Методы кількісного виявлення в зразках екологічно небезпечних радионуклидов

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ РОСІЙСЬКОЇ ФЕДЕРАЦИИ.

МАРІЙСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ УНИВЕРСИТЕТ.

КАФЕДРА ЗАГАЛЬНОЇ І НЕОРГАНІЧНОЇ ХИМИИ.

Методи кількісного виявлення присутності зразках екологічно небезпечних радионуклидов.

Реферат.

Виконав: студент БХФ, грн. Х (41,.

Мухін М. С.

Перевірив: до. x .зв., доц. Логінова Є. В.

Йошкар-Ола.

ЗМІСТ ЗАПРОВАДЖЕННЯ 3 1. СПІЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА МЕТОДІВ 4 2. РАДИОХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДИ 5 2.1. А п п, а р, а т у р, а 6.

2.1.1. Газо-ионизационные датчики 6.

2.1.2. Сцинтиляційні лічильники 7.

2.1.3. Напівпровідникові датчики 8.

2.1.4. Ефективність рахунки 8 2.2. П р я м про і а зв, а л і із 8 2.3. Р, а буд і x і метрів і год е з до про е т тощо р про в, а зв і е 9 3. Масс-спектрометрия з индуктивно-связанной плазмою 10 4. Визначення окремих радіонуклідів 12 4.1. Т р тощо і і 12 4.2. До, а л і і 12 4.3. Ц е із і і 12 4.4. З т р про зв ц і і 13 4.5. Ц е р і і 13 4.6. П л у т про зв і і 14 4.7. У р л е р про буд 14 4.8. Й про буд 15 СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ИСТОЧНИКОВ 16.

Розвиток ядерної енергетики, і використання радіонуклідів у різних сферах діяльності пред’являє дедалі більші вимоги контролю радіоактивності довкілля та оцінці радіаційної обстановки. Це вимагає своєю чергою розробки надійних і экспрессных методів визначення змісту радіонуклідів за всіма компонентами наземних і використання водних екосистем. Важливим кроком вивчення форм надходження, і перебування радіонуклідів в аерозолях, атмосферних опадах, грунтах, водах і донних відкладеннях. Це необхідно як для прогнозування поведінки радіонуклідів в біосфері, але й правильного вибору методів їх определения.

У цей час для дослідження радіоактивності довкілля використовують різноманітні ядерно-физические і радиохимические методи. Без їх використання неможливо визначення ?-радіоактивних й низки ?- і ?-випромінювачів у непростих з хімічної і радиоизотопному складу зразках. Радіохімічний аналіз грунтується за принципами та методів аналітичної хімії, але свої особливості, пов’язані із ультрамикроколичеств речовини, зазвичай, з допомогою ізотопних чи неизотопных носіїв, подібних за хімічними властивостями обумовлених радиоизотопам. Для цього він використовують два прийому: відділення аналізованого радионуклида найбільш специфічними йому методами з інших радіоактивних і стабільних хімічних елементів чи видалення якомога більшої числа сторонніх домішок спільною для їм носителе.

Останніми роками дедалі більше значення мають экстракционные і хроматографічні методи, відмінні селективностью, простотою виконання, високої продуктивністю та практично виключають можливі під час операції осадження адсорбционные процеси та пов’язані із нею неконтрольовані втрати визначених радіонуклідів чи забруднення домішками. З іншого боку, під час використання цих методів робити виділення і радиохимическую очищення радіонуклідів за відсутності носителей.

1. СПІЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА МЕТОДОВ.

Для визначення радіоактивних елементів найрізноманітніших об'єктах в цілях оперативного контролю існуючих радіохімічних процесів, аналізу об'єктів довкілля, створення стандартних зразків та інших цілях широко використовується весь арсенал сучасних аналітичних методів, і передусім радиометрические методы.

Істотно поліпшилися параметри спектрометрических методів аналізу як з допомогою використання сучасних аналізаторів із вбудованими ЕОМ, і нових математичних методів обробки отриманих результатов.

Важливе значення мають методи, щоб забезпечити визначення окремих елементів з максимальною чутливістю і точністю. Найбільшу чутливість поруч із радиометрией і нейтронно-активационным аналізом забезпечують нині люмінесцентні методи, засновані на вимірі інтенсивності люмінесценції кристаллофосфоров — неорганічних сполук, кристалічна решітка яких містить зумовлені элементы.

Безумовно, найбільш перспективний щодо слідів актинидов метод лазерної резонансної спектроскопии.

Однією з найбільш прецизійних методів визначення є кулонометрический метод. Головна перевага цього методу тому, що не вимагає стандартних зразків. Кількість речовини визначають з абсолютного кількості електрики, отриманого внаслідок інтегрування струму электролиза.

Поруч із люмінесценцією і кулонометрией останнім часом для визначення нептуния і плутонію в розчинах, зокрема й у виробничих, соціальній та твердих речовинах, головним чином тепловыводящих елементах, дедалі ширше використовується рентгенофлуоресцентный метод.

2. РАДИОХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ.

Швидкість розпаду, чи активність, для радіоактивного ізотопу відповідає кінетиці першого порядка.

[pic] (1) де, А — активність, N — число радіоактивних атомів, присутніх в зразку під час t, і? — константа розпаду радіоізотопу. Активність виражається кількістю распадов в одиницю часу, яка еквівалентна кількості атомів, які піддалися радіоактивного розпаду в одиницю часу. У міжнародній системі одиниць (СІ) одиницею активності є бекерель (Бк), рівний одному розпаду в секунду. Допускається застосування внесистемных одиниць расп./мин і кюрі (Кі). 1 Кі = 3,7 (1010 Бк.

Як будь-який процес першого порядку, рівняння (1) може бути висловлене в інтегральної форме.

[pic] (2).

Підстановка рівняння (2) в рівняння (1) дает.

[pic] (3).

Вимірюючи активність під час t, отже, ми можемо визначити початкову активність, А0, чи кількість радіоактивних атомів спочатку присутніх в зразку, N0.

Важливим характеристичним властивістю радіоактивного ізотопу є його період піврозпаду, t½, що є часом, якої не вистачало, щоб розпалася половина радіоактивних атомів. Для кінетики першого порядку період піврозпаду залежить від концентрації та виражається как.

[pic] (4).

Оскільки період піврозпаду залежить від кількості радіоактивних атомів, він постійний протягом процесу розпаду. Таким чином, 50% радіоактивних атомів розпадається за період піврозпаду, 75% протягом двох періоду піврозпаду, і 87,5% упродовж трьох періоду полураспада.

Кінетична інформацію про радіоактивних изотопах зазвичай дається у межах періоду піврозпаду, оскільки він забезпечує більш інтуїтивне почуття стійкості ізотопу. Знання, наприклад, що константа розпаду для [pic] дорівнює 0,0247 лет (1, це не дає негайного почуття, як швидко він розпадається. З іншого боку, знання те, що період піврозпаду для [pic] дорівнює 28,1 року, проясняє, що концентрація [pic] в зразку залишається сутнісно постійної протягом короткого періоду времени.

2.1. А п п, а р, а т у р а.

(-частки, (-частки, (-промені і рентгенівські промені вимірюються, використовуючи енергію частинок, яка виробляє посилений імпульс електричного струму в датчику. Ці імпульси вважаються, даючи швидкість розкладання. Зазвичай зіштовхуються із трьома типами датчиків: газо-ионизационные датчики, сцинтиляційні лічильники і напівпровідникові датчики.

2.1.1. Газо-ионизационные датчики.

Більшість газо-ионизационных датчиків складається з заповненою інертним газом, таких як Ar, камери з такою докладеним напругою, що центральний провід стає анодом, а стінка камери — катодом (Рис. 1). Коли радіоактивні частки входить у трубку, вони ионизируют інертний газ, виробляючи велика кількість Ar+/e (іонних пар. Рух електронів до аноду, а Ar+ до катоду виробляє вимірюваний електричний струм. Залежно від напруги, докладеної до камери, датчики можна розділити на ионизационные камери, пропорційний лічильники і лічильники Гейгера-Мюллера (ГМ).

[pic].

Малюнок 1. Зображення газо-ионизационного датчика.

Через універсальності й надійності лічильник Гейгера-Мюллера найбільш широко використовують як портативний дослідницький прилад. Він особливо чутливий до (-частинкам середній і високої енергії (наприклад, як від 32P) даючи ефективність рахунки 20 відсотків. Лічильник ХМ також корисний в визначенні рівнів випромінювання поблизу порівняно великих (наприклад, по крайнього заходу, порядку мкКи) джерел (- чи рентгенівських променів середній і високої энергии.

Датчик ХМ, проте, особливо чутливий до низкоэнергетическим (- частинкам (наприклад, від 35S і 14C), даючи ефективність трохи більше 5 відсотків, і навіть невідь що чутливий до низкоэнергетическим (- і рентгенівським променям (наприклад, від 125I). З іншого боку, ні ХМ, ні будь-якої іншої портативний дозиметр неспроможний знайти низькоенергетичні (-частки від 3H.

2.1.2. Сцинтиляційні счетчики.

Дія сцинтиляційних лічильників грунтується у тому, що заряджена частка, пролетающая через речовина, викликає як іонізацію, а й порушення атомів. Повертаючись в нормальний стан, атоми випускають видимий світло. Речовини, у яких заряджені частки збуджують помітну світлову спалах (сцинтиллицию), називають фосфурами. Сцинтіляційний лічильник складається з фосфору, від якої світло подається зі спеціального светопроводу до фотоумножителю (Рис. 2). Імпульси, отримувані не вдома фотоумножителя, піддаються счету.

[pic].

Малюнок 2. Зображення сцинтилляционного счетчика.

Тверді сцинтиляційні датчики особливо корисними у світі якісному і кількісному визначенні радіонуклідів, испускающих (- і рентгенівські промені. Звичайний (-лічильник використовує великий (наприклад, «2×2») кристал йодида натрію (NaI) не більше добре захищеного свинцю. Пляшечку з зразком опускається у порожню камеру не більше кристала для рахунки. Такі системи надзвичайно чутливі, але мають роздільною здібності більшої, ніж в недавно розроблених напівпровідникових лічильників. Портативні тверді сцинтиляційні датчики також широко йдуть на проведення різних типів досліджень випромінювання. У частковості дослідники, хто з радиойодом, використовують тонкокристаллический (NaI) датчик, що може визначати емісії від 125I з ефективністю, близька до 20 відсоткам (ХМ датчик менше відсотка ефективності для 125I).

Найбільш звичайне засіб кількісного визначення присутності (- частинок, испускаемых радіонуклідами, через використання рідкого сцинтилляционного лічильника. У цих системах зразок і фосфор об'єднують у розчиннику не більше вважає камери. Потім камера опускається в отвір між двома фотоумножающими трубками для рахунки. Рідкий сцинтіляційний лічильник став істотним інструментом досліджень, які включають такі радіонукліди, як 3H і 14C.

2.1.3. Напівпровідникові датчики.

Напівпровідниковий датчик є напівпровідниковий діод, на який напруга такого знака, основні носії струму відтягуються від перехідного шару. Отже, у стані діод замкнено. Під час проходження через перехідний шар швидка заряджена частка породжує електрони і дірки, які отсасываются до електродах. У результаті виходить електричний імпульс, пропорційний кількості породжених часткою носіїв тока.

2.1.4. Ефективність счета.

Активна система визначення випромінювання будь-коли може бачити 100 відсотків распадов, які у даному радіоактивному зразку. Це пов’язані з численними чинниками, серед яких і було конкретна система рахунки, і специфічні радіонукліди в зразку. Кількість одиничних імпульсів на хвилину (и/м), відображуваних лічильником, отже, має відрізнятиметься від швидкості розпаду (р/м) зразка. Ставлення швидкості одиничних імпульсів (и/м) до швидкості распадов (р/м), яке виражається у відсотках — ефективність системи счета.

[pic] (5).

Ефективності конкретної системи рахунки випромінювання щодо різноманітних радіонуклідів можна визначати через калібрування системи з стандартами цих самих радионуклидов.

Оскільки кожна система рахунки буде реєструвати певна кількість одиночних імпульсів від навколишнього випромінювання та електронного галасу зчинив на лічильнику (іменується тлом інструмента), то більш правильна формула:

[pic] (6).

2.2. П р я м про і а зв, а л і з.

Концентрація долгоживущего радіоактивного ізотопу є по суті постійної під час періоду аналізу. Активність зразка то, можливо використана для обчислення число присутніх радіоактивних частиц.

Приклад. Активність в 10,00 мл зразку радіоактивної стічної води, що містить [pic] була знайденою 9,07(106 распадов/с. Яка молярная концентрація [pic] в зразку? Період піврозпаду для [pic] дорівнює 28,1 года.

Рішення. Підстановка рівняння (4) в рівняння (1) і рішення для N дает.

[pic] Перш, ніж кількість атомів [pic] можна визначити, необхідно висловити активність і період піврозпаду у тих-таки самих одиницях. Перетворення періоду піврозпаду для [pic] до секундам дає t½ = 8,86(108 з. Підстановка відомих величин дає число атомів [pic].

[pic] Отже, концентрація в зразку [pic] дорівнює [pic].

Прямий аналіз короткоіснуючих радіоактивних ізотопів, використовуючи метод, наведений в прикладі, менш корисний, т. до. він забезпечує лише перехідну міру концентрації ізотопу. Концентрація ізотопу в конкретний момент може бути оцінена виміром його активності з початком часу, t, та використанням рівняння (3) для обчислення N0.

2.3. Р, а буд і x і метрів і год е з до про е т тощо р про в, а зв і е.

Відкриття штучної радіоактивності і пуск ядерних реакторів, дозволили отримати радіоактивні ізотопи майже всіх елементів періодичної системи з зручними для досліджень періодами піврозпаду, сприяли широкому застосуванню променистої енергії атома у науці й техніці взагалі, в аналітичної хімії зокрема. Виникла досить велика група радиоаналитических методів, у яких властивість радіоактивності атомів використовують як засіб інформацію про їх якісному характері й кількісному змісті. Серед цих методів одне з найважливіших місць займає метод радіометричного титрування — нове і перспективне напрям інструментального анализа.

При радиометрическом титровании над перебігом аналітичної реакції спостерігають зі зміни радіоактивності будь-якого компонента досліджуваної системи, зникає (з'являється) під час реакції чи помирають після її завершення. Таким компонентом то, можливо визначається іон, діючий іон реактиву, продукт реакції, і навіть одне із продуктів взаємодії спеціального речовини, який вводимо в аналізований розчин, з головою реактиву. Через ідентичності хімічних властивостей активної наукової та неактивною форм елемента яка вимірюється радіоактивність пропорційний кількості фіксованої компонента в різних етапах титрування. У цьому сенсі криві радіометричного титрування цілком аналогічні кривим амперометрического, спектрофотометрического, кондуктометрического і деяких інших титрований, объединяемых загальним назвою «лінійні титрування». Той самий характер мають значення і криві ?-отражательного титрування. Окремо стоять криві титрування, заснованого на поглинанні радіоактивних випромінювань. Яка Вимірюється у разі ступінь ослаблення потоку радіоактивних частинок, минулих через аналізований розчин, перебуває у експоненційною залежність від концентрації поглинаючих іонів. Крапка еквівалентності при радиометрическом титровании визначається, як у разі інших физикохімічних титрований, з урахуванням оцінки кривих титрування, останніх побудований у координатах обмірюване властивість — витрата реагента.

3. Масс-спектрометрия з индуктивно-связанной плазмой.

Масс-спектрометрия з индуктивно-связанной плазмою (ICP/MS, ИСП/МС) розвинулася одного з найуспішніших методів у атомної спектроскопії завдяки високої чутливість проблеми та можливості виконання многоэлементного анализа.

Масс-спектрометрия — це фізичний метод виміру відносини маси заряджених частинок матерії (іонів) до заряду. Суттєва різниця масспектрометрії з інших аналітичних фізико-хімічних методів полягає у тому, що оптичні, рентгенівські та інших методи детектируют випромінювання чи поглинання енергії молекулами чи атомами, а масспектрометрія оперує самими частинками речовини. Масс-спектрометрия вимірює їхню маси, вірніше співвідношення маси до заряду. І тому використовуються закони руху заряджених частинок матерії у потужному магнітному чи електричному полі. Масс-спектр — це рассортировка заряджених частинок з їхньої масам (точніше відносинам маси до заряду). Отже, перше, що потрібно зробити у тому, щоб отримати масс-спектр, перетворити нейтральні молекули і атоми, складові будь-яку органічну чи неорганічне речовина, в заряджені частки — іони. Цей процес відбувається називається ионизацией.

Найпоширеніший спосіб іонізації в так званої индуктивнопов’язаної плазмі. Индуктивно-связанная плазма (ІСП, ICP) утворюється всередині пальники, у якій горить, зазвичай, аргон. Аргон, власне кажучи, інертний азбестовий газ, тому, щоб змусити його горіти, до нього закачують енергію, поміщаючи горілку в індукційну котушку. Коли плазму аргонової пальники потрапляють атоми і молекули, вони моментально перетворюються на іони. Для здобуття права запровадити атоми і молекули даного матеріалу в плазму їх зазвичай розчиняють у воді й розпорошують в плазму як щонайменшої взвеси.

У индуктивно-связанной плазмі іони генеруються при атмосферному тиску, тоді як мас-спектрометр працює при тиску менш як 10−5 мБар. Між ІСП і МС використовується інтерфейс як «вузького горла», з допомогою якого витягуються іони з плазми здійснюється перепад тисків. На початку розвитку ИСП/МС як інтерфейсу просто використовувалося видовжене носиком отвір діаметром всього 50−70 мкм, охлаждаемое водою. Проблема, що з такий конструкцією полягала у тому, що холодні прикордонні верстви попереду конуса сприяли генерації великої кількості сторонніх іонів. Ця проблема не вдалося подолати шляхом збільшення діаметра вхідного отвори до 1 мм, що відсувало прикордонні верстви і іони безпосередньо входили в мас-спектрометр з плазми. Ця методика відома як безперервний відбір зразка і, отже, конус називається конус образца.

Оскільки потік газу через цей конус зразка набагато більше, що було раніше під час використання отворів із меншим діаметром, тиск слід знижувати шляхом застосування диференціальної вакуумної відкачування на два чи більш стадій. Через це по дорозі потоку газу було встановлено другий конус і між цим конусом і конусом зразка відкачують форвакуумным насосом дуже швидко відкачування. Оскільки існує великий перепад тисків між джерелом индуктивно-связанной плазми і першої стадією відкачування, іони засмоктуються в у просторі інтерфейсу і пришвидшуються до надзвукових скоростей.

А, щоб уникнути турбуленции другою конусі, він виконується з гострими краями для «обрізання «(скимирования) іонів з надзвукового пучка і, отже, цей конус отримав назву «скимерный ». Конструкція, що складається з конуса зразка і скимерного конуса з діаметрами близько 1 мм отримав назву «інтерфейс (Рис. 3). Створення інтерфейсу означало прорив в ИСП/МС технології, забезпечив ефективнішу екстракцію іонів, поліпшивши пропускання іонів, отже, чутливість методу, і знизивши спектральні інтерференції понад порядок за величиною. Проте він менш, спектральні інтерференції досі залишалися однією з головних обмежень методу елементного анализа.

[pic].

Малюнок 3. Спрощена схема мас-спектрометру високого дозволу з индуктивно-связанной плазмой:

1 — ІСП джерело іонів; 2 — інтерфейс з конусом зразка і скимерным конусом; 3 — передає і фокусирующая оптика; 4 — фокусування пучка іонів і прискорення; 5 — вхідні щілину; 6 — електромагніт; 7 — електростатичний сектор; 8 — вихідна щілину; 9 — за відгуками друзів динод; 10 — електронний умножитель.

Межа виявлення методу становить 16 фг/г. Він дозволяє визначати як кількісний, а й якісний склад ізотопів, тим самим роблячи можливими визначення влучення ізотопу в образце.

4. Визначення окремих радионуклидов.

4.1. Т р тощо і й.

Радіоактивний ізотоп водню, отримуваний штучно опроміненням літію тепловими нейтронами. Тритій — безбарвний газ, м’який бета-излучатель, ядро складається з одного протона і двох нейтронів. Максимальний пробіг бета частинок тритію повітря 0,7 мг/см2. Максимальна енергія частинок — 18 кэВ. Період піврозпаду — 12,33 року, питома активність — 96,20 Ки/г.

Зміст у природі. Тритій утворюється у верхніх шарах атмосфери в результаті взаємодії нейтронів вторинного космічного випромінювання з ядрами атомів азоту; термоядерних реакцій, здійснюваних на енергетичних комплексах і за ядерних испытаниях.

Річна продукція космогенного тритію ((5,55 — 11,1)(1010 МБк.

Загальна кількість тритію планети ((92,5−185,0)(1010 МБк.

Середній природний рівень тритію в поверхневому шарі води океанів — 0,74(10(5 Бк/г.

Методи визначення. Визначення тритію в об'єктах довкілля грунтується на виділенні водної фази грунту, рослинності і биосубстратов. Водну фазу, збагачену тритієм, очищають від продуктів розподілу з наступним визначенням активності тритію на жидкостном сцинтилляционном счетчике.

4.2. До, а л і й.

Природний калій складається з трьох ізотопів, двох стабільних 39К (93,08%) і 41К (6,91%) і самого радіоактивного (40К (0,01%). Період піврозпаду — 1,32(109 років від середньої енергією випромінювання частинок 523 кэВ. Відомо 9 радіоактивних штучних ізотопів із масовими числами 37, 42(44.

Зміст у природі. 40К міститься у живих організмах й очам своїм випромінюванням створює природне (фонове) опромінення. Інші радіоактивні ізотопи До у природі невідомі. 42К використовують як індикатор в аналітичної хімії, біології, медицине.

Методи визначення. У навколишньому середовищі рослинності, грунті і молоці До визначають на фотометре зі світлофільтрами по резонансним лініях 766,5 — 769,9 нм. За даними виміру стандартних розчинів будують графік залежності між показаннями приладу і концентрацією в растворе.

4.3. Ц е із і й.

Природний цезій складається з одного стабільного ізотопу 133Cs. Відомі 23 радіоактивних ізотопу цезію із масовими числами 123(132, 134(144. Найбільше практичного значення має 137Cs. Період піврозпаду 30,1 року, максимальна енергії (-частинок (514 кэВ, (-квантів (моноэнергетичен) (661 кэВ. У невеличких кількостях радіоактивні ізотопи цезію містяться практично переважають у всіх об'єктах зовнішньої среды.

Одержання. Утворюється під час ділення ядер атомів важких елементів при ядерних реакціях на АЕС і за вибухи, і навіть з допомогою прискорювачів заряджених частинок. Промислове отримання цезію здійснюють виділенням з суміші осколкових продуктів різними методами. У розчині продуктів розподілу урану дворічної давності зміст цезію 137 становить 4,85%, в розчині п’ятилітньої давності (15,2% сумарною активності. У свіжих продуктах розподілу урану міститься до 6% ізотопів цезия.

Застосовується в хімічних і радиобиологических дослідженнях, в (- дефектоскопії, в радіаційної технології 137Сs використовують як джерела (-излучения.

Метод визначення. У об'єктах довкілля визначення цезію 137 проводять шляхом (-спектрометрії чи радиохимическими методами шляхом попереднього концентрування з наступним осадженням на носителях.

4.4. З т р про зв ц і й.

Природний стронцій складається з суміші стабільних ізотопів: 84Sr (0,56%), 86Sr (9,86%), 87Sr (7,02%), 88Sr (82,56%). Відомі радіоактивні ізотопи з масовими числами 77(83, 85, 89(99. Найбільший токсикологічний інтерес представляє 90Sr з періодом піврозпаду 28,1 року. Чистий (-випромінювач, середня енергія бета частинок (196 кэВ.

Зміст у природі. 90Sr як аналог кальцію бере активну участь в обміні речовин рослин та тварин. З стратосфери стронцій як глобальних випадань потрапляє на грунт, в рослини стронцій може надходити безпосередньо з прямою забруднення листя з грунту через коріння. Щодо дуже багато радіонуклідів накопичують бобові і злаки.

Утворюється під час ділення 235U в ядерно-енергетичних установках і за вибухи. Завдяки повільному розпаду відносне зміст 90Sr в суміші продуктів розподілу урану поступово збільшується: через 3 місяці частку стронцію припадає близько 13% сумарною активності, через 15(20 років (25%.

Антропогенні джерела надходження у довкілля. Стронцій, утворюючись під час ядерні реактори, може вступати у теплоносій. При очищенні теплоносія (в газоподібні і рідкі відходи. Через війну великих ядерних випробувань, і аварій на АЭС.

Методи визначення. Радіоактивний стронцій визначають по дочірньому иттрию, який осаджується як оксалатів (при забруднення радионуклидом менше року) та інші методами з наступним визначенням активності на низкофоновых установках.

4.5. Ц е р і й.

Природні ізотопи 136Се (0,195%), 138Се (0,265%), 140Се (88,45%), 142Се (11,10%). Відомі штучні радіоактивні ізотопи із масовими числами 129(135, 137, 139, 141, 134(148. Радіоактивні ізотопи церію одержують у ядерному реакторі під час ділення ядер атомів важких елементів або за ядерних вибухи. Зміст ізотопів церію в нерозділеним суміші продуктів розподілу становлять 6%. Викликає зацікавлення 144Се, застосовуваний у медицині, період піврозпаду 284,3 діб, чистий (-випромінювач. Енергія випромінювання (-частинок (91 кэВ.

Методи визначення. Визначення змісту 144Се в об'єктах оточуючої середовища проводять за (-, (-випромінюванню на (-(-радіометрах чи спектрометрі. При радиохимическом визначенні в об'єктах довкілля 141Се і 144Се грунтується на груповому осадженні ізотопів рідкісноземельних елементів з носієм лантаном як оксалатів і гидрооксидов з наступним разделением.

4.6. П л у т про зв і й.

Характеристика ізотопів. Стабільних ізотопів нема. Відомі радіоактивні ізотопи із масовими числами 232(246. Практичне значення мають 238Pu і 239Pu. 239Pu (період піврозпаду 24 360 років, випускає (- частки з енергією 5,15 мэВ.

Зміст у природі. 239Pu у природі утворюється в уранових рудах в результаті дію нейтронів на 238U; його вміст у рудах коштує від 0,4 до 15 частин елемента на 1(1012 частин урану. Ізотопи плутонію отримують в уранових реакторах. Також утворюється під час випробуваннях створення ядерної зброї. Антропогенними джерелами надходження у довкілля, є випробувань ядерної зброї, деякі етапи ядерного паливного циклу, аварії на атомних електростанціях, пов’язані з разгерметизацией ядерних систем. Виробництво переробка палива, поховання радіоактивних відходів є також джерелом надходження плутонію в навколишню среду.

Аварія на Чорнобильській АЕС 1986 року призвела до забруднення плутонієм поряд з іншими радіонуклідами значних территорий.

Методи визначення. У навколишньому середовищі для кількісного визначення плутонію використовують кулонометрический (чутливість 5(10(9 г/мл), люмінесцентний (5(10(9 г/мл), радиометрические з адсорбцией на сцинтилляторе чи помирають після попереднього концентрування 239Pu до змісту 1,9 Бк/л та інші методы.

4.7. У р л е р про д.

Природний вуглець складається з суміші двох стабільних ізотопів 12C (98,0992%) і 13С (1,108%). Відомо 6 радіоактивних ізотопів із масовими числами 9(11 і 14(16. Найбільше значення з погляду радіаційної небезпеки представляє долгоживущий ізотоп 14С, кількість що його природної суміші ізотопів вуглецю становить 1(10(10%. Максимальний пробіг (-частинок в речовині дуже малий (31мг/см2. Максимальна енергія (-частинок становить 155 кэВ. Отримують при опроміненні 14N нейтронами.

Антропогенні джерела надходження 14С в довкілля переважно (викиди і стічні води АЕС. Викид ізотопу 14С з реакторів з графітовим замедлителем становить 100 ГБк/МВт (год, з реакторів типу РБМК, ВВЕР і ін. (220(370 МБк/МВт (год. 14С є й однією з компонентів по регенерації палива. У відпрацьованих ТВЭЛах міститься до 75% 14C, що утворився результаті нейтронної активації домішок палива й теплоносителя.

Влучаючи в довкілля 14С бере участь у фотосинтезі, накопичується в рослинах, добре мігрує по харчових ланцюжках. 10% 14С з атмосфери поглинається наземними биоценозами. Інші 90% 14C фіксуються морськими організмами, переважно фитопланктоном.

Методи визначення. Визначення змісту 14С в об'єктах оточуючої середовища грунтується на перетворення вихідного органічного речовини в бензол, що є розчинником рідкої сцинтилляционной системи. Вимірювання активності 14С проводиться на жидкостном сцинтилляционном счетчике.

4.8. Й про д.

Природний ізотоп йоду (127I. Відомі радіоактивні ізотопи з масовими числами 115(126, 128(141. З погляду радіаційну небезпеку інтерес представляє 131I, 132I, 133I, 129I.

Зміст у природі. 129I, 131I, 132I, 133I утворюється в реакціях розподілу урану і плутонію після виходу відповідно 0,8, 3,1, 4,7, 6,9%.

Застосування. 131I і 125I застосовується у фізичної хімії, біології, медицине.

Антропогенними джерелами надходження у довкілля радіоактивного йоду є ядерні вибухи і атомних електростанцій. Йод характеризується високим міграційним здатністю. Надходячи на зовнішній середу, він входить у біологічні ланцюга міграції, стає джерелом зовнішнього й внутрішнього облучения.

Методи визначення. У об'єктах довкілля наявність йоду визначають по даним радіометричних і спектрометрических досліджень. При використанні радіохімічних методів, йод перетворюється на стан із наступної екстракцією і виділенням йодистого серебра.

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ИСТОЧНИКОВ.

1. Шкідливі хімічні речовини. Радіоактивні речовини / Під ред. В.А.

Филова та інших. (Л.: Хімія, 1990.

2. Марьянов Б. М. Радиометрическое титрування. (М.: Атомиздат, 1971. (.

168 с.

3. Савельєв І. У. Курс фізики: У 5 кн. Кн. 5. Квантова оптика. (М.:

Астрель, АСТ, 2003.

4. Сучасні методи поділу й універсального визначення радіоактивних елементів. (.

М.: Наука, 1989. (312 с.

5. Harvey D. Modern analytical chemistry. McGraw-Hill, 2000. (816 p.

6. Moens L., Jakubowski N. Double-Focusing Mass Spectrometers in ICP-MS.

// Analytical News & Features. (1998.

7. Radiation safety training guide for radionuclide users. (1996. — 38 p.