Cтраница 2
Обширные исследования, связанные с открытием изотопов стабильных элементов, первыми измерениями их дефектов масс и распространенности естественных изотопов, были практически завершены к середине 1930 - х годов, когда была выпущена первая Международная таблица изотопов [19], опубликованная в 1936 году. Развитие физических методов измерения масс изотопов позволило, с одной стороны, поставить совершенно новую физическую проблему о распространенности и происхождении различных изотопов элементов в природе ( впервые ее начал изучать, по-видимому, Хар-кинс [20]; подробности о его роли как теоретика в истории исследования изотопов см. [21, 22]), а с другой - провести независимую проверку атомных весов элементов, определенных химическими методами. С этого же времени, наряду с масс-спектроскопией, начинают развиваться и другие методы разделения изотопов. [16]
Элементы побочной подгруппы III группы периодической системы - белые блестящие металлы, достаточно тугоплавкие, очень слабо парамагнитные, с малым числом естественных изотопов. Кристаллические решетки иттрия и - модификаций скандия и лантана построены по типу плотнейшей гексагональной упаковки, а Ас и ( 3-формы Sc и La имеют кубическую гранецентри-рованную решетку. Скандий и иттрий - легкие металлы, лантан и актиний - тяжелые. [17]
Для элемента с порядковым номером 86 принято название - радон по его наиболее долгоживущему природному изотопу с Ti / 3 3 825 дня. Кроме естественных изотопов радона получено искусственно 14 короткоживущих изотопов. [18]
Уже изучены естественные и получены искусственные радиоактивные изотопы редкоземельных элементов. Известно 55 естественных изотопов этих элементов, в том числе 5 радиоактивных. Отметим, что из 56 химических элементов - от водорода до бария - известно лишь 10 природных радиоактивных изотопов с очень большими периодами полураспада. Это означает, что лантаниды в этом отношении представляют особый интерес. [19]
При оценке изотопными методами эксплуатационных запасов, главным образом, с их помощью изучают процессы перетекания и перемешивания. При решении конкретных задач используют следующие естественные изотопы. [20]
При изучении масс-спектра неизвестного соединения отнесение молекулярного иона требует большого внимания и известной осторожности. Дело в том, что, во-первых, из-за наличия естественных изотопов большинство ионов в масс-спектре представлены изотопными кластерами, отражающими естественный изотопный состав входящих в эти ионы элементов ( разд. Во-вторых, молекулярный ион может иметь чрезвычайно низкую интенсивность или вообще отсутствовать, и тогда изотопный кластер с наибольшим значением m / z не будет соответствовать молекулярному иону. В-третьих, наличие примесей с большей молекулярной массой может усложнить масс-спектр. Следовательно, отнесению молекулярного иона должна предшествовать тщательная проверка. [21]
Как показывает опыт развития естественных наук, последние в настоящее время все дальше отходят от описательности при изучении незнакомых объектов, и уже на первых шагах исследований приступают к решению конкретных практических либо теоретических задач. Эта тенденция хорошо проявляется и на всех в совокупности примерах использования рассмотренных естественных изотопов. [22]
Для определения вида пород применяют практически все показатели, получаемые в результате пенетрационного каротажа. В первую очередь используют распределение естественной гамма-активности пород, которая зависит от содержания в них естественных изотопов 40К, урана и тория. Содержание этих изотопов, в свою очередь, зависит от генезиса пород и может изменяться от региона к региону. В целом гамма-активность осадочных пород увеличивается в ряду пески - супеси - суглинки - глины, т.е. возрастает с увеличением глинистости пород, но встречаются и отклонения от указанной закономерности. В частности, гамма-активность торфа и песка примерно одинакова, а кварц-глауко-нитовых четвертичных песков не отличается от гамма-активности глин. [23]
Строительство и эксплуатация туннелей, шахт, карьеров и других горных выработок осложняются существенными, а порой и катастрофическими водопритоками. Наибольший успех в решении задач локализации источников формирования подземных вод, вовлекаемых в горные выработки, оценки вклада различных источников и прогноза водопритоков дает комплексирование методов естественных изотопов и искусственных индикаторов в сочетании с традиционными гидрогеологическими, гидрогеохимическими и геофизическими исследованиями. [24]
![]() |
САР процесса электрохимического окисления цианидов. [25] |
В связи с решением задачи создания бессточных систем водного хозяйства все большее значение приобретает ионообменный метод очистки сточных вод. Он позволяет получить воду, пригодную для использования в оборотных циклах. Ионообменный метод, применяемый для очистки сточных вод гальванических цехов машиностроительных заводов, начинает внедряться и на очистных сооружениях других производств: электрохимических, химических волокон, азотных удобрений, коксохимических, искусственных и естественных изотопов и некоторых других. На установках ионообменной очистки указанных производств из сточной или оборотной воды могут быть извлечены ионы тяжелых металлов, цианиды, аммиак, тиосульфата, роданиды, радиоактивные вещества и другие загрязнения. [26]
В качестве индикаторов используют естественные и искуственные ( техногенные) изотопы, красящие и флуоресцентные вещества, электролиты, благородные газы, фреоны, соли тяжелых металлов и т.п. Принципиального различия между искусственными и естественными индикаторами нет. Эти различия касаются лишь вида индикатора, оказывающегося в изучаемом водном объекте, режима его ввода в изучаемый объект, способа регистрации и интерпретации получаемой информации, а также временных и пространственных масштабов наблюдений. Естественные изотопы и гидрохимические индикаторы ( например, дейтерий, кислород-18, тритий, радиоуглерод, благородные газы и др.) позволяют осуществлять наблюдения глобального, регионального и локального характера, и их использование рассмотрено в третьей части книги. Некоторые искусственные индикаторы, попадающие в окружающую среду с техническими выбросами ( тот же тритий, стронций-90, цезий-134, це-зий-137, церий-144, фреоны, углекислота, сернистые, азотистые соединения, фенолы, нефтепродукты и т.п.), также позволяют вести наблюдения от локального до глобального масштабов. [27]
В настоящее время известно около 1500 различных изотопов: из них только 300 относительно устойчивы. Среди естественных радиоактивных изотопов известно более 40 наименований. Выделение естественных изотопов из природных руд нерационально из-за очень малого их количества в составе руды. [28]
В табл. 4.47 приведены основные характеристики этих изотопов, периоды полураспада которых лежат в области от 74 дней до 12 лет. За исключением цезия-134 и трития, изотопы этой группы обладают высокой температурой плавления и могут использоваться в ИИТ в виде металла. В качестве исходного сырья используют стабильные естественные изотопы того же элемента. Исключение составляет лишь тритий, для получения которого исходным сырьем служит литий-6. Поэтому целесообразно после облучения отделять тритий от инертной массы. [29]
Как уже было сказано, в методе радиоактивных индикаторов применяют вещества, содержащие радиоактивные атомы. Такие вещества называют радиоактивными веществами. Понятие радиоактивное вещество охватывает и элементы, все естественные изотопы которых радиоактивны, и радиоактивные изотопы в химически несвязанном виде или в соединениях, и вещества, в которых радиоактивный изотоп содержится в виде примеси к нерадиоактивным изотопам. Важной характеристикой радиоактивных веществ является удельная активность. [30]