Радіоактивність і аналіз речовин

Основні показники, що беруться до уваги при виборі індикатора:

— період піврозпаду;

— вид і енергія випромінювання;

— доступність радіонукліда;

— хімічна й радіоактивна чистота;

— хімічна форма.

Період піврозпаду радіонукліда, який збираються використовувати як індикатор, не повинен бути занадто малим. Якщо тривалість експерименту перевищує період піврозпаду в 10 і більше разів, то такий радіонуклід використовувати в тривалому експерименті не можна. Непридатні для радіоіндикаторного методу й радіонукліди з тривалим періодом піврозпаду, тому що в більшості випадків вони випускають випромінювання з низькою енергією Найбільш придатними є радіонукліди з періодом піврозпаду від декількох годин до декількох місяців.

Вид випромінювання радіонукліда має не менше значення, ніж період піврозпаду. а-Випромінювання має занадто малий пробіг, а у-випромінювання — занадто велику проникаючу здатність, що робить роботу з ним небезпечною. Тому найширше застосовують радіонукліди, що випускають β-випромінювання. При роботі з ними легко убезпечити людину. Крім того, існує безліч приладів, що дозволяють виміряти активність р-випромінювання. Найбільш ефективні радіонукліди, які випускають короткохвильове β-випромінювання з енергією Е>0,3 МеВ. Для довгохвильового β-випромінювання застосовуються спеціальні лічильники.

Радіонукліди, що використовуються як індикатори, повинні бути доступні у виготовленні. Насамперед, це радіонукліди, що одержують у ядерному реакторі. Хімічна форма й ступінь очищення речовини також впливають на те, наскільки доступним буде радіоіндикатор, у тому числі й за вартістю.

Хімічна й радіохімічна чистота радіоіндикатора повинна бути дуже високою, тобто речовина повинна мати мінімум сторонніх хімічних елементів або сполук, що випускають випромінювання. Якщо немає можливості забезпечити відсутність сторонніх радіоактивних речовин і елементів, то потрібно, щоб ці домішки були відомі та їхній вплив можна було б оцінити й врахувати. Якщо ж розпізнати радіоактивне забруднення не можна, то радіоіндикаторний метод дасть помилковий результат.

Хімічна форма радіоактивного індикатора і визначуваної речовини повинна бути однаковою, тобто індикатор і. досліджувана речовина повинні мати однаковий кількісний і якісний склад молекули (хімічну формулу). Це особливо важливо для елементів, що можуть перебувати в кількох ступенях окиснювання й утворювати кілька різних сполук з одним елементом.

Активаційний аналізАктиваційний аналіз є методом, що найширше використовується для виявлення та ідентифікації хімічних елементів. Уперше він був застосований у 1936 p., коли Хевеші й Леві за допомогою активації нейтронами визначили сліди диспрозію (Dy) в ітрії (Y).

Сутність методу полягає в тому, що досліджуваний (нерадіоактивний) зразок піддається опроміненню, а потім, заміряючи активність отриманого радіонукліда, встановлюють його кількість, що відповідає кількості досліджуваної речовини. Опромінення проводиться потоком частинок, найчастіше — нейтронів, якими бомбардують зразок, хоча іноді активація проводиться зарядженими частинками або у-квантами. Якщо зразок бомбардується нейтронами, то метод називається нейтронно-активаційним аналізом. Інші способи активації не мають окремих назв і використовуються тільки в спеціальних випадках, коли досліджуваний елемент не активується нейтронами або активується із занадто малим виходом.

Активність, а отже, і кількість радіонукліда, що утворюється в результаті ядерної реакції при активації зразка, прямо пропорційні масі визначуваного елемента в зразку. Отже, за обмірюваною інтенсивністю випромінювання цього радіонукліда в зразку можна встановити кількість досліджуваної речовини, що піддається активізації.