Radiometriske forskningsmetoder. Radiometriske analysemetoder radiometriske analysemetoder er basert på

Radiometrisk analyse, en metode for å analysere den kjemiske sammensetningen av stoffer basert på bruk av radioaktive isotoper og nukleær stråling. I R. a. Radiometriske instrumenter brukes til å kvalitativt og kvantitativt bestemme sammensetningen av stoffer. Det er flere måter R. a. Direkte radiometrisk bestemmelse er basert på at utfellingen av ionet bestemmes i form av et uløselig bunnfall med et overskudd av et reagens med kjent konsentrasjon som inneholder en radioaktiv isotop med en kjent spesifikk aktivitet. Etter utfelling bestemmes radioaktiviteten til utfellingen eller overskudd av reagens.

Radiometrisk titrering er basert på det faktum at ionet bestemt i løsning danner en dårlig løselig eller lett ekstraherbar forbindelse med reagenset. Indikatoren for titrering er endringen, når reagenset introduseres, i radioaktiviteten til løsningen (i det første tilfellet) og løsningen eller ekstraktet (i det andre tilfellet). Ekvivalenspunktet bestemmes av bruddet i titreringskurven, som uttrykker forholdet mellom volumet av det innførte reagenset og radioaktiviteten til den titrerte løsningen (eller sedimentet). En radioaktiv isotop kan introduseres i en reagens eller analytt, så vel som i en reagens og analytt.

Isotopfortynningsmetoden er basert på identiteten til de kjemiske reaksjonene til isotopene til et gitt grunnstoff. For å utføre det tilsettes en viss mengde av analytten m0, som inneholder en radioaktiv isotop med kjent radioaktivitet I0, til blandingen som analyseres. Deretter blir en del av analytten i ren tilstand isolert ved hjelp av en hvilken som helst tilgjengelig metode (for eksempel utfelling, ekstraksjon, elektrolyse) og massen m1 og I1 radioaktivitet til den isolerte delen av stoffet måles. Det totale innholdet av det ønskede elementet i det analyserte objektet er funnet fra likheten mellom forholdet mellom radioaktiviteten til den isolerte prøven og radioaktiviteten til det innførte stoffet og massen av det isolerte stoffet til summen av massene til det innførte stoffet og det funnet i den analyserte blandingen: , hvor.

I aktiveringsanalyse blir stoffet som studeres bestrålt (aktivert) med kjernefysiske partikler eller harde g-stråler, og deretter bestemmes aktiviteten til de resulterende radioaktive isotoper, som er proporsjonal med antall atomer i grunnstoffet som bestemmes, innholdet av den aktiverte isotopen, intensiteten av fluksen av kjernefysiske partikler eller fotoner, og tverrsnittet av kjernereaksjonen for dannelsen av den radioaktive isotopen.

Fotonøytronmetoden er basert på utslipp av nøytroner når høyenergifotoner (g-kvanter) virker på kjernene til atomer av kjemiske elementer. Antall nøytroner detektert av nøytrondetektorer er proporsjonalt med innholdet i elementet som analyseres. Denne fotonenergien må overstige bindingsenergien til nukleoner i kjernen, som for de fleste grunnstoffer er ~ 8 MeV (bare for beryllium og deuterium er den lik henholdsvis 1.666 MeV og 2.226 MeV; når man bruker 124Sb-isotopen som en kilde til g -quanta, med Eg = 1, 7 og 2,1 MeV, kan beryllium bestemmes mot bakgrunnen av alle andre grunnstoffer).

I R. a. Metoder basert på absorpsjon av nøytroner, g-stråler, b-partikler og kvanter av karakteristisk røntgenstråling fra radioaktive isotoper brukes også. I en analysemetode basert på refleksjon av elektroner eller positroner, måles intensiteten til den reflekterte fluksen. Energien til partikler reflektert fra lette elementer er mange ganger mindre enn energien til partikler reflektert fra tunge elementer, noe som gjør det mulig å bestemme innholdet av tunge elementer i deres legeringer med lette elementer og i malm.

25. FUNKSJONER AV RADIOKJEMISK ANALYSE.

Radiokjemisk analyse er en gren av analytisk kjemi, et sett med metoder for å bestemme den kvalitative sammensetningen og det kvantitative innholdet av radioaktive isotoper i produktene av kjernefysiske transformasjoner. Radioaktive isotoper kan oppstå på grunn av kjernefysiske reaksjoner både i naturlige gjenstander og i spesielt bestrålte materialer. I motsetning til radiometrisk analyse, som tar sikte på å bestemme innholdet av radioaktive elementer kun ved hjelp av fysiske instrumenter, er formålet med R. a. er å bestemme innholdet av radioaktive isotoper i objektene som studeres ved hjelp av kjemiske separasjons- og rensemetoder.

Identifikasjon av radioaktive isotoper og deres kvantitative bestemmelse utføres ved å måle γ- eller α-aktiviteten til bestrålte mål eller stoffer av naturlig opprinnelse på γ- og α-spektrometre. Radiometrisk utstyr gjør det mulig å analysere komplekse blandinger av radioaktive isotoper uten å ødelegge det opprinnelige stoffet. Ved analyse av gjenstander som inneholder et stort antall radioaktive isotoper, eller gjenstander hvor de relative konsentrasjonene av ulike radioaktive isotoper varierer over et vidt spekter, samt i tilfeller der nedbrytningen av den radioaktive isotopen som studeres er ledsaget av utslipp av kun β -partikler eller røntgenstråling, er utgangsstoffet oppløst i vann eller syre. Isotopiske eller ikke-isotopiske bærere tilsettes til løsningen og forskjellige kjemiske operasjoner utføres for å separere blandingen i elementene som studeres og deres påfølgende rensing (for dette formål, metoder for utfelling, ekstraksjon, kromatografi, elektrolyse, destillasjon, etc. brukes oftest). Deretter, ved hjelp av radiometriske tellere og spektrometre for kjernefysiske partikler, blir de absolutte aktivitetene til radioaktive isotoper isolert i radiokjemiske og kjemisk rene tilstander identifisert og bestemt. De skadelige effektene av radioaktiv stråling krever spesielle sikkerhetstiltak.

Moderne R. a. har fått bred praktisk anvendelse for å løse mange analytiske problemer som oppstår i produksjonen av kjernefysisk brensel, i oppdagelsen og studiet av egenskapene til nye radioaktive elementer og isotoper i aktiveringsanalyse, og i studiet av produktene fra forskjellige kjernefysiske reaksjoner. R. a. brukes til å oppdage radioaktive produkter fra atomeksplosjoner på jordens overflate, for å studere radioaktiviteten til meteoritter og overflatelag på Månen indusert av kosmisk stråling, og i en rekke andre tilfeller.

26. SPEKTROFOTOMETRI, metode for forskning og analyse av materialer, basert på måling av absorpsjonsspektre i det optiske området av elektromagnetisk stråling. Den spektrofotometriske analysemetoden er basert på spektral-selektiv absorpsjon av en monokromatisk fluks av lysenergi når den passerer gjennom testløsningen. Metoden gjør det mulig å bestemme konsentrasjonene av individuelle komponenter i blandinger av fargede stoffer som har et absorpsjonsmaksimum ved forskjellige bølgelengder den er mer følsom og nøyaktig enn den fotoelektrokolorimetriske metoden. Det er kjent at den fotokolorimetriske analysemetoden kun er anvendelig for analyse av fargeløse løsninger i det synlige området av spekteret har en ubetydelig absorpsjonskoeffisient. Imidlertid har mange fargeløse og svakt fargede forbindelser (spesielt organiske) karakteristiske absorpsjonsbånd i de ultrafiolette og infrarøde områdene av spekteret, som brukes til deres kvantitative bestemmelse. Den spektrofotometriske analysemetoden er anvendelig for å måle lysabsorpsjon i forskjellige områder av det synlige spekteret, i de ultrafiolette og infrarøde områdene av spekteret, noe som betydelig utvider metodens analytiske evner.

27. FOTOMETRISK TITRERING- en gruppe volumetriske analysemetoder der endepunktet for titrering bestemmes av endringen i den optiske tettheten til løsningen under den kjemiske prosessen. r-ii m/d titrant og titrert stoff. Spektrofotometrisk titrering gjør at analyse kan utføres raskt, nøyaktig og enkelt. Relaterer. feil 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.

Det er 2 alternativer for fotometrisk titrering: titrering uten indikator og med enfarget indikator, titrering med 2-farget indikator. Hvis minst en av reaksjonskomponentene er farget, kan titrering i den synlige delen av spekteret utføres uten indikator. I dette tilfellet er titreringskurvene rette og bruddpunktet tas som sluttpunkt. Hvis ingen komponent i reaksjonen er farget, brukes en fargeindikator som endrer farge nær ekvivalenspunktet. I dette tilfellet er titreringskurvene ikke-lineære, og bøyningspunktet tas som endepunkt. Fototurbidimetrisk titrering. Denne metoden brukes når analytten danner en suspensjon med titranten.

Tilsetning av hver ny porsjon titrant (utfellingsmiddel) fører til dannelse av en viss mengde utfelling. I dette tilfellet øker turbiditeten til løsningen, noe som fører til en økning i absorpsjonen av lys av løsningen til ekvivalenspunktet er nådd. Med ytterligere tilsetning av titranten stopper dannelsen av suspensjon, turbiditeten avtar på grunn av fortynning, og absorpsjonen av lys av løsningen avtar tilsvarende. Maksimal turbiditet og maksimal absorpsjon av lysstråler tilsvarer ekvivalenspunktet.

28. FLUORIMETRISK METODE analyse er basert på eksitering av elektroniske emisjonsspektra av analyttens molekyler under ekstern UV-bestråling og måling av intensiteten av deres fotoluminescens. For at fenomenet luminescens skal oppstå, må molekylene til et stoff overføres fra grunntilstanden til den eksiterte tilstanden med en varighet av eksistensen som er tilstrekkelig til å utføre en strålings elektronisk overgang fra den eksiterte tilstanden til grunntilstanden. Dette er mulig for molekyler med en relativt stabil eksitert tilstand. Den fluorimetriske metoden for å bestemme mikrourenheter består i å klargjøre analytten for analyse og vurdere intensiteten av dens stråling. Metodens høye følsomhet krever bruk av reagenser med spesiell renhet eller kjemisk ren kvalifikasjon. I mange tilfeller blir reagenser utsatt for ytterligere rensing ved metoder for rekrystallisering, destillasjon, ekstraksjon og kromatografi. Følsomheten til individuelle fluorimetriske metoder (for eksempel med morin) er sammenlignbare med følsomheten til spektralmetoder og er betydelig høyere enn spektrofotometriske. Fluorimetriske metoder er i de fleste tilfeller preget av høyere selektivitet enn spektrofotometriske. Brukes til å rense vann, olje osv.

29. INFRARØD SPEKTROSKOPI (IR)- en del av spektroskopi som dekker langbølgeområdet av spekteret (>730 nm utenfor den røde grensen for synlig lys). Infrarøde spektre oppstår som et resultat av den vibrasjonsmessige (delvis roterende) bevegelsen av molekyler, nemlig som et resultat av overganger mellom vibrasjonsnivåer i den elektroniske jordtilstanden til molekyler. IR-stråling absorberes av mange gasser, med unntak av O2, N2, H2, Cl2 og monoatomiske gasser. Absorpsjon skjer ved en bølgelengde som er karakteristisk for hver spesifikk gass, for eksempel er dette en bølgelengde på 4,7 μm.

Fra de infrarøde absorpsjonsspektrene er det mulig å etablere strukturen til molekyler av ulike organiske (og uorganiske) stoffer med relativt korte molekyler: antibiotika, enzymer, alkaloider, polymerer, komplekse forbindelser osv. Vibrasjonsspektra av molekyler av ulike organiske (og uorganiske) stoffer med relativt lange molekyler (proteiner, fett, karbohydrater, DNA, RNA, etc.) er i terahertz-området, så strukturen til disse molekylene kan bestemmes ved hjelp av radiofrekvensspektrometre i terahertz-området. Ut fra antall og plassering av topper i IR-absorpsjonsspektrene kan man bedømme stoffets natur (kvalitativ analyse), og ut fra intensiteten til absorpsjonsbåndene kan man bedømme mengden av stoffet (kvantitativ analyse). Hovedinstrumentene er ulike typer infrarøde spektrometre. Ved hjelp av IR-spektroskopi identifiseres ulike funksjonelle grupper raskt og pålitelig: karbonyl, hydroksyl, karboksyl, amid, amino, cyano, etc.; samt ulike umettede fragmenter: doble og trippel karbon-karbonbindinger, aromatiske eller heteroaromatiske systemer. Intra- og intermolekylære interaksjoner, som dannelse av hydrogenbindinger, studeres ved bruk av IR-spektroskopimetoder. I kjemien til tre og kjemien til naturlige forbindelser studeres strukturene til karbohydrater, ligniner, aminosyrer, terpener, steroider og mange andre stoffer ved hjelp av IR-spektroskopi. INFRARØD SPEKTROSKOPI (IR-spektroskopi), seksjon mol. optisk spektroskopi, som studerer absorpsjons- og refleksjonsspektrene til elektromagnetiske bølger. stråling i IR-regionen, dvs. i bølgelengdeområdet fra 10-6 til 10-3 m I koordinatene er intensiteten av absorbert stråling bølgelengden (eller bølgetallet) IR-spekteret er en kompleks kurve med et stort antall maksima og minima. Absorpsjonsbånd vises som et resultat av overganger mellom vibrasjoner. nivåer av grunnleggende elektronisk tilstand til systemet som studeres (se Vibrasjonsspektra). Spektralegenskapene (posisjoner for båndmaksima, deres halvbredde, intensitet) til et individuelt molekyl avhenger av massene til dets atomer, geom. struktur, trekk ved interatomiske krefter, ladningsfordeling osv. Derfor er IR-spektra svært individuelle, noe som bestemmer deres verdi for å identifisere og studere strukturen til forbindelser. For å registrere spektre, bruk den klassiske metoden. spektrofotometre og Fourier-spektrometre. Grunnleggende klassiske deler spektrofotometer - en kilde til kontinuerlig termisk stråling, en monokromator, en ikke-selektiv strålingsmottaker. En kyvette med et stoff (i en hvilken som helst aggregeringstilstand) plasseres foran inngangsåpningen (noen ganger bak utgangen). Prismer fra dekomp. brukes som en dispergeringsanordning for monokromatoren. materialer (LiF, NaCl, KCl, CsF, etc.) og diffraksjon. rister. Sekvensiell fjerning av strålingsdekomp. bølgelengder til utgangsspalten og strålingsmottakeren (skanning) utføres ved å rotere prismet eller gitteret. Strålingskilder - glødelampe elektrisk. strømstaver fra dekomponering. materialer. Mottakere: følsomme termoelementer, metalliske. og termiske halvledermotstander (bolometre) og gasstermiske omformere, oppvarming av fartøyets vegg, noe som fører til oppvarming av gassen og en endring i dens trykk, som er fast. Utgangssignalet ser ut som en vanlig spektralkurve. Fordeler med klassiske enheter ordninger: enkel design, relaterer. billighet. Ulemper: umulighet å ta opp svake signaler på grunn av lavt signal: støyforhold, noe som kompliserer arbeidet i den fjerne IR-regionen; relativt lav oppløsning (opptil 0,1 cm-1), langsiktig (innen minutter) opptak av spektre. I Fourier-spektrometre er det ingen inngangs- og utgangsspalter, og de viktigste element - interferometer. Strålingsfluksen fra kilden er delt inn i to stråler, som passerer gjennom prøven og forstyrrer. Forskjellen i banen til strålene varieres av et bevegelig speil som reflekterer en av strålene. Startsignalet avhenger av energien til strålingskilden og av absorpsjonen av prøven og har form av en sum av et stort antall harmoniske. komponenter. For å få spekteret i vanlig form, utføres den tilsvarende Fourier-transformasjonen ved hjelp av en innebygd datamaskin. Fordeler med et Fourier-spektrometer: høyt signal: støyforhold, evnen til å operere i et bredt spekter av bølgelengder uten å endre spredningselementet, rask (i sekunder eller brøkdeler av sekunder) registrering av spekteret, høy oppløsning (opptil 0,001 cm- 1). Ulemper: kompleksitet av produksjon og høye kostnader. Alle spektrofotometre er utstyrt med en datamaskin som utfører primær behandling av spektrene: akkumulering av signaler, separasjon av dem fra støy, subtraksjon av bakgrunnen og sammenligningsspekteret (spekteret til spekteret), endring av opptaksskalaen, beregning av eksperimentelle data. spektrale parametere, sammenligning av spektre med gitte, differensiering av spektre osv. Kyvetter for IR-spektrofotometre er laget av materialer som er transparente i IR-området. CCl4, CHCl3, tetrakloretylen og vaselin brukes vanligvis som løsningsmidler. Faste prøver blir ofte knust, blandet med KBr-pulver og presset til tabletter. For å jobbe med aggressive væsker og gasser brukes spesialutstyr. beskyttende belegg (Ge, Si) på kyvettevinduer. Den forstyrrende påvirkningen av luft elimineres ved å evakuere enheten eller spyle den med nitrogen. Ved svakt absorberende stoffer (sjeldne gasser etc.) brukes flerpass-kyvetter, hvor den optiske lengden. banen når hundrevis av meter på grunn av flere refleksjoner fra et system av parallelle speil. Matriseisoleringsmetoden har blitt utbredt, der gassen som studeres blandes med argon, og deretter fryses blandingen. Som et resultat avtar halvbredden av absorpsjonsbåndene kraftig og spekteret blir mer kontrasterende. Påføring av spesielle mikroskopisk teknologi lar deg jobbe med gjenstander av svært små størrelser (brøkdeler av mm). For å registrere spektrene til overflaten av faste stoffer, brukes metoden for forstyrret total indre. refleksjoner. Den er basert på absorpsjon av elektromagnetisk energi av stoffets overflatelag. stråling som kommer ut av prismet fullt innvendig. refleksjoner, kanter er i optisk. kontakt med overflaten som studeres. Infrarød spektroskopi er mye brukt for analyse av blandinger og identifikasjon av rene stoffer. Mengde analysen er basert på Bouguer-Lambert-Beer-loven (se Absorpsjonsspektroskopi), dvs. på avhengigheten av intensiteten til absorpsjonsbånd av konsentrasjonen av stoffet i prøven. Samtidig bedømmes ikke antall varer av avdelingen. absorpsjonsbånd, og langs spektralkurver generelt over et bredt spekter av bølgelengder. Hvis antallet komponenter er lite (4-5), er det mulig å matematisk isolere deres spektre selv om overlapper sistnevnte. Mengdefeil. analyse er vanligvis en brøkdel av en prosent. Identifikasjon av rene stoffer utføres vanligvis ved hjelp av informasjonsinnhentingssystemer på automatisk måte. sammenligning av det analyserte spekteret med spektre lagret i datamaskinens minne. Karakteristiske områder for absorpsjon av IR-stråling maks. funksjoner du ofte møter. gruppekjemi. tilk. er gitt i tabell. på fluebladet på slutten av volumet. For å identifisere nye stoffer (hvorav molekyler kan inneholde opptil 100 atomer), brukes kunstsystemer. intelligens. I disse systemene, basert på spektrostrukturelle korrelasjoner, mol. strukturer, så bygges deres teoretiske. spektra, som sammenlignes med eksperimenter. data. Å studere strukturen til molekyler og andre objekter ved hjelp av infrarøde spektroskopimetoder innebærer å skaffe informasjon om parametrene til molekyler. modeller og matematisk reduserer til å løse den såkalte. inverse spektrale problemer. Løsningen på slike problemer utføres ved suksessiv tilnærming av de ønskede parametrene, beregnet ved hjelp av spesialverktøy. teori om spektralkurver til eksperimentelle. Parametere mol. Modellene inkluderer massene til atomene som utgjør systemet, bindingslengder, bindings- og torsjonsvinkler, egenskapene til den potensielle overflaten (kraftkonstanter, etc.), dipolmomenter av bindinger og deres derivater med hensyn til bindingslengder, etc. Infrarød spektroskopi lar en identifisere romlige og konformasjonsisomerer og studere intra- og intermolekylære interaksjoner, kjemisk natur. bindinger, ladningsfordeling i molekyler, fasetransformasjoner, kjemisk kinetikk. r-sjoner, registrere kortlivede (levetid opptil 10-6 s) partikler, avklare individuelle geomer. parametere, innhente data for beregning av termodynamisk. funksjoner osv. Et nødvendig stadium av slik forskning er tolkningen av spektrene, dvs. etablere formen for normale oscillasjoner og fordeling av svingninger. energi etter frihetsgrader, identifisere betydelige parametere som bestemmer posisjonen til bånd i spektrene og deres intensitet. Beregninger av spektra av molekyler som inneholder opptil 100 atomer, inkl. polymerer utføres ved hjelp av en datamaskin. I dette tilfellet er det nødvendig å kjenne egenskapene til bryggen. modeller (kraftkonstanter, elektro-optiske parametere, etc.), som finnes ved å løse de tilsvarende inverse spektralproblemer eller kvantekjemi. beregninger. I begge tilfeller er det vanligvis mulig å få data for molekyler som inneholder atomer fra kun de fire første periodiske periodene. systemer. Derfor har infrarød spektroskopi som metode for å studere strukturen til molekyler fått mest oppmerksomhet. distribusjon i org. og elementoorg. kjemi. På avdelingen tilfeller for gasser i IR-regionen er det mulig å observere rotasjon. vibrasjonsstruktur striper Dette lar deg beregne dipolmomenter og geomer. parametere for molekyler, klargjøre kraftkonstanter, etc.

en metode for å analysere den kjemiske sammensetningen av stoffer basert på bruk av radioaktive isotoper og kjernefysisk stråling. I R.a. For kvalitativ og kvantitativ bestemmelse av sammensetningen av stoffer, brukes radiometriske instrumenter (se Nukleære strålingsdetektorer). Det er flere metoder for R. a. Direkte radiometrisk bestemmelse er basert på at utfellingen av ionet bestemmes i form av et uløselig bunnfall med et overskudd av et reagens med kjent konsentrasjon som inneholder en radioaktiv isotop med en kjent spesifikk aktivitet. Etter utfelling bestemmes radioaktiviteten til utfellingen eller overskudd av reagens.

Isotopfortynningsmetoden er basert på identiteten til de kjemiske reaksjonene til isotopene til et gitt grunnstoff. For å utføre det tilsettes en viss mengde av analytten til blandingen som analyseres. m 0 inneholdende i sin sammensetning en radioaktiv isotop med kjent radioaktivitet Jeg 0 . Deretter isoleres en del av analytten i ren tilstand ved hjelp av hvilken som helst tilgjengelig metode (for eksempel utfelling, ekstraksjon, elektrolyse) og massen måles m 1 og Jeg 1 radioaktivitet av en isolert del av et stoff. Det totale innholdet av det ønskede elementet i det analyserte objektet er funnet fra likheten mellom forholdet mellom radioaktiviteten til den isolerte prøven og radioaktiviteten til det innførte stoffet og massen av det isolerte stoffet til summen av massene til det innførte stoffet og det funnet i den analyserte blandingen:

I aktiveringsanalyse (se aktiveringsanalyse) blir stoffet som studeres bestrålt (aktivert) med kjernefysiske partikler eller harde γ-stråler, og deretter bestemmes aktiviteten til de resulterende radioaktive isotopene, som er proporsjonal med antall atomer i elementet blir bestemt, innholdet av den aktiverte isotopen, intensiteten av fluksen av kjernefysiske partikler eller fotoner, og tverrsnittet kjernereaksjon for å danne en radioaktiv isotop.

Fotonøytronmetoden er basert på utslipp av nøytroner under påvirkning av høyenergifotoner (γ - quanta) inn i kjernene til atomer av kjemiske elementer. Antall nøytroner, bestemt av nøytrondetektorer (se nøytrondetektorer), er proporsjonalt med innholdet i grunnstoffet som analyseres. Denne fotonenergien må overstige bindingsenergien til nukleoner i kjernen, som for de fleste grunnstoffer er radiometrisk analyse 8 Mav(bare for beryllium og deuterium er det lik henholdsvis 1,666 Mav og 2.226 Mav; når du bruker 124 Sb-isotopen som en kilde til γ-kvanter, s Eγ = 1,7 og 2,1 Maev, beryllium kan bestemmes mot bakgrunnen av alle andre elementer).

I R.a. Metoder basert på absorpsjon av nøytroner, γ-stråler, β-partikler og kvanter av karakteristisk røntgenstråling fra radioaktive isotoper brukes også. I en analysemetode basert på refleksjon av elektroner eller positroner, måles intensiteten til den reflekterte fluksen. Energien til partikler reflektert fra lette elementer er mange ganger mindre enn energien til partikler reflektert fra tunge elementer, noe som gjør det mulig å bestemme innholdet av tunge elementer i deres legeringer med lette elementer og i malm. Se også Radiokjemisk analyse.

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

- en enhet for å måle aktiviteten til naturlige eller kunstige kilder til ioniserende stråling ...
Stor medisinsk ordbok
- et sett med organisatoriske og tekniske tiltak for å bestemme intensiteten av ioniserende stråling fra radioaktive stoffer inneholdt i miljøet og/eller graden av radioaktiv forurensning av mennesker...
Sivil beskyttelse. Konseptuell og terminologisk ordbok
- metode for å bestemme kvaliteter. og mengder. sammensetningen av stoffet, basert på bruk av radionuklider, vanligvis introdusert i reagenser eller dannet i det analyserte stoffet under påvirkning av kjernefysiske partikler eller harde gammastråler ...
- en trykkmåler, hvis virkning er basert på radiometrisk. effekt. To plater med forskjellige temperaturer frastøter hverandre...
Naturvitenskap. encyklopedisk ordbok
- alder av mineraler og bergarter. bergarter, så vel som organiske. rester, bestemt av akkumulering av forfallsprodukter av naturlige radionuklider i dem ...
Naturvitenskap. encyklopedisk ordbok
- - måling av intensitet og studie av den spektrale sammensetningen av gamma-, beta- og alfastråling som sendes ut av kjerner av naturlige radionuklider...
Geologisk leksikon
- se Radiologisk alder...
Geologisk leksikon
- en metode for å analysere den kjemiske sammensetningen av stoffer basert på bruk av radioaktive isotoper og kjernefysisk stråling...
Stor sovjetisk leksikon
- en metode for å bestemme den kvalitative og kvantitative sammensetningen av et stoff, basert på bruk av radionuklider, vanligvis introdusert i reagenser eller dannet i det analyserte stoffet under påvirkning av kjernefysiske partikler eller ...
- en trykkmåler hvis funksjon er basert på den radiometriske effekten. To plater med forskjellige temperaturer frastøter hverandre...
Stor encyklopedisk ordbok
- alder av mineraler og bergarter, så vel som organiske rester, bestemt av akkumulering av forfallsprodukter av naturlige radionuklider i dem ...
Stor encyklopedisk ordbok
- ...
- ...
Rettskrivningsordbok-oppslagsbok
- radiometer...
Russisk rettskrivningsordbok
- ...
Ordformer
- adj., antall synonymer: 1 røntgen...
Synonymordbok

"Radiometrisk analyse" i bøker

107. Faktoranalyse av kapitalproduktivitet. Utstyrsbruksanalyse

Fra boken Økonomisk analyse. Jukselapper forfatter Olshevskaya Natalya

107. Faktoranalyse av kapitalproduktivitet. Analyse av utstyrsbruk Faktoranalyse av kapitalproduktivitet. Det er nødvendig å bygge en faktoriell modell for kapitalproduktivitet: FO = FO a · UD a, der UD a er andelen av den aktive delen av midler i kostnaden for alle anleggsmidler; FO a – kapitalproduktiviteten til den aktive delen av OS-faktoren

T.N.Panchenko. Strawson og Wittgenstein. Analyse som å identifisere den formelle strukturen til uformelt språk og analyse som terapi

Fra boken Philosophical Ideas of Ludwig Wittgenstein forfatter Gryaznov Alexander Feodosievich

T.N.Panchenko. Strawson og Wittgenstein. Analyse som identifisering av den formelle strukturen til uformelt språk og analyse som terapi *** Ludwig Wittgenstein og Peter Strawson definerer på en eller annen måte grensene for analysefilosofien, dens begynnelse og slutt. En av dem tilhører

§ 34. Grunnleggende utvikling av den fenomenologiske metoden. Transcendental analyse som eidetisk analyse

Fra boken Cartesian Reflections forfatter Husserl Edmund

§ 34. Grunnleggende utvikling av den fenomenologiske metoden. 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 viktig punkt, problemene med fenomenologisk genese og dermed

Radiometrisk vakuummåler

Fra boken Great Encyclopedia of Technology forfatter Team av forfattere

Radiometrisk vakuummåler En enhet for måling av totaltrykk, målegrensen tilsvarer 10-2 N/m2. Refererer til vakuummålere opprettet på indirekte trykkmålinger En radiometrisk vakuummåler er basert på den radiometriske effekten. Består av to

Radiometrisk analyse

TSB

Radiometrisk effekt

Fra boken Great Soviet Encyclopedia (RA) av forfatteren TSB

Leksjon nr. 96. Kontoanalyse og subkontoanalyse

Fra boken 1C: Regnskap 8 fra bunnen av. 100 leksjoner for nybegynnere forfatter Gladky Alexey Anatolievich

Leksjon nr. 96. Kontoanalyse og subkontoanalyse Kontoanalyse er også en av de populære rapportene i 1C-programmet. For å generere denne rapporten, må du utføre hovedmenykommandoen Rapporter | Analyse av kontoen, deretter i vinduet som åpnes, angi rapporteringsperiode, konto og

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

Fra boken Programmeringsteknologier forfatteren Kamaev V A

2.4. ANALYSE AV SYSTEMKRAV (SYSTEMANALYSE) OG FORMULERING AV MÅL Oppgaven med å optimalisere programutviklingen er å nå mål med minst mulig ressursbruk Systemanalyse er, i motsetning til foreløpig systemforskning

Spørsmål 47. Analyse av rektors sak. Saklig og rettslig grunnlag. Analyse av bevis.

Fra boken The Bar Exam av forfatteren

Spørsmål 47. Analyse av rektors sak. Saklig og rettslig grunnlag. Analyse av bevis. Ærlig, rimelig og samvittighetsfull yting av juridisk bistand i enhver form, det være seg konsultasjon, utforming av ulike dokumenter, representasjon av interesser eller forsvar innenfor rammen av

9. Vitenskap i toksikologiens tjeneste. Spektralanalyse. Krystaller og smeltepunkter. Røntgenstrukturanalyse. Kromatografi

Fra boken One Hundred Years of Forensics av Torvald Jürgen

9. Vitenskap i toksikologiens tjeneste. Spektralanalyse. Krystaller og smeltepunkter. Røntgenstrukturanalyse. Kromatografi I mellomtiden ble hendelsene som fant sted under rettssaken mot Buchanan kjent over hele verden. Med all respekt for amerikansk vitenskap fra disse årene, disse

4. Markedsundersøkelse og analyse (analyse av organisasjonens forretningsmiljø)

Fra boken Business Planning: Lecture Notes forfatter Beketova Olga

4. Markedsundersøkelse og analyse (analyse av organisasjonens forretningsmiljø) Forskning og analyse av salgsmarkedet er et av de viktigste stadiene i utarbeidelsen av forretningsplaner, som skal svare på spørsmål om hvem, hvorfor og i hvilke mengder kjøper eller vil kjøpe produkter

5.1. Analyse av organisasjonens eksterne og interne miljø, SWOT-analyse

Fra boken Ledelsesbeslutninger forfatter Lapygin Yuri Nikolaevich

5.1. Analyse av organisasjonens eksterne og interne miljø, SWOT-analyse Eksternt miljø og tilpasning av systemet Organisasjoner, som alle systemer, er isolert fra det ytre miljøet og samtidig forbundet med det ytre miljøet på en slik måte at de mottar ressurser de trenger fra det ytre miljø og

4. Analyse av styrker og svakheter ved prosjektet, dets utsikter og trusler (SWOT-analyse)

forfatter Filonenko Igor

4. Analyse av styrker og svakheter ved prosjektet, dets utsikter og trusler (SWOT-analyse) Ved vurdering av gjennomførbarheten av å sette i gang et nytt prosjekt spiller en kombinasjon av faktorer en rolle, og det økonomiske resultatet er ikke alltid av største betydning. For eksempel for et utstillingsbedrift

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

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

5. Politisk, økonomisk, sosial og teknologisk analyse (PEST-analyse) For å sikre at politiske, sosiale, økonomiske eller teknologiske faktorer ikke er utelatt fra planleggingsprosessen, er det nødvendig å utsette utstillingsprosjektet for den endelige testen,

Analyse av pasientfortellinger: CCRT og diskursanalyse

Fra boken Erfaringer i studiet av personlig historie forfatter Kalmykova Ekaterina Semenovna

Radiometriske analysemetoder er basert på måling av strålingen som sendes ut av radioaktive grunnstoffer. For å registrere stråling benyttes spesielle installasjoner ved bruk av Geiger-Muller-tellere (fig. 73). Når en radioaktiv strålingsmottaker fungerer, oppstår det en elektrisk strøm i den i form av kortvarige pulser, som forsterkes av spesialradioutstyr, utjevnes i verdi og sendes til en opptaksteleenhet.

Radiometriske analysemetoder har en rekke fordeler fremfor kjemiske metoder. Først av alt bør det bemerkes deres høye følsomhet, som er betydelig høyere enn følsomheten til kjemiske og andre fysiske og fysisk-kjemiske analysemetoder.

Følsomheten til disse metodene er for eksempel preget av følgende data:

Disse analysemetodene brukes til kvantitativ bestemmelse av sporelementer av forskjellige elementer i metaller og ikke-metaller med høy renhet.

Det skal imidlertid bemerkes at nøyaktigheten til radiometriske metoder er lav og er (relativ). Kjemiske analysemetoder er mer nøyaktige. Men der konvensjonelle gravimetriske og volumetriske analysemetoder gir store feil, som for eksempel ved bestemmelse av ubetydelige urenheter, er radiometriske metoder uerstattelige.

Følgende radiometriske metoder skilles ut:

1. Isotopfortynningsmetode. Isotopfortynningsmetoden, som navnet indikerer, er basert på fortynning av en radiomerket forbindelse med en inaktiv komponent i blandingen. For å gjøre dette, tilsett blandingen som analyseres en viss mengde av en forbindelse merket med en av radioisotopene og hvis sammensetning samsvarer med komponenten som bestemmes.

I dette tilfellet vil den spesifikke aktiviteten til forbindelsen merket med en radioaktiv isotop reduseres. Hvis en del av analytten er isolert, kan den endelige spesifikke aktiviteten bestemmes. Når du kjenner de innledende og siste spesifikke aktivitetene, er det enkelt å beregne innholdet i analytten.

Fordelen med denne analysemetoden er at det ikke er behov for kvantitativ isolering av analytten, forutsatt at isotopene er fullstendig blandet. Det er nok å isolere bare en del av det i kjemisk ren form.

Ris. 73. Installasjon for registrering av radioaktiv stråling: a - Geiger-Muller-tellere; b - utseendet til telleinstallasjonen; c - diagram over telleinstallasjonen; 1 - gassmåler; 2 - høyspent likeretter; 3 - forsterker; 4 - konverteringsenhet; 5 - elektromekanisk teller.

Hvis en viss mengde av et stoff som i sammensetning tilsvarer forbindelsen som bestemmes har masse og radioaktivitet A, er dens spesifikke aktivitet 1g lik:

Når du tilsetter en nøyaktig mengde av et slikt stoff til en viss del av den inaktive forbindelsen som analyseres, vil den spesifikke aktiviteten til blandingen være lik:

Ved å løse ligningssystemet gitt ovenfor får vi:

men siden da

hvor er volumet av en radioaktiv løsning med kjent konsentrasjon C er volumet av testløsningen; - konsentrasjon av den analyserte løsningen.

Hvis , har formel (1) formen:

Isotopfortynningsmetoden har en fordel fremfor andre radiometriske metoder i tilfeller hvor fullstendig isolering av teststoffet fra den analyserte blandingen er vanskelig eller umulig.

2. Radioaktiveringsanalyse. Prinsippet for denne metoden er å konvertere stabile isotoper av et element til radioaktive, hvis måling av radioaktivitet fungerer som et kriterium for innholdet av dette elementet i det analyserte objektet. For å gjøre dette blir de analyserte prøvene bestrålet, for eksempel i en atomreaktor.

Aktivitet måles ved hjelp av spesielle telleapparater.

Halveringstiden og strålingsenergien er spesifikke for individuelle radioisotoper, dvs. ved bruk av radioaktiveringsanalyse kan renheten til de resulterende stoffene overvåkes.

Samtidig med teststoffet bestråles standardprøver som inneholder nøyaktig kjente mengder av elementene som bestemmes. Ved å sammenligne aktivitetene til analytten og standardprøvene under samme forhold, er det mulig å beregne innholdet av elementet som bestemmes.

Ved hjelp av radioaktiveringsmetoden for analyse er det mulig å bestemme spormengder av ulike grunnstoffer i sjøvann; sjeldne jordmetaller i malm; gull, platina, palladium og iridium i sølv og nikkel; nikkel, kobolt, kobber, arsen, tellur i antimon, etc.

Radiometriske analysemetoder inkluderer også: radiokromatografi, nøytronabsorptiometri, radiometrisk titrering, etc.

Atomer av kjemiske elementer består av en positivt ladet kjerne og negativt ladede skallelektroner. Kjernen består av nukleoner, som inkluderer nøytroner og protoner (fig. 57). Antall protoner bestemmer elementnummeret, og summen av antall protoner og nøytroner er lik massetallet. Elementer hvis atomer har samme antall protoner, men forskjellige massetall kalles isotoper av et gitt kjemisk grunnstoff.

Ris. 57.

Fenomenet naturlig radioaktivitet er en prosess med spontan transformasjon av ustabile atomkjerner fra noen elementer i jordskorpen til kjernene til andre elementer. Prosessen med spontant forfall er ledsaget av utslipp av alfa-, beta-partikler og gamma-kvanter. Mer enn 230 radioaktive isotoper av ulike grunnstoffer, kalt radioaktive nuklider (radionuklider), er kjent, men de viktigste for radiometriske studier er isotopene av kalium, thorium og uran.

De fleste radioaktive grunnstoffer danner familier der hvert grunnstoff oppstår fra det forrige, som et resultat av b - og c - forfall fortsetter forfallskjeden til en stabil atomkjerne er dannet. I prosessen med å konvertere 238 U til stabilt bly, dannes det således 14 mellomliggende elementer (fig. 58).

Ved arbeid med naturlige og kunstige radionuklider bestemmes deres masse, konsentrasjon, dose og stråledosehastighet. Massen av langlivede radioaktive nuklider bestemmes i kg, g, mg.

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

SI-enheten for å bestemme aktiviteten til radionuklider er becquerel (Bq) - dette er aktiviteten til enhver nuklid der 1 kjerne henfaller på 1 sekund. Enheten er oppkalt etter den franske fysikeren og nobelprisvinneren Antoine Henri Becquerel.

Svært ofte bruker de i praksis en ikke-systemisk aktivitetsenhet - Curie (Ci) - 3,7x10 10 Bq (disp/sek). Denne enheten oppsto historisk: 1 gram radium-226 har en slik aktivitet i likevekt med sine datterforfallsprodukter. Det var med radium-226 at nobelprisvinnerne, de franske vitenskapelige ektefellene Pierre Curie og Marie Sklodowska-Curie, arbeidet i mange år.

Doseringsrate, dvs. bestråling per tidsenhet, i radiometri uttrykkes i ampere per kilogram (A/kg), mikroroentgener per time (μR/h).

Jo høyere konsentrasjon av naturlige radioaktive elementer i bergarter og malmer, jo høyere radioaktivitet. Steindannende mineraler kan deles inn i fire grupper avhengig av deres radioaktivitet:

1. En gruppe mineraler med svært høy radioaktivitet er uranmineraler (primær - uranitt, bekblende, sekundær - karbonater, fosfater, uranylsulfater, etc.), thorium (torianitt, toritt, monazitt, etc.);
2. Gruppe av høyradioaktive mineraler - mineraler som inneholder kalium-40 (feltspat, kaliumsalter);
3. En gruppe mineraler med middels radioaktivitet - magnetitt, limonitt, sulfider, etc.;
4. En gruppe lavradioaktive mineraler - kvarts, kalsitt, gips, steinsalt, etc.

Radioaktiviteten til bergarter bestemmes følgelig av radioaktiviteten til steindannende mineraler og varierer innenfor meget vide grenser avhengig av mineralenes kvalitative og kvantitative sammensetning, dannelsesforhold, alder og metamorfosegrad. Konsentrasjonen av radioaktive grunnstoffer i magmatiske bergarter øker fra ultramafiske til felsiske bergarter.

Grunnlaget for radiometriske metoder er identifisering og studie av naturlig radioaktivitet av mineraler og bergarter. Radiometriske metoder kan deles inn i felt- og laboratoriemetoder.

Alle feltsøk radiometriske metoder er geokjemiske, siden de studerer de geokjemiske feltene til radioaktive elementer for å identifisere deres spredningsglorier. Under laboratorieforhold brukes radiometriske metoder for å bestemme innholdet av radioaktive grunnstoffer i mineraler, bergarter, vann og gasser.

Ved hjelp av radiometriske metoder kan følgende problemer løses:

- geologisk kartlegging, som er basert på forskjellen i radioaktivitet av forskjellige typer bergarter, samt en økning i radioaktiviteten til bergarter i sonen med tektoniske forstyrrelser;
- litologisk inndeling av bergarter. I dette tilfellet er r-metoden for å studere brønner i kombinasjon med andre geofysiske metoder svært viktig i tilfellet når brønner bores uten kjerneprøvetaking eller kjerneutbyttet er lite;
- radiometriske metoder er mye brukt i alle typer prospektering og utforskning av mineraler genetisk og paragenetisk assosiert med uran og thorium. For eksempel er forekomster av sjeldne jordartsmetaller, bauxitt, tinn og beryllium assosiert med økt thoriuminnhold; til forekomster av niob, tantal, wolfram, molybden - uran; til noen polymetalliske avsetninger - kalium;
- utforskning, bestemmelse av dybden og tykkelsen av malmlegemer, samt avgrensning av grensene for forekomst. Den maksimale verdien av radioaktivitet av elementer i jordskorpen er begrenset til den øvre delen av granittgeosfæren, med en tykkelse på 25-30 km;
- bestemmelse av den absolutte alder av bergarter, basert på det faktum at prosessen med radioaktivt forfall fortsetter med en konstant hastighet, uavhengig av de omkringliggende fysisk-kjemiske forholdene.

Hovedmetodene for radiometri er gammaundersøkelse, der intensiteten av gammastråling registreres, og i mindre grad brukes emanasjonsundersøkelse, basert på måling av konsentrasjonen av emanasjon i jord og luft (dvs. strålingen av radioaktive gasser) er målt).

Radioaktiv stråling kan oppdages ved to metoder: ionisering og puls. I ioniseringsmetoden brukes ioniseringskamre som registreringsenheter, og i pulsmetoden brukes strålingstellere.

I ioniseringskamre måles intensiteten av b-stråling, som har høy ioniseringskapasitet, sjeldnere c-stråling. Alle typer stråling registreres ved hjelp av tellere.

Ioniseringskammeret (fig. 59) inneholder gass og to elektroder, som påføres en spenning på flere hundre volt. Under påvirkning av alfa-, beta-stråler eller sekundært ladede partikler som følge av absorpsjon av nøytroner, ioniseres gassen, og de resulterende frie elektronene og ionene beveger seg til elektrodene. Som et resultat oppstår det en strøm i kretsen. Ved å måle den eller potensialforskjellen er det mulig å bestemme intensiteten til strålingen som forårsaker ionisering.

Ris. 59. Diagram av ioniseringskammeret: 1 - indre overflate og kjerne av kammeret (positiv elektrode); 2 - metallring (negativ elektrode); 3 - bunnen av kammeret; 4 - rav isolator; 5 - sikkerhetsring

I gassutladningstellere (Geiger-Müller-teller) inneholder en sylinder under redusert trykk en inert gass (vanligvis argon for å måle gammastråler eller helium for å bestemme fluksen av nøytroner) og to elektroder under høy spenning (opptil 1000 V) ( Fig. 60).

Ris. 60. Diagram av en Geiger-Müller-teller i glass (http://bse.sci-lib.com): 1 - hermetisk forseglet glassrør; 2 - katode (et tynt lag kobber på et rustfritt stålrør); 3 - katodeutgang; 4 - anode (tynn strukket tråd)

Når minst ett par ioner vises, oppstår en kort utladning. Når en ballong bestråles med gammastråler, vises sekundært ladede partikler (ioner og elektroner) og et system av utladninger i form av strømpulser observeres i den, som kan oppdages.

En scintillasjonsteller består av en scintillator (uorganiske eller organiske krystaller, flytende og gassformige), som er i stand til å sende ut lysglimt under påvirkning av gammastråler (fig. 61). Lyskvanter, som treffer fotokatoden til fotomultiplikatoren, slår ut elektroner fra den. På grunn av sekundær emisjon og tilstedeværelsen av en rekke elektroder under økende spenning, oppstår en skredlignende, økende strøm av elektroner i fotomultiplikatoren. Som et resultat samles det 10 5-10 10 ganger flere elektroner ved anoden enn det som ble slått ut fra fotokatoden, og en elektrisk strøm oppstår i kretsen. En scintillasjonsteller gir en mye høyere effektivitet av g-kvanteregistrering (opptil 30-50 % eller mer) enn gassutladningstellere, og gjør det mulig å studere den spektrale sammensetningen av stråling. Scintillasjonstellere har et lavere nivå av egen og kosmisk bakgrunn.

Ris. 61.

Feltradiometrisk utstyr er designet for å måle b-, c- og d-aktiviteten til bergarter under fotgjenger-, bil- og luftundersøkelser, for å oppdage og bestemme konsentrasjonene av radioaktive utslipp i gruvedrift, jordluft og vann. Basert på typen tellere som brukes, er enheter delt inn i gassutslipp og scintillasjon. spektral radiometrisk elementært mineral

For gammaundersøkelser brukes ulike typer feltradiometre med måleklokke ved utgangen. Ved å bruke hodetelefoner kan du gi hørbar indikasjon på pulser. Enheten består av en fjernsonde, et kontrollpanel og strømforsyning fra tørre anodebatterier. For å kunne bestemme intensiteten av gammastråling på skalaen til et målemikroammeter, kalibreres radiometre. For dette formålet brukes en modell radium emitter, plassert i en kollimator for å lage en smal stråle av gammastråling. I tillegg til scintillasjonstellere inneholder disse enhetene diskriminatorer som brukes til å bestemme intensiteten til gammastråler med forskjellige energinivåer.

For å studere konsentrasjonen av radon i undergrunnsluft brukes emanometre, som består av en prøvetaker, en stempelpumpe, et scintillasjonskammer, en målekonsoll og sammenkoblende gummirør.

Bestemmelsen av emanasjonskonsentrasjoner er basert på registrering av b - partikler som sendes ut av radioaktive elementer i prøven ved bruk av en åpen scintillasjonsdetektor. Enheten drives av tørre anodebatterier.

Radiometriske metoder, basert på typen stråling som brukes, er delt inn i b-, c- og d-metoder.

Alfastråling er en strøm av positivt ladede partikler (kjerner av heliumatomer), hvis energi, over en banelengde på omtrent 10 cm i luft og brøkdeler av millimeter i bergarter, brukes på ionisering og oppvarming av miljøet, slik at deres penetreringsevnen er svært lav. De. b-forfall er utstøtingen (utslippet) av en a-partikkel fra kjernen til et atom, og en b-partikkel er 2 protoner og 2 nøytroner, det vil si kjernen til et heliumatom med en masse på 4 enheter og en ladning på +2. Hastigheten til b - partikler når de forlater kjernen er fra 12 til 20 tusen km/sek. Så, for eksempel, produserer b-forfall av uran alltid thorium, a-forfall av thorium produserer alltid radium, forfall av radium produserer radon, deretter polonium og til slutt bly. I dette tilfellet, fra en spesifikk isotop av uran-238, dannes thorium-234 (fig. 62), deretter radium-230, radon-226, etc.

Ris. 62.

b-metoden brukes til å måle b-stråling og bestemme konsentrasjonen av radioaktive grunnstoffer (U, 222 Rn, 226 Ra, etc.) i radioaktive malmer og bergarter. Å bruke b-metoden er en vanskelig oppgave på grunn av spesifisiteten til b-partikler.

For å måle b-stråling brukes cellulære scintillasjonssystemer, proporsjonale gassstrømtellere og scintillasjonsvæsketellere i kombinasjon med forforsterker, forsterker, høyspenningskilde, telle- og registreringsenheter.

Betastråling er en strøm av elektroner (B - stråling, eller oftest bare B - stråling) eller positroner (B + - stråling) som er et resultat av radioaktivt forfall (fig. 63). For tiden er rundt 900 b - radioaktive isotoper kjent. Massen til b-partikler er flere titusenvis av ganger mindre enn massen til b-partikler. Avhengig av arten av kilden til β-stråling, kan hastigheten til disse partiklene ligge i området 0,3-0,99 lysets hastighet. Maksimal verdi for β-stråling er 4 millioner elektronvolt (MeV). B - partikler forårsaker hovedsakelig ionisering av miljøet, dvs. dannelsen av positive ioner og frie elektroner på grunn av utstøting av elektroner fra de ytre skallene til atomer.

Ris. 63.

Feltmetoder som bruker metoden - er designet for å avgrense spredningshaloer av radioaktive elementer i overflatelaget av bergarter eller jord. Måling av β-stråling utføres ved ioniseringsmetoder, men som oftest måles den med pulsmetoden på laboratorieradiometre. Under laboratorieforhold er metoden hovedmetoden for å bestemme uraninnholdet i uranmalm. Radioaktiviteten til en malmprøve sammenlignes med stråler med radioaktiviteten til en standard under de samme måleforholdene.

C-metoden kan brukes i kombinasjon med g-metoden. Den komplekse c - d - metoden er basert på forskjellen i bidragene til hver komponent til den målte aktiviteten til prøven.

Gammastråling er en strøm av elektromagnetisk stråling med svært høy frekvens (fig. 64). Selv om de er spredt og absorbert av miljøet, har de på grunn av sin elektriske nøytralitet en høyere penetrasjonsevne (hundrevis av meter i luften og opptil en meter i steiner). Mengden og konsentrasjonen av langlivede grunnstoffer (U, Th, 40K) i en bergart bestemmes av deres masse og prosentandel (eller tilsvarende uraninnhold).

Ris. 64.

Det finnes ulike enheter med ulik følsomhet for g-stråling. Valget av den optimale enheten avhenger av betingelsene for undersøkelsen og kravene til resultatene. Hovedtyngden av instrumentene måler eksponeringsdosehastigheten for gammastråling fra 0,1 til 10 000 μR/t i energiområdet fra 80 keV til 2,6 MeV. Laboratoriemetoden g - brukes til å bestemme innholdet av g - avgivende radioaktive grunnstoffer i prøver. Målinger av g-stråling av prøver utføres ved bruk av pulsmetoden eller med scintillasjonstellere. Bruken av disse tellerne gjør det mulig å utføre g - målinger med høy følsomhet. Dette etterfølges av en sammenligning av aktiviteten til testprøven med aktiviteten til standarden under de samme geometriske forholdene med de påfølgende beregningene.

Radiometriske analysemetoder er basert på måling av strålingen som sendes ut av radioaktive grunnstoffer. For å registrere stråling brukes spesielle installasjoner ved bruk av Geiger-Muller-tellere. Når en radioaktiv strålingsmottaker fungerer, oppstår det en elektrisk strøm i den i form av kortvarige pulser, som forsterkes av spesialradioutstyr, utjevnes i verdi og sendes til en opptaksteleenhet.

Radioaktive isotoper brukes i følgende analysemetoder: nedbørsmetode i nærvær av et radioaktivt grunnstoff; isotopfortynningsmetode; radiometrisk titrering; aktiveringsanalyse; definisjoner basert på målinger av radioaktivitet av naturlig forekommende isotoper mv.

Isotopfortynningsmetoden er basert på identiteten til de kjemiske reaksjonene til isotopene til et gitt grunnstoff. For å utføre det tilsettes en viss mengde av analytten m 0 til den analyserte blandingen, som inneholder en radioaktiv isotop med kjent radioaktivitet I 0. Deretter isoleres en del av analytten i ren tilstand ved hjelp av en hvilken som helst tilgjengelig metode. (for eksempel utfelling, ekstraksjon, elektrolyse) og massen m måles 1 og I 1 radioaktivitet til den isolerte delen av stoffet. Det totale innholdet av det ønskede elementet i det analyserte objektet er funnet fra likheten mellom forholdet mellom radioaktiviteten til den isolerte prøven og radioaktiviteten til det innførte stoffet og massen av det isolerte stoffet til summen av massene til det innførte stoffet og det funnet i den analyserte blandingen:

Isotopfortynningsmetoden har en fordel fremfor andre radiometriske metoder i tilfeller hvor fullstendig isolering av teststoffet fra den analyserte blandingen er vanskelig eller umulig.

Radioaktiveringsanalyse. Prinsippet for denne metoden er å konvertere stabile isotoper av et element til radioaktive, hvis måling av radioaktivitet fungerer som et kriterium for innholdet av dette elementet i det analyserte objektet. For å gjøre dette blir de analyserte prøvene bestrålet, for eksempel i en atomreaktor. Aktivitet måles ved hjelp av spesielle telleapparater. Halveringstiden og strålingsenergien er spesifikke for individuelle radioisotoper, dvs. ved bruk av radioaktiveringsanalyse kan renheten til de resulterende stoffene overvåkes.

Ved å måle radioaktivitet og kjenne bestrålingstidspunktet, intensiteten av strømmen av bestrålende partikler og de tilsvarende kjernefysiske dataene til elementet som bestemmes, er det mulig å beregne vektmengden. Samtidig med teststoffet bestråles standardprøver som inneholder nøyaktig kjente mengder av elementene som bestemmes. Ved å sammenligne aktivitetene til analytten og standardprøvene under samme forhold, er det mulig å beregne innholdet av elementet som bestemmes.

Radioaktiveringsmetoden har mange fordeler fremfor andre analysemetoder. Metoden er svært sensitiv. Dens største ulempe er at ikke alle elementer kan bestemmes ved denne metoden. Det radioaktive grunnstoffet som dannes etter bestråling må ha en relativt lang halveringstid, tilstrekkelig til å gi tid til kjemisk separasjon og måling av aktiviteten til det isolerte grunnstoffet. Ved hjelp av radioaktiveringsmetoden for analyse er det mulig å bestemme spormengder av ulike grunnstoffer i sjøvann; sjeldne jordmetaller i malm; gull, platina, palladium og iridium i sølv og nikkel; nikkel, kobolt, kobber, arsen, tellur i antimon, etc.

Fotonøytronmetoden er basert på utslipp av nøytroner når høyenergifotoner (γ-kvanter) virker på kjernene til atomer av kjemiske elementer. Antall nøytroner detektert av nøytrondetektorer er proporsjonalt med innholdet i elementet som analyseres. Denne fotonenergien må overstige bindingsenergien til nukleoner i kjernen, som for de fleste grunnstoffer er 8 Me. B (bare for beryllium og deuterium er det lik henholdsvis 1,666 Me. V og 2.226 Me. V; når man bruker 124 Sb-isotopen som en kilde til γ-kvanter, med Eγ = 1,7 og 2,1 Me. V, kan beryllium bestemmes på bakgrunn av alle andre elementer).

Radiometri bruker også metoder basert på absorpsjon av nøytroner, γ-stråler, β-partikler og kvanter av karakteristisk røntgenstråling fra radioaktive isotoper. I en analysemetode basert på refleksjon av elektroner eller positroner, måles intensiteten til den reflekterte fluksen. Energien til partikler reflektert fra lette elementer er mange ganger mindre enn energien til partikler reflektert fra tunge elementer, noe som gjør det mulig å bestemme innholdet av tunge elementer i deres legeringer med lette elementer og i malm.

Installasjon for registrering av radioaktiv stråling a) Geiger-Muller-tellere b) utseende av telleanlegget c) diagram over telleanlegget: 1 - gassmåler, 2 - høyspent likeretter, 3 - forsterker, 4 - omberegningsenhet, 5 - elektromekanisk disk

Bruken av radioaktivitet i analytisk kjemi er svært mangfoldig. Radioaktivitetsmålinger er også mye brukt til forskningsformål: for å studere mekanismene for kjemiske reaksjoner, bestemme løseligheten av dårlig løselige forbindelser, studere separasjonsprosesser og for å løse mange andre problemer, inkludert bestemmelse av de viktigste fysisk-kjemiske konstantene (koordinasjonskonstanter). forbindelser, konstanter for ionebytterprosesser, etc.) .d.).