Використання досягнень сучасної ядерної фізики

Усі методи радіоаналітичної хімії можна поділити на дві групи:

— радіохімічний аналіз;

— радіоаналітичні методи.

Радіохімічний аналіз використовується для вивчення систем природних і штучних радіонуклідів.

До групи радіоаналітичних методів належать головним чином індикаторні методи. Вони ґрунтуються на тому, що в аналізований матеріал вводиться радіоактивний ізотоп визначуваного елемента (або його сполука) у відомій кількості й з відомою активністю. До індикаторних методів належать:

— метод ізотопного розведення;

— радіоімунологічний аналіз;

— методи радіоактивних реагентів.

До радіоаналітичних методів належить також активаційний аналіз. Він базується на вивченні радіонукліда, що виник в аналізованому зразку безпосередньо в результаті ядерної реакції. З погляду практичного проведення експерименту цей метод значно складніший, ніж індикаторний.

Існують також неактиваційні методи аналізу. У їхній основі лежать явища поглинання й розсіювання різних видів випромінювання (α-, β-, γ-, нейтронного та ін.) при їхньому проходженні крізь аналізовану речовину. Іншими словами, неактиваційні методи використовують процеси взаємодії випромінювання з речовиною.

Ядерна фізика в археологіїНа перший погляд, ядерна фізика не може мати нічого спільного з археологією — наукою, що вивчає історію людства, спираючись на знайдені матеріальні цінності (знаряддя праці, предмети мистецтва). Однак перед археологами постійно стоїть проблема — як визначити точний вік знахідки? Відповісти на це питання можна, по-перше, спираючись на письмові джерела, а по-друге, за допомогою радіокарбонового методу хронологічного маркування викопних знахідок органічного походження. Винахідник цього методу Ліббі був удостоєний Нобелівської премії з фізики.

Сутність методу полягає у вимірюванні залишкової радіоактивності А знайденого предмета і порівняння її з певним стандартним значенням Аа. Існує сувора залежність між віком предмета й величиною залишкової радіоактивності, що дозволяє точно встановити вік знахідки, тобто чим сильніше відрізняється А від Аа, тим старішим є предмет.

Наведемо теоретичне обґрунтування цього методу. Як відомо, у процесі життєдіяльності рослини засвоюють із повітря СО2 . Основна частина Карбону, що входить до складу вуглекислоти — це ізотопи 12С (99 %) і 13С (≈ 1 %), однак крім них до складу СО2 входить дуже мала (приблизно 10-10%) домішка радіоактивного Карбону І4С, що виникає в результаті ядерної реакції в атмосферному азоті:

Вміст 14С в атмосфері з часом практично не змінюється, тому процентний вміст 14С у живій рослині незмінний.

Період піврозпаду для 14С:

(І4С) ≈ 5000 років.

Таким чином, вимірявши радіоактивність предмета і порівнявши її зі стандартною величиною, можна визначити час виготовлення предмета.

Аналогічно визначається і дата смерті живої істоти Вимірювання радіоактивності останків базується на тому, що протягом життя тварина має постійне число ядер І4С на 1 г Карбону; травоїдні тварини одержують І4С із рослин, а м'ясоїдні — поїдаючи травоїдних.