Cтраница 1
Радиохимическое разделение проводят после облучения образцов. Выбор схем разделения зависит от свойств определяемых элементов. С помощью радиохимического выделения в некоторых случаях удается повысить чувствительность определения элементов по сравнению с инструментальными методами, однако радиохимические методы длительны и трудоемки. [1]
Первоначально радиохимическое разделение обычно основывалось на методе осаждения, существенный недостаток которого - соосаждение вместе с выделяемым элементом посторонних радиоэлементов. Поэтому для получения правильных и надежных результатов требуются длительные операции радиохимической очистки, что сильно увеличивает трудоемкость и длительность анализа и делает невозможным использование корот-коживущих радиоизотопов. [2]
Обычно радиохимические разделения весьма трудоемки, требуют выполнения значительного числа ручных операций, большого внимания и часто высокой квалификации исполнителя. Отмеченные обстоятельства обрекают квалифицированного аналитика на выполнение в ходе анализа значительного числа рутинных операций и препятствуют широкому использованию радиохимических методов при серийных анализах. [3]
Правильно построенное радиохимическое разделение позволяет проводить определение большого числа элементов из одной навески и обеспечивает высокую специфичность, надежность и чувствительность анализа. [4]
Для радиохимических разделений используют обычные методы аналитической химии. Однако выполнение радиохимических разделений имеет некоторые особенности, которые вытекают главным образом из того факта, что носителем качественной и количественной информации служит активность радиоизотопов. Поэтому добавление в разумных пределах стабильных изотопов ( а иногда и радиоактивных, но с другой схемой распада) не влияет на результат конечного определения. [5]
При радиохимических разделениях, по крайней мере в тех случаях, когда образцы подвергались облучению частицами с небольшими энергиями, обычно приходится иметь дело с несколькими элементами, имеющими близкие атомные номера. Поэтому методы, предполагаемые полными схемами качественного анализа, часто следует изменять или сокращать. С другой стороны, разделение соседних элементов часто оказывается достаточно затруднительным, что можно видеть на примере таких групп, как Ru, Rh, Pd или Ш, Та, или любой последовательности соседних редкоземельных элементов. Продукты реакций, протекающих под действием частиц с очень высокими энергиями, а также фрагменты, образующиеся при делении ядер, могут иметь атомные номера, различающиеся в довольно широких пределах. В этих случаях методы разделения значительно больше напоминают обычные схемы анализа или чаще предназначаются для отделения одного или нескольких элементов от всех остальных. Последняя группа методов особенно необходима при выделении короткоживущих изотопов, потребовавшем разработки множества специфических приемов. [6]
При радиохимических разделениях получение высокого выхода часто не имеет особого значения в том случае, если величину выхода можно оценить. Высокая химическая чистота препаратов радиоактивных веществ требуется далеко не всегда. Для идентификации и изучения радиоактивных элементов и при многих исследованиях методом меченых атомов она не имеет существенного значения. Для большинства биологических исследований, однако, может потребоваться высокая химическая чистота препарата. С другой стороны, радиохимическая чистота необходима во всех случаях и часто должна быть очень высокой. [7]
В экстракционном радиохимическом разделении широко используются два различных химических метода. В первом из них, хелатном методе, образуется металло-органическое соединение. Второй метод основан на распределении неорганических солей между водной фазой и органической, которая образует с ними слабые комплексы. В хелатном методе равновесие достигается очень медленно, но можно добиться очень четкого разделения. Этот метод удобен при маломасштабных работах. [8]
В большинстве радиохимических разделений, как и в обычных методах химического анализа, важную роль играют методы осаждения. При этом основная трудность возникает в связи с увлечением в осадок других радиоактивных продуктов. Некоторые осадки напри-мер Мп02 и гидроокись железа, настолько эффективны в этом отношении, что их иногда специально добавляют для удаления малых количеств примесей. Другие осадки, например фториды редких земель и сульфид меди, осаждаемые в кислом растворе, или элементарный теллур, выделяющийся в осадок при восстановлении сернистым ангидридом, почти не адсорбируют вещества, растворимые в данных условиях; эти радиоактивные вещества, следовательно, можно иногда отделить ( сохранить в растворе) без прибавления удерживающих носителей. Большинство осадков проявляет в этом отношении промежуточные свойства. Радиоактивное вещество, находящееся в растворе без носителя, может адсорбироваться также и на осадках, полученных предварительно и добавляемых к раствору в виде суспензии. Однако выделение на заранее приготовленных осадках обычно менее эффективно, чем соосаждение. [9]
Схема анализа с быстрым радиохимическим разделением примерно следующая. Пробу и эталон ( монитор) транспортируют на облучение и обратно с помощью пневмопочты. Облученную пробу быстро растворяют, используя подходящие реагенты. Для проб, плохо растворяющихся в воде или кислотах, часто применяют плавку с перекисью натрия в никелевом тигле. Тонкоизмельченную пробу вносят в тигель, в котором уже расплавлено несколько граммов Na2Oa, тигель нагревают на горелке до красного каления и быстро охлаждают, погружая в холодную воду. Затем плав обрабатывают кислотой. Таким образом удается переводить в раствор пробы горных пород и биологические пробы в течение 1 мин. После этого следуют химическое выделение и измерение на сцинтилляционном гамма-спектрометре. Химический выход обычно определяют после измерения активности раствора. [10]
Применение дистилляции для проведения радиохимических разделений при выполнении активационного анализа различных объектов весьма разнообразно. Так, дистилляция - очень эффективный метод в тех случаях, когда она может быть использована для удаления макрокомпонентов облученной пробы, особенно если ее можно применить на первой стадии радиохимической обработки. [11]
Иногда приходится планировать проведение радиохимических разделений в весьма специфических условиях. Так, химическая обработка сильноактивных проб должна проводиться в защитной камере с дистанционным манипулятором. [12]
В общем, если проводят радиохимические разделения после облучения, помехи можно фактически исключить, так как перед измерением определяемый элемент химически отделяют от других элементов. Поскольку такие разделения требуют времени и разрушают образец, обычно ( когда это возможно) предпочитают более быстрый чисто инструментальный метод без разрушения образца, основанный на использовании многоканальной у-снект-рометрии. При этом в некоторых случаях возникают помехи двух видов. [13]
Одним из наиболее удобных методов радиохимического разделения, особенно для маломасштабных работ, служит ионный обмен. Этот процесс имеет место в том случае, когда твердый продукт, содержащий как связанные ионы, так и очень подвижные ионы противоположного знака, контактирует с раствором электролита. Ионообменные свойства обнаруживают многие природные и синтетические неорганические материалы, а также синтетические органические материалы. Из них вполне доступны и нашли широкое применение органические смолы, обладающие разнообразными свойствами. [14]
Эти методы резко сокращают время радиохимических разделений и повышают чувствительность определений, что особенно важно при работе с короткоживущими изотопами. [15]