af radioaktiveringsanalyse kan renheden af ​​de resulterende stoffer overvåges.

Ved at måle radioaktivitet og kende tidspunktet for bestråling, intensiteten af ​​strømmen af ​​bestrålende partikler og de tilsvarende nukleare fysiske data for det grundstof, der bestemmes, er det muligt at beregne dets vægtmængde. Samtidig med teststoffet bestråles standardprøver, der indeholder præcist kendte mængder af de grundstoffer, der skal bestemmes. Ved at sammenligne analyttens og standardprøvernes aktiviteter under de samme betingelser er det muligt at beregne indholdet af det grundstof, der bestemmes.

Radioaktiveringsmetoden har mange fordele i forhold til andre analysemetoder. Metoden er meget følsom. Dens største ulempe er, at ikke alle elementer kan bestemmes ved denne metode. Det radioaktive grundstof, der dannes efter bestråling, skal have en relativt lang halveringstid, tilstrækkelig til at give tid til kemisk adskillelse og måling af aktiviteten af ​​det isolerede grundstof. Ved hjælp af radioaktiveringsanalysemetoden er det muligt at bestemme spormængder af forskellige grundstoffer i havvand; sjældne jordarters metaller i malme; guld, platin, palladium og iridium i sølv og nikkel; nikkel, kobolt, kobber, arsen, tellur i antimon osv.

Fotoneutronmetoden er baseret på emission af neutroner, når højenergifotoner (γ-kvanter) virker på kernerne af atomer af kemiske grundstoffer. Antallet af neutroner, der detekteres af neutrondetektorer, er proportionalt med indholdet af det element, der analyseres. Denne fotonenergi skal overstige bindingsenergien for nukleoner i kernen, som for de fleste grundstoffer er 8 Me. B (kun for beryllium og deuterium er det lig med henholdsvis 1,666 Me. V og 2.226 Me. V; når man bruger 124 Sb-isotopen som en kilde til γ-kvanter, med Eγ = 1,7 og 2,1 Me. V, kan beryllium bestemmes på baggrund af alle andre elementer).

Radiometri anvender også metoder baseret på absorption af neutroner, γ-stråler, β-partikler og kvanter af karakteristisk røntgenstråling fra radioaktive isotoper. I en analysemetode baseret på refleksion af elektroner eller positroner måles intensiteten af ​​den reflekterede flux. Energien af ​​partikler reflekteret fra lette grundstoffer er mange gange mindre end energien af ​​partikler reflekteret fra tunge grundstoffer, hvilket gør det muligt at bestemme indholdet af tunge grundstoffer i deres legeringer med lette grundstoffer og i malme.

Installation til optagelse af radioaktiv stråling a) Geiger-Muller tællere b) udseende af tælleanlægget c) diagram over tælleanlægget: 1 - gasmåler, 2 - højspændingsensretter, 3 - forstærker, 4 - genberegningsanordning, 5 - elektromekanisk tæller

Radiometriske analysemetoder har en række fordele i forhold til kemiske metoder. Først og fremmest skal det bemærkes deres høje følsomhed, som er betydeligt højere end følsomheden af ​​kemiske, fysiske og fysisk-kemiske analysemetoder.

Brugen af ​​radioaktivitet i analytisk kemi er meget forskelligartet. Radioaktivitetsmålinger bruges også i vid udstrækning til forskningsformål: at studere mekanismerne for kemiske reaktioner, bestemme opløseligheden af ​​dårligt opløselige forbindelser, studere separationsprocesser og til at løse mange andre problemer, herunder bestemmelse af de vigtigste fysisk-kemiske konstanter (koordinationsstabilitetskonstanter). forbindelser, konstanter af ionbytningsprocesser osv.) .d.).