Radioaktyvumo taikymas. Radioaktyvumas

3 įvadas

1 Radioaktyvumas 5

1.1 tipai radioaktyvusis skilimas ir radioaktyvioji spinduliuotė 5

1.2 Radioaktyvaus skilimo dėsnis 7

radiacija 8

1.4 Šaltinio klasifikacija radioaktyvioji spinduliuotė ir radioaktyvieji izotopai 10

2 Analizės metodai, pagrįsti radioaktyvumo matavimais 12

2.1 Natūralaus radioaktyvumo panaudojimas analizei 12

2.2 Aktyvinimo analizė 12

2.3 Izotopų skiedimo metodas 14

2.4 Radiometrinis titravimas 14

3 Radioaktyvumo taikymas 18

3.1 Radioaktyviųjų atsekamųjų medžiagų taikymas analitinėje chemijoje 18

3.2 Taikymas radioaktyvieji izotopai 22

25 išvada

Naudotų šaltinių sąrašas 26

Įvadas

Radioaktyvumu pagrįsti analizės metodai atsirado branduolinės fizikos, radiochemijos ir branduolinės technologijos vystymosi eroje ir dabar sėkmingai naudojami atliekant įvairias analizes, įskaitant pramonę ir geologijos tarnybą.

Pagrindiniai analitinių metodų, pagrįstų radioaktyviosios spinduliuotės matavimu, privalumai yra žemas analizuojamo elemento aptikimo slenkstis ir platus universalumas. Radioaktyvacijos analizė turi absoliučiai žemiausią aptikimo slenkstį tarp visų kitų analizės metodų (10 -15 g). Kai kurių radiometrinių metodų pranašumas yra analizė nesunaikinant mėginio, o metodų, pagrįstų natūralaus radioaktyvumo matavimu, pranašumas yra analizės greitis. Vertinga radiometrinio izotopų skiedimo metodo savybė yra galimybė analizuoti elementų, turinčių panašias chemines ir analitines savybes, mišinį, pavyzdžiui, cirkonį – hafnį, niobį – tantalą ir kt.

Papildomas komplikacijas dirbant su radioaktyviais vaistais sukelia toksinės radioaktyviosios spinduliuotės savybės, kurios nesukelia tiesioginės organizmo reakcijos ir dėl to apsunkina savalaikį būtinų priemonių taikymą. Tai sustiprina poreikį griežtai laikytis saugos priemonių dirbant su radioaktyviais vaistais. IN būtini atvejai dirbti su radioaktyviosios medžiagosįvyksta specialiose kamerose esančių vadinamųjų manipuliatorių pagalba, o pats analitikas lieka kitoje patalpoje, patikimai apsaugotoje nuo radioaktyviosios spinduliuotės poveikio.

Radioaktyvieji izotopai naudojami atliekant šiuos analizės metodus:

1. nusodinimo metodas esant radioaktyvusis elementas;
2. izotopų praskiedimo metodas;
3. radiometrinis titravimas;
4. aktyvavimo analizė;
5. apibrėžimai, pagrįsti natūraliai susidarančių izotopų radioaktyvumo matavimais.

Laboratorinėje praktikoje radiometrinis titravimas naudojamas palyginti retai. Aktyvinimo analizės taikymas yra susijęs su galingų šiluminių neutronų šaltinių naudojimu, todėl šis metodas vis dar yra ribotas.

Šiame kursinis darbas Nagrinėjami radioaktyvumo reiškinį naudojančių analizės metodų teoriniai pagrindai ir jų praktinis pritaikymas.

1 Radioaktyvumas

1.1 Radioaktyvaus skilimo ir radiacijos rūšys

Radioaktyvumas yra spontaniškas cheminio elemento atomo branduolio virsmas (skilimas), dėl kurio pasikeičia jo atominis skaičius arba masės skaičiaus pokytis. Dėl šios branduolio transformacijos išsiskiria radioaktyvioji spinduliuotė.

Radioaktyvumo atradimas datuojamas 1896 m., kai A. Becquerelis atrado, kad uranas spontaniškai skleidžia spinduliuotę, kurią pavadino radioaktyvia (iš radio – emit, o activas – veiksminga).

Radioaktyvioji spinduliuotė atsiranda savaiminio skilimo metu atomo branduolys. Keletas radioaktyvaus skilimo ir radioaktyviųjų
radiacija.

Ra → Rn + He;

U → Th + α (He).

Pagal radioaktyvaus poslinkio dėsnį α-skilimas sukuria atomą, kurio atominis skaičius yra du vienetai, o jo masė yra keturiais vienetais mažesnė už pradinio atomo.

2) β-skilimas. Yra keletas β skilimo tipų: elektroninis β skilimas; pozitronų β skilimas; K-grab. Pavyzdžiui, elektroninio β skilimo atveju

Sn → Y + β - ;

P → S + β - .

neutronas branduolio viduje virsta protonu. Kai išsiskiria neigiamo krūvio β dalelė, elemento atominis skaičius padidėja vienu ir atominė masė praktiškai nesikeičia.

Pozitrono β skilimo metu iš atomo branduolio išsiskiria pozitronas (β + dalelė), o vėliau branduolio viduje virsta neutronu. Pavyzdžiui:

Na → Ne + β +

Pozitrono gyvenimo trukmė yra trumpa, nes jam susidūrus su elektronu įvyksta anihiliacija, kurią lydi γ kvantų emisija.

K fiksuojant atomo branduolys pagauna elektroną iš šalia esančio elektronų apvalkalo (iš K apvalkalo), o vienas iš branduolio protonų paverčiamas neutronu.
Pavyzdžiui,

K + e - = Ar + hv

Vienas iš išorinio apvalkalo elektronų pasislenka į laisvą vietą K apvalkale, kurį lydi kieto sluoksnio emisija. rentgeno spinduliuotė.

3) Spontaniškas dalijimasis. Tai būdinga elementams periodinė lentelė D.I. Mendelejevas su Z > 90. Spontaniško dalijimosi metu sunkieji atomai yra suskirstyti į fragmentus, kurie dažniausiai yra L.I. lentelės viduryje. Savaiminis skilimas ir α skilimas riboja naujų transurano elementų gamybą.

α ir β dalelių srautas vadinamas atitinkamai α ir β spinduliuote. Be to, žinoma γ spinduliuotė. Tai labai trumpo bangos ilgio elektromagnetiniai virpesiai. Iš esmės γ spinduliuotė yra artima kietiesiems rentgeno spinduliams ir skiriasi nuo jos intrabranduolinės kilmės. Rentgeno spinduliuotė atsiranda perėjimų metu atomo elektroniniame apvalkale, o γ spinduliuotę skleidžia sužadinti atomai, atsirandantys dėl radioaktyvaus skilimo (α ir β).

Dėl radioaktyvaus skilimo gaunami elementai, kurie pagal savo branduolinį krūvį (eilės skaičių) turi būti patalpinti į jau užimtas periodinės sistemos ląsteles elementais, turinčiais tą patį. serijos numeris, bet kitokios atominės masės. Tai yra vadinamieji izotopai. Autorius cheminės savybės paprastai manoma, kad jų negalima atskirti, todėl izotopų mišinys dažniausiai traktuojamas kaip vienas elementas. Izotopinės sudėties nekintamumas didžiojoje daugumoje cheminės reakcijos kartais vadinamas izotopinės sudėties pastovumo dėsniu. Pavyzdžiui, natūraliuose junginiuose esantis kalis yra izotopų mišinys: 93,259 % nuo 39 K, 6,729 % iš 41 K ir 0,0119 % iš 40 K (K sugavimas ir β skilimas). Kalcis turi šešis stabilius izotopus, kurių masės skaičiai yra 40, 42, 43, 44, 46 ir 48. Cheminėse analitinėse ir daugelyje kitų reakcijų šis santykis praktiškai nesikeičia, todėl cheminės reakcijos dažniausiai nenaudojamos izotopams atskirti. Dažniausiai tam naudojami įvairūs fizikiniai procesai – difuzija, distiliavimas ar elektrolizė.

Izotopų aktyvumo vienetas yra bekerelis (Bq), lygus nuklido aktyvumui radioaktyviame šaltinyje, kuriame vienas skilimo įvykis įvyksta per 1 s.

1.2 Radioaktyvaus skilimo dėsnis

Radioaktyvumas, pastebėtas esančiuose branduoliuose gamtinės sąlygos, vadinamas natūraliu, branduolių radioaktyvumas, gautas vykstant branduolinėms reakcijoms, vadinamas dirbtiniu.

Tarp dirbtinių ir natūralus radioaktyvumas esminio skirtumo nėra. Radioaktyviosios transformacijos procesas abiem atvejais paklūsta tiems patiems dėsniams – radioaktyviosios transformacijos dėsniui:

Jei t = 0, tai const = -lg N 0. Pagaliau

kur A yra veikla laiko momentu t; A 0 – aktyvumas, kai t = 0.

(1.3) ir (1.4) lygtys apibūdina radioaktyvaus skilimo dėsnį. Kinetikoje tai žinomos kaip pirmosios eilės reakcijos lygtys. Pusinės eliminacijos laikas T 1/2 paprastai nurodomas kaip radioaktyvaus skilimo greičio charakteristika, kuri, kaip ir λ, yra pagrindinė proceso charakteristika, kuri nepriklauso nuo medžiagos kiekio.

Pusinės eliminacijos laikas yra laikotarpis, per kurį tam tikras radioaktyviosios medžiagos kiekis sumažėja perpus.

Įvairių izotopų pusinės eliminacijos laikas labai skiriasi. Jis yra maždaug nuo 10 10 metų iki nereikšmingų akcijų sekundžių. Žinoma, medžiagos, kurių pusinės eliminacijos laikas yra 10–15 minučių. o mažesnius sunku naudoti laboratorijoje. Laboratorijoje taip pat nepageidautini izotopai, kurių pusinės eliminacijos laikas yra labai ilgas, nes atsitiktinai šiomis medžiagomis užteršus aplinkinius objektus, patalpoms ir instrumentams nukenksminti reikės specialaus darbo.

1.3 Radioaktyviosios spinduliuotės sąveika su medžiaga ir skaitikliais

radiacija

Dėl radioaktyviosios spinduliuotės sąveikos su medžiaga įvyksta medžiagos, per kurią ji praeina, atomų ir molekulių jonizacija ir sužadinimas. Spinduliuotė taip pat sukuria šviesos, fotografinius, cheminius ir biologinius efektus. Radioaktyvioji spinduliuotė sukelia daugybę cheminių reakcijų dujose, tirpaluose ir kietosiose medžiagose. Paprastai jie sujungiami į radiacinių-cheminių reakcijų grupę. Tai apima, pavyzdžiui, vandens skilimą (radiolizę), kai susidaro vandenilis, vandenilio peroksidas ir įvairūs radikalai, kurie dalyvauja redokso reakcijose su ištirpusiomis medžiagomis.

Radioaktyvioji spinduliuotė sukelia įvairius radiocheminius įvairių organinių junginių – aminorūgščių, rūgščių, alkoholių, eterių ir kt. Intensyvi radioaktyvioji spinduliuotė sukelia stiklo vamzdelių švytėjimą ir daugybę kitų efektų kietosios medžiagos. Remiantis radioaktyviosios spinduliuotės sąveikos su medžiaga tyrimu įvairių būdų aptikti ir išmatuoti radioaktyvumą.

Priklausomai nuo veikimo principo, radioaktyviosios spinduliuotės skaitikliai skirstomi į kelias grupes.

Jonizacijos skaitikliai. Jų veikimas pagrįstas jonizacijos atsiradimu arba dujų išleidimas, kurią sukelia jonizacija, kai radioaktyviosios dalelės arba γ-kvantai patenka į skaitiklį. Tarp dešimčių prietaisų, naudojančių jonizaciją, būdinga jonizacijos kamera ir Geigerio-Muller skaitiklis, kuris yra labiausiai paplitęs chemijos analizės ir radiochemijos laboratorijose.

Radiocheminėms ir kitoms laboratorijoms pramonė gamina specialius skaičiavimo įrenginius.

Scintiliacijos skaitikliai. Šių skaitiklių veikimas pagrįstas scintiliatoriaus atomų sužadinimu γ kvantais arba pro skaitiklį praeinančia radioaktyvia dalele. Sužadinti atomai, grįžę į normalią būseną, skleidžia šviesos blyksnį.

Pradiniu branduolinių procesų tyrimo laikotarpiu svarbus vaidmuo teko regos scintiliacijos skaičiavimui, tačiau vėliau jį išstūmė pažangesnis Geigerio-Müllerio skaitiklis. Šiuo metu scintiliacijos metodas vėl tapo plačiai naudojamas naudojant fotodaugintuvą.

Čerenkovas skaito. Šių skaitiklių veikimas pagrįstas Čerenkovo ​​efekto panaudojimu, kuris susideda iš šviesos spinduliavimo, kai įkrauta dalelė juda skaidrioje medžiagoje, jei dalelių greitis viršija šviesos greitį šioje terpėje. Dalelės superluminalinio greičio tam tikroje terpėje faktas, žinoma, neprieštarauja reliatyvumo teorijai, nes šviesos greitis bet kurioje terpėje visada yra mažesnis nei vakuume. Medžiagoje esančios dalelės judėjimo greitis gali būti didesnis nei šviesos greitis šioje medžiagoje, o tuo pačiu likti mažesnis už šviesos greitį vakuume, visiškai atitinkantis reliatyvumo teoriją. Čerenkovo ​​skaitikliai naudojami tyrimams su labai greitomis dalelėmis, tyrimams erdvėje ir pan., nes jų pagalba galima nustatyti daugybę kitų svarbių dalelių charakteristikų (jų energija, judėjimo kryptis ir kt.).

1.4 Radioaktyviosios spinduliuotės šaltinių klasifikacija ir

radioaktyvieji izotopai

Radioaktyviosios spinduliuotės šaltiniai skirstomi į uždarus ir atvirus. Uždaryta – turi būti sandari. Atviras – bet kokie nesandarūs spinduliuotės šaltiniai, galintys radioaktyviai užteršti orą, įrangą, stalo paviršius, sienas ir kt.

Dirbant su uždaraisiais šaltiniais, būtinos atsargumo priemonės apsiriboja apsauga nuo išorinės spinduliuotės.

Uždaryti spinduliuotės šaltiniai, kurių aktyvumas didesnis nei 0,2 g-ekv. Radis turi būti dedamas į apsauginius įtaisus su nuotolinio valdymo pultu ir montuojamas specialiai įrengtose patalpose.

Trumpas aprašymas

Papildomas komplikacijas dirbant su radioaktyviais vaistais sukelia toksinės radioaktyviosios spinduliuotės savybės, kurios nesukelia tiesioginės organizmo reakcijos ir dėl to apsunkina savalaikį būtinų priemonių taikymą. Tai sustiprina poreikį griežtai laikytis saugos priemonių dirbant su radioaktyviais vaistais. Reikalingais atvejais darbas su radioaktyviosiomis medžiagomis vyksta vadinamųjų manipuliatorių pagalba specialiose kamerose, o pats analitikas lieka kitoje patalpoje, patikimai apsaugotoje nuo radioaktyviosios spinduliuotės poveikio.

Turinys

3 įvadas
1 Radioaktyvumas 5
1.1 Radioaktyvaus skilimo ir radiacijos tipai 5
1.2 Radioaktyvaus skilimo dėsnis 7
1.3 Radioaktyviosios spinduliuotės sąveika su medžiaga ir skaitikliais
radiacija 8
1.4 Radioaktyviosios spinduliuotės šaltinių ir radioaktyviųjų izotopų klasifikacija 10
2 Analizės metodai, pagrįsti radioaktyvumo matavimais 12
2.1 Natūralaus radioaktyvumo panaudojimas analizei 12
2.2 Aktyvinimo analizė 12
2.3 Izotopų skiedimo metodas 14
2.4 Radiometrinis titravimas 14
3 Radioaktyvumo taikymas 18
3.1 Radioaktyviųjų atsekamųjų medžiagų naudojimas analitinė chemija 18
3.2 Radioaktyviųjų izotopų taikymas 22
25 išvada
Naudotų šaltinių sąrašas 26

Radioaktyviosios spinduliuotės poveikis žmogui

Visų tipų radioaktyvioji spinduliuotė (alfa, beta, gama, neutronai), taip pat elektromagnetinė spinduliuotė (rentgeno spinduliai) turi labai stiprų biologinį poveikį gyviems organizmams, kuriuos sudaro atomų ir molekulių sužadinimo ir jonizacijos procesai. iki gyvų ląstelių. Jonizuojančiosios spinduliuotės įtakoje sunaikinamos sudėtingos molekulės ir ląstelių struktūros, o tai lemia radiacijos žala organizmui. Todėl dirbant su bet kokiu spinduliuotės šaltiniu būtina imtis visų atsargumo priemonių radiacinė apsaugažmonių, kurie gali būti veikiami radiacijos.

Tačiau žmogus gali būti veikiamas jonizuojančiosios spinduliuotės ir gyvenimo sąlygas. Inertiškos, bespalvės radioaktyvios dujos radonas gali kelti rimtą pavojų žmonių sveikatai. Tai radžio skilimo produktas, kurio pusinės eliminacijos laikas T = 3,82 dienos. Radžio nedideliais kiekiais yra dirvožemyje, akmenyse ir įvairiose statybinėse konstrukcijose. Nepaisant santykinai trumpo tarnavimo laiko, radono koncentracija nuolat pildosi dėl naujų radžio branduolių skilimo, todėl radonas gali kauptis patalpose. Patekęs į plaučius, radonas išskiria -daleles ir virsta poloniu, kuris nėra chemiškai inertiška medžiaga. Toliau pateikiama urano serijos radioaktyviųjų transformacijų grandinė. Pasak Amerikos komisijos radiacinė sauga ir kontrolę, žmogus vidutiniškai gauna 55% jonizuojančiosios spinduliuotės dėl radono ir tik 11% dėl medicinos paslaugos. Kosminių spindulių indėlis yra maždaug 8%. Bendra radiacijos dozė, kurią žmogus gauna per savo gyvenimą, yra daug kartų mažesnė didžiausia leistina dozė(SDA), kuris yra nustatytas tam tikrų profesijų žmonėms, kurie yra papildomai veikiami jonizuojančiosios spinduliuotės.

Radioaktyviųjų izotopų taikymas

Vienas ryškiausių tyrimų, atliktų naudojant „pažymėtus atomus“, buvo organizmų metabolizmo tyrimas. Įrodyta, kad per gana trumpą laiką organizmas beveik visiškai atsinaujina. Jį sudarantys atomai pakeičiami naujais. Tik geležis, kaip parodė kraujo izotopų tyrimai, yra šios taisyklės išimtis. Geležis yra raudonųjų kraujo kūnelių hemoglobino dalis. Kai radioaktyvieji geležies atomai buvo patalpinti į maistą, buvo nustatyta, kad fotosintezės metu išsiskyręs laisvas deguonis iš pradžių buvo vandens dalis, o ne anglies dvideginio. Radioaktyvieji izotopai medicinoje naudojami tiek diagnostikos, tiek gydymo tikslais. Radioaktyvusis natris, suleidžiamas nedideliais kiekiais į kraują, naudojamas tirti kraujotaką, ypač sergant Greivso liga, jodas intensyviai nusėda skydliaukėje. Stebint radioaktyvaus jodo nusėdimą matuokliu, galima greitai nustatyti diagnozę. Didelės radioaktyvaus jodo dozės sukelia dalinį nenormaliai besivystančių audinių sunaikinimą, todėl radioaktyvusis jodas naudojamas Greivso ligai gydyti. Gydymui naudojama intensyvi kobalto gama spinduliuotė vėžio ligos(kobalto pistoletas).

Ne mažiau platus radioaktyviųjų izotopų panaudojimas pramonėje. Vienas iš pavyzdžių yra toks variklių stūmoklio žiedų susidėvėjimo stebėjimo metodas vidaus degimas. Apšvitindami stūmoklio žiedą neutronais, jie sukelia jame branduolines reakcijas ir daro jį radioaktyvų. Kai variklis veikia, žiedinės medžiagos dalelės patenka į tepalinę alyvą. Ištyrus radioaktyvumo lygį alyvoje po tam tikro variklio veikimo laiko, nustatomas žiedo susidėvėjimas. Radioaktyvieji izotopai leidžia spręsti apie metalų difuziją, procesus aukštakrosnėse ir kt.

Galinga gama spinduliuotė radioaktyvūs vaistai naudojami tyrimams vidinė struktūra metalo liejinius, siekiant aptikti jų defektus.

Radioaktyvieji izotopai vis dažniau naudojami žemės ūkis. Augalų sėklų (medvilnės, kopūstų, ridikėlių ir kt.) švitinimas mažomis dozėmis radioaktyviųjų vaistų gama spinduliai žymiai padidina derlių. Didelės radiacijos dozės sukelia augalų ir mikroorganizmų mutacijas, kurios kai kuriais atvejais veda prie naujų vertingų savybių turinčių mutantų atsiradimo (radijo atranka). Taip buvo sukurtos vertingos kviečių, pupų ir kitų kultūrų veislės, gauti labai produktyvūs mikroorganizmai, naudojami antibiotikų gamyboje. Radioaktyviųjų izotopų gama spinduliuotė taip pat naudojama kovojant su kenksmingais vabzdžiais ir apsaugai maisto produktai. „Žymėti atomai“ plačiai naudojami žemės ūkio technologijose. Pavyzdžiui, norint išsiaiškinti, kokias fosforo trąšas augalas geriau pasisavina, įvairios trąšos ženklinamos radioaktyviuoju fosforu 15 32P. Tuomet ištyrus augalų radioaktyvumą, galima nustatyti fosforo kiekį, kurį jie pasisavino iš skirtingų trąšų rūšių. Įdomi aplikacija radioaktyvumas – archeologinių ir geologinių radinių datavimo pagal radioaktyviųjų izotopų koncentraciją metodas. Dažniausiai naudojamas radioaktyviosios anglies pažintys pažintys. Nestabilus anglies izotopas atmosferoje atsiranda dėl kosminių spindulių sukeltų branduolinių reakcijų. Nedidelė šio izotopo dalis randama ore kartu su įprastu stabiliu izotopu Augalai ir kiti organizmai paima anglį iš oro ir kaupia abu izotopus tokiomis pat proporcijomis kaip ir ore. Kai augalai miršta, jie nustoja vartoti anglį ir nestabilus izotopas dėl skilimo jis palaipsniui virsta azotu, kurio pusinės eliminacijos laikas yra 5730 metų. Tiksliai išmatavus santykinę radioaktyviosios anglies koncentraciją senovės organizmų liekanose, galima nustatyti jų žūties laiką.

Radioaktyvumo taikymas.

1. Biologiniai veiksmai. Radioaktyvioji spinduliuotė neigiamai veikia gyvas ląsteles. Šio veiksmo mechanizmas yra susijęs su atomų jonizacija ir molekulių skaidymu ląstelėse greitai įkraunamoms dalelėms praeinant. Spartaus augimo ir dauginimosi būklės ląstelės yra ypač jautrios radiacijos poveikiui. Ši aplinkybė naudojama vėžio navikams gydyti.

Terapiniais tikslais naudojami radioaktyvūs vaistai, skleidžiantys g spinduliuotę, nes pastarieji prasiskverbia į organizmą be pastebimo susilpnėjimo. Kai spinduliuotės dozės nėra per didelės, vėžio ląstelės žūva, o paciento organizmui nepadaroma didelė žala. Reikia pažymėti, kad vėžio radioterapija, kaip ir rentgeno terapija, jokiu būdu nėra universali priemonė kuris visada veda į gydymą.

Per didelės radioaktyviosios spinduliuotės dozės sukelia rimtos ligos gyvūnai ir žmonės (vadinamoji spindulinė liga) gali baigtis mirtimi. Labai mažomis dozėmis radioaktyvioji spinduliuotė, daugiausia a-spinduliuotė, priešingai, stimuliuoja kūną. Tai siejama su gydomuoju radioaktyviųjų medžiagų poveikiu mineraliniai vandenys kuriuose yra nedideli radžio arba radono kiekiai.

2. Šviečiantys junginiai švyti, veikiant radioaktyviajai spinduliuotei (plg. § 213). Pridedant prie liuminescencinės medžiagos (pavyzdžiui, cinko sulfido) labai mažas kiekis Radžio druskos naudojamos nuolat žėrintiems dažams ruošti. Šie dažai, naudojami ant laikrodžių ciferblatų ir rodyklių, taikiklių ir kt., daro juos matomus tamsoje.

3. Žemės amžiaus nustatymas. Paprasto švino, išgaunamo iš rūdų, kuriose nėra radioaktyviųjų elementų, atominė masė yra 207,2, o švino, susidariusio dėl urano skilimo, atominė masė yra 206. Kai kuriuose urano mineraluose esančio švino atominė masė yra būti labai artimas 206. Vadinasi, šie mineralai susidarymo metu (kristalizacija iš lydalo ar tirpalo) švino neturėjo; viso švino, esančio tokiuose mineraluose, susikaupusio dėl urano skilimo. Taikant radioaktyvaus skilimo dėsnį, galima nustatyti jo amžių pagal švino ir urano kiekių santykį minerale.

Šiuo metodu nustatomas mineralų amžius įvairios kilmės kuriame yra urano, matuojama šimtais milijonų metų. Seniausi mineralai yra daugiau nei 1,5 milijardo metų.

Radioaktyvioji (arba jonizuojanti) spinduliuotė yra energija, kurią atomai išskiria dalelių arba bangų pavidalu. elektromagnetinė prigimtis. Žmones toks poveikis yra veikiamas tiek iš natūralių, tiek iš antropogeninių šaltinių.

Naudingos radiacijos savybės leido ją sėkmingai panaudoti pramonėje, medicinoje, moksliniai eksperimentai ir mokslinių tyrimų, žemės ūkio ir kitose srityse. Tačiau plintant šiam reiškiniui iškilo grėsmė žmonių sveikatai. Maža radioaktyviosios spinduliuotės dozė gali padidinti riziką susirgti sunkiomis ligomis.

Skirtumas tarp radiacijos ir radioaktyvumo

Radiacija, in plačiąja prasme, reiškia spinduliuotę, tai yra energijos sklidimą bangų ar dalelių pavidalu. Radioaktyvioji spinduliuotė skirstoma į tris tipus:

• alfa spinduliuotė – helio-4 branduolių srautas;
• beta spinduliuotė – elektronų srautas;
• Gama spinduliuotė yra didelės energijos fotonų srautas.

Radioaktyviosios spinduliuotės charakteristikos priklauso nuo jų energijos, perdavimo savybių ir skleidžiamų dalelių tipo.

Alfa spinduliuotė, kuri yra kraujo kūnelių srautas su teigiamas krūvis, gali uždelsti oras ar drabužiai. Ši rūšis praktiškai neprasiskverbia į odą, tačiau patekusi į organizmą, pavyzdžiui, per įpjovimus, yra labai pavojinga ir neigiamai veikia vidaus organus.

Beta spinduliuotė turi daugiau energijos – elektronai juda kartu didelis greitis, o jų dydžiai nedideli. Štai kodėl šio tipo spinduliuotė pro plonus drabužius ir odą prasiskverbia giliai į audinius. Beta spinduliuotė gali būti apsaugota naudojant kelių milimetrų storio aliuminio lakštą arba storą medinę lentą.

Gama spinduliuotė yra didelės energijos elektromagnetinio pobūdžio spinduliuotė, kuri turi stiprią prasiskverbimo savybę. Norėdami apsisaugoti nuo jo, turite naudoti storą betono sluoksnį arba plokštę sunkieji metalai pvz., platina ir švinas.

Radioaktyvumo reiškinys buvo atrastas 1896 m. Atradimas buvo padarytas prancūzų fizikas Bekerelis. Radioaktyvumas yra objektų, junginių, elementų gebėjimas skleisti jonizuojančiąją spinduliuotę, tai yra spinduliuotę. Reiškinio priežastis – atomo branduolio nestabilumas, kuris irimo metu išskiria energiją. Yra trys radioaktyvumo tipai:

• natūralus – būdingas sunkūs elementai, kurio serijos numeris didesnis nei 82;
• dirbtinis – inicijuotas specialiai branduolinių reakcijų pagalba;
• sukeltas - būdingas objektams, kurie patys tampa spinduliuotės šaltiniu, jei yra stipriai apšvitinti.

Radioaktyvūs elementai vadinami radionuklidais. Kiekvienam iš jų būdinga:

• pusinės eliminacijos laikas;
• skleidžiamos spinduliuotės tipas;
• spinduliuotės energija;
• ir kitos savybės.

Radiacijos šaltiniai

Žmogaus kūnas yra reguliariai veikiamas radioaktyviosios spinduliuotės. Maždaug 80% kasmet gaunamos sumos gaunama iš kosminiai spinduliai. Ore, vandenyje ir dirvožemyje yra 60 radioaktyvių elementų, kurie yra šaltiniai natūrali spinduliuotė. Pagrindinis natūralus šaltinis laikoma radiacija inertinės dujos radonas, išsiskiriantis iš žemės ir akmenys. Radionuklidai į žmogaus organizmą patenka ir su maistu. Dalis jonizuojančiosios spinduliuotės, kurią veikia žmonės, gaunama iš žmogaus sukurtų šaltinių, tokių kaip branduolinės energijos generatoriai ir branduoliniai reaktoriai spinduliuotei, naudojamai gydymui ir diagnostikai. Šiandien įprasta dirbtiniais šaltiniais spinduliuotė yra:

• medicininė įranga (pagrindinė antropogeninis šaltinis spinduliuotė);
• radiochemijos pramonė (branduolinio kuro gavyba, sodrinimas, branduolinių atliekų perdirbimas ir jų panaudojimas);
• radionuklidai, naudojami žemės ūkyje ir lengvojoje pramonėje;
• avarijos radiocheminėse gamyklose, branduoliniai sprogimai, radiacijos emisija
• statybinės medžiagos.

Remiantis įsiskverbimo į kūną metodu, radiacijos apšvita skirstoma į dvi rūšis: vidinę ir išorinę. Pastarasis būdingas ore pasklidusiems radionuklidams (aerozoliui, dulkėms). Jie patenka ant jūsų odos ar drabužių. Tokiu atveju spinduliuotės šaltinius galima pašalinti juos nuplaunant. Išorinė spinduliuotė sukelia gleivinių ir odos nudegimus. At vidinis tipas Radionuklidas patenka į kraują, pavyzdžiui, suleidžiamas į veną arba per žaizdą, ir pašalinamas išskyrimo arba gydymo būdu. Toks spinduliavimas provokuoja piktybinius navikus.

Radioaktyvusis fonas labai priklauso nuo geografinė padėtis– kai kuriuose regionuose radiacijos lygis gali būti šimtus kartų didesnis nei vidutinis.

Radiacijos poveikis žmonių sveikatai

Radioaktyvioji spinduliuotė dėl savo jonizuojančio poveikio sukelia laisvųjų radikalų susidarymą žmogaus organizme – chemiškai aktyvių agresyvių molekulių, sukeliančių ląstelių pažeidimą ir žūtį.

Virškinimo trakto ląstelės, reprodukcinės ir hematopoetinės sistemos. Radioaktyvioji apšvita sutrikdo jų darbą ir sukelia pykinimą, vėmimą, žarnyno veiklos sutrikimus, karščiavimą. Paveikdamas akies audinius, jis gali sukelti radiacinę kataraktą. Į pasekmes jonizuojanti spinduliuotė taip pat apima pažeidimus, tokius kaip kraujagyslių sklerozė, imuniteto pablogėjimas ir genetinio aparato sutrikimas.

Paveldimų duomenų perdavimo sistema yra gerai organizuota. Laisvieji radikalai o jų dariniai gali sutrikdyti DNR nešiklio struktūrą genetinė informacija. Tai veda prie mutacijų, kurios turi įtakos vėlesnių kartų sveikatai.

Radioaktyviosios spinduliuotės poveikio organizmui pobūdį lemia keli veiksniai:

• spinduliuotės tipas;
• spinduliuotės intensyvumas;
• individualios organizmo savybės.

Radioaktyviosios spinduliuotės poveikis gali pasireikšti ne iš karto. Kartais jo pasekmės tampa pastebimos po ilgo laiko tarpo. Be to, didelė vienkartinė spinduliuotės dozė yra pavojingesnė nei ilgalaikis mažų dozių poveikis.

Sugertos spinduliuotės kiekis apibūdinamas dydžiu, vadinamu Sivertu (Sv).

• Normali foninė spinduliuotė neviršija 0,2 mSv/h, o tai atitinka 20 mikrorentgenų per valandą. Rentgeno spinduliuotės metu dantis žmogus gauna 0,1 mSv.

• Mirtina vienkartinė dozė yra 6-7 Sv.

Jonizuojančiosios spinduliuotės taikymas

Radioaktyvioji spinduliuotė plačiai naudojama technologijų, medicinos, mokslo, karinės ir branduolinės pramonės bei kitose srityse žmogaus veikla. Šis reiškinys yra prietaisų, tokių kaip dūmų detektoriai, elektros generatoriai, apledėjimo signalizatoriai ir oro jonizatoriai, pagrindas.

Medicinoje radioaktyvioji spinduliuotė naudojama spindulinės terapijos gydymui vėžiui gydyti. Jonizuojanti spinduliuotė leido sukurti radiofarmacinius preparatus. Su jų pagalba jie vykdo diagnostiniai tyrimai. Junginių sudėties analizės ir sterilizavimo prietaisai yra sukurti jonizuojančiosios spinduliuotės pagrindu.

Radioaktyviosios spinduliuotės atradimas, be perdėto, buvo revoliucinis – šio reiškinio panaudojimas atvedė žmoniją naujas lygis plėtra. Tačiau tai taip pat sukėlė grėsmę aplinkai ir žmonių sveikatai. Šiuo atžvilgiu reikia išlaikyti radiacinę saugą svarbi užduotis modernumas.

3 įvadas
1 Radioaktyvumas 5
1.1 Radioaktyvaus skilimo ir radiacijos tipai 5
1.2 Radioaktyvaus skilimo dėsnis 7
1.3 Radioaktyviosios spinduliuotės sąveika su medžiaga ir skaitikliais
radiacija 8
1.4 Radioaktyviosios spinduliuotės šaltinių ir radioaktyviųjų izotopų klasifikacija 10
2 Analizės metodai, pagrįsti radioaktyvumo matavimais 12
2.1 Natūralaus radioaktyvumo panaudojimas analizei 12
2.2 Aktyvinimo analizė 12
2.3 Izotopų skiedimo metodas 14
2.4 Radiometrinis titravimas 14
3 Radioaktyvumo taikymas 18
3.1 Radioaktyviųjų atsekamųjų medžiagų taikymas analitinėje chemijoje 18
3.2 Radioaktyviųjų izotopų taikymas 22
25 išvada
Naudotų šaltinių sąrašas 26

Įvadas

nusodinimo metodas, kai yra radioaktyvus elementas;
izotopų praskiedimo metodas;
radiometrinis titravimas;
aktyvavimo analizė;
apibrėžimai, pagrįsti natūraliai susidarančių izotopų radioaktyvumo matavimais.

1 Radioaktyvumas

1.1 Radioaktyvaus skilimo ir radiacijos rūšys

Pagal radioaktyvaus poslinkio dėsnį, skilimo metu gaunamas atomas, kurio atominis skaičius yra du vienetai, o atominė masė keturiais vienetais mažesnė už pradinio atomo.
2) ?-Skilimas. Yra keletas?-skilimo tipų: elektroninis?-skilimas; pozitronų skilimas; K-grab. Pavyzdžiui, elektroninio skilimo metu

Sn > Y + ? - ;
P > S+? - .

Neutronas branduolio viduje virsta protonu. Kai išspinduliuojama neigiamo krūvio dalelė, elemento atominis skaičius padidėja vienu, tačiau atominė masė išlieka beveik nepakitusi.
Pozitrono?-skilimo metu iš atomo branduolio išsiskiria pozitronas (? + -dalelė), kuris branduolio viduje virsta neutronu. Pavyzdžiui:

Pozitrono gyvenimo trukmė yra trumpa, nes jam susidūrus su elektronu įvyksta anihiliacija, kurią lydi ?-kvantų emisija.
K fiksuojant atomo branduolys pagauna elektroną iš šalia esančio elektronų apvalkalo (iš K apvalkalo), o vienas iš branduolio protonų paverčiamas neutronu.
Pavyzdžiui,
Cu >Ni+n
K + e - = Ar + hv

Vienas iš išorinio apvalkalo elektronų pereina į laisvą K apvalkalo vietą, kurią lydi kietų rentgeno spindulių emisija.
3) Spontaniškas dalijimasis. Tai būdinga D.I. Mendelejevo periodinės lentelės elementams, kurių Z > 90. Spontaniško dalijimosi metu sunkieji atomai yra suskirstyti į fragmentus, kurie paprastai yra L.I. lentelės viduryje. Savaiminis dalijimasis ir β-skilimas riboja naujų transurano elementų gamybą.
Srautas? ir?-dalelės atitinkamai vadinamos? ir?-radiacija. Be to, žinomas β-spinduliavimas. Tai labai trumpo bangos ilgio elektromagnetiniai virpesiai. Iš esmės γ spinduliuotė yra artima kietiesiems rentgeno spinduliams ir skiriasi nuo jos intrabranduoline kilme. Rentgeno spinduliuotę perėjimų metu atomo elektroniniame apvalkale, o α spinduliuotę skleidžia sužadinti atomai, atsirandantys dėl radioaktyvaus skilimo (? ir?).
Dėl radioaktyvaus skilimo gaunami elementai, kurie pagal jų branduolių krūvį (eilės numerį) turi būti patalpinti į jau užimtas periodinės lentelės ląsteles elementais, turinčiais tą patį atominį skaičių, bet skirtingą atominę masę. Tai yra vadinamieji izotopai. Manoma, kad jų cheminės savybės yra neatskiriamos, todėl izotopų mišinys dažniausiai laikomas vienu elementu. Izotopinės sudėties pastovumas daugumoje cheminių reakcijų kartais vadinamas izotopinės sudėties pastovumo dėsniu. Pavyzdžiui, natūraliuose junginiuose esantis kalis yra izotopų mišinys, 93,259 % iš 39 K, 6,729 % iš 41 K ir 0,0119 % iš 40 K (K gaudymas ir skilimas). Kalcis turi šešis stabilius izotopus, kurių masės skaičiai yra 40, 42, 43, 44, 46 ir 48. Cheminėse analitinėse ir daugelyje kitų reakcijų šis santykis praktiškai nesikeičia, todėl cheminės reakcijos dažniausiai nenaudojamos izotopams atskirti. Dažniausiai tam naudojami įvairūs fizikiniai procesai – difuzija, distiliavimas ar elektrolizė.
Izotopų aktyvumo vienetas yra bekerelis (Bq), lygus nuklido aktyvumui radioaktyviame šaltinyje, kuriame vienas skilimo įvykis įvyksta per 1 s.

1.2 Radioaktyvaus skilimo dėsnis

Jei t = 0, tai const = -lg N 0. Pagaliau

kur A yra veikla laiko momentu t; A 0 – aktyvumas, kai t = 0.
(1.3) ir (1.4) lygtys apibūdina radioaktyvaus skilimo dėsnį. Kinetikoje tai žinomos kaip pirmosios eilės reakcijos lygtys. Pusinės eliminacijos laikas T1/2 paprastai nurodomas kaip radioaktyvaus skilimo greičio charakteristika, kuri, kaip ir ?, yra pagrindinė proceso charakteristika, kuri nepriklauso nuo medžiagos kiekio.
Pusinės eliminacijos laikas yra laikotarpis, per kurį tam tikras radioaktyviosios medžiagos kiekis sumažėja perpus.
Įvairių izotopų pusinės eliminacijos laikas labai skiriasi. Jis svyruoja nuo maždaug 10 10 metų iki mažų sekundės dalių. Žinoma, medžiagos, kurių pusinės eliminacijos laikas yra 10–15 minučių. o mažesnius sunku naudoti laboratorijoje. Laboratorijoje taip pat nepageidautini izotopai, kurių pusinės eliminacijos laikas yra labai ilgas, nes atsitiktinai šiomis medžiagomis užteršus aplinkinius objektus, patalpoms ir instrumentams nukenksminti reikės specialaus darbo.

1.3 Radioaktyviosios spinduliuotės sąveika su medžiaga ir skaitikliais

radiacija

1.4 Radioaktyviosios spinduliuotės šaltinių klasifikacija ir

radioaktyvieji izotopai

2 Analizės metodai, pagrįsti radioaktyvumo matavimais

2.1 Natūralaus radioaktyvumo panaudojimas analizei

2.2 Aktyvinimo analizė

Neutronai pradeda branduolinę reakciją su analizuojamo mėginio komponentais, pavyzdžiui:
55 Mn + n = 56 Mn arba Mn (n,?) 56 Mn
Radioaktyvus 56 Mn suyra, pusinės eliminacijos laikas yra 2,6 valandos:

56 Mn > 56 Fe +

Norint gauti informaciją apie mėginio sudėtį, kurį laiką matuojamas jo radioaktyvumas ir analizuojama gauta kreivė (2.1 pav.). Atliekant tokią analizę, norint iššifruoti suvestinę kreivę, būtina turėti patikimų duomenų apie įvairių izotopų pusėjimo trukmę.

2.1 pav. Radioaktyvumo sumažėjimas laikui bėgant

Kitas aktyvacijos analizės variantas yra α-spektroskopijos metodas, pagrįstas mėginio α-spinduliavimo spektro matavimu. Spinduliavimo energija yra kokybinė, o skaičiavimo greitis yra kiekybinė izotopo charakteristika. Matavimai atliekami naudojant daugiakanalius spektrometrus su scintiliaciniais arba puslaidininkiniais skaitikliais. Tai daug greitesnis ir specifiškesnis, nors ir šiek tiek mažiau jautrus, analizės metodas nei radiocheminė analizė.
Svarbus aktyvinimo analizės pranašumas yra žema aptikimo riba. Su jo pagalba palankiomis sąlygomis galima aptikti iki 10 -13 - 10 -15 g medžiagos. Kai kuriais ypatingais atvejais buvo galima pasiekti dar žemesnes aptikimo ribas. Pavyzdžiui, jis naudojamas silicio ir germanio grynumui stebėti puslaidininkių pramonėje, aptinkant priemaišų kiekį iki 10 -8 - 10 -9%. Tokio turinio negalima nustatyti jokiu kitu metodu, išskyrus aktyvinimo analizę. Gaudami sunkius periodinės lentelės elementus, tokius kaip mendeleviumas ir kurchatovumas, mokslininkai sugebėjo suskaičiuoti beveik kiekvieną gauto elemento atomą.
Pagrindinis aktyvinimo analizės trūkumas yra neutronų šaltinio masyvumas, taip pat dažnai ilga rezultatų gavimo proceso trukmė.

2.3 Izotopų praskiedimo metodas

2.4 Radiometrinis titravimas

Aktyvumo pokytis šio titravimo metu matomas 2.2a paveiksle. Čia taip pat parodytas grafinis lygiavertiškumo taško apibrėžimas. Prieš lygiavertiškumo tašką tirpalo aktyvumas smarkiai sumažės, nes radioaktyvioji medžiaga iš tirpalo pateks į nuosėdas. Po lygiavertiškumo taško tirpalo aktyvumas išliks beveik pastovus ir labai mažas.
Kaip matyti iš 2.2 pav., b, vandenilio fosfato pridėjimas į tirpalą iki ekvivalentiškumo taško praktiškai nepadidins tirpalo aktyvumo, nes radioaktyvusis izotopas nusodins. Po lygiavertiškumo taško tirpalo aktyvumas pradeda didėti proporcingai vandenilio fosfato koncentracijai.

A) - fosfato tirpalo aktyvumo pokytis titruojant tirpalu; b) - tirpalo aktyvumo pokytis titruojant fosfato turinčiu tirpalu.
2.2 pav. Radiometrinių titravimo kreivių tipai

Radiometrinės titravimo reakcijos turi atitikti reikalavimus, paprastai taikomus titrimetrinės analizės reakcijoms (reakcijos greitis ir baigtumas, reakcijos produkto sudėties pastovumas ir kt.). Akivaizdi reakcijos taikymo šiame metode sąlyga taip pat yra reakcijos produkto perėjimas iš analizuojamo tirpalo į kitą fazę, siekiant pašalinti trikdžius nustatant tirpalo aktyvumą. Ši antroji fazė dažnai yra susidarančios nuosėdos. Yra žinomi metodai, kai reakcijos produktas ekstrahuojamas organiniu tirpikliu. Pavyzdžiui, titruojant daug katijonų ditizonu, kaip ekstraktorius naudojamas chloroformas arba anglies tetrachloridas. Ekstraktanto naudojimas leidžia tiksliau nustatyti lygiavertiškumo tašką, nes šiuo atveju jį nustatant galima išmatuoti abiejų fazių aktyvumą.

2.5 Mössbauer efektas

Efektą 1958 metais atrado R. P. Mossbaueris. Šiuo pavadinimu atominių branduolių β-kvantų emisijos, absorbcijos ir sklaidos reiškiniai dažnai derinami nenaudojant energijos branduolių atatrankai. Paprastai tiriama α-spinduliavimo sugertis, todėl Mössbauer efektas dažnai dar vadinamas β-rezonanso spektroskopija (GRS).
Kai išsiskiria ?-kvantai, atomo branduolys grįžta į normalią būseną. Tačiau skleidžiamos spinduliuotės energiją lems ne tik branduolio energetinių būsenų skirtumas sužadintoje ir normaliomis sąlygomis. Dėl impulso išsaugojimo dėsnio branduolys patiria vadinamąjį atatranką. Tai lemia tai, kad dujinio atomo atveju skleidžiamos spinduliuotės energija bus mažesnė nei tuo atveju, kai emiteris yra kietame kūne. Pastaruoju atveju energijos nuostoliai dėl atatrankos sumažinami iki nereikšmingos vertės. Taigi be atatrankos skleidžiamos spinduliuotės γ-kvantus gali sugerti nesužadinti to paties elemento atomai. Tačiau emiterio branduolio ir absorberio branduolio cheminės aplinkos skirtumas sukelia tam tikrus branduolių energetinių būsenų skirtumus, kurių pakanka, kad neįvyktų β-kvantų rezonansinė absorbcija. Branduolių energetinių būsenų skirtumas kiekybiškai kompensuojamas naudojant Doplerio efektą, pagal kurį spinduliavimo dažnis (in šiuo atveju energijos?-kvantai) priklauso nuo judėjimo greičio. Tam tikru emiterio (arba absorberio) judėjimo greičiu, nes tik jų santykinis greitis judėjimas) vyksta rezonansinė absorbcija. ?-kvantų sugerties intensyvumo priklausomybė nuo judėjimo greičio vadinama Mössbauer spektru. Tipiškas Mössbauer spektras pateiktas 2.3 paveiksle, kur skaičiavimo greitis, atvirkščiai proporcingas jam, pavaizduotas kaip absorbcijos intensyvumo matas.

2.3 pav. Mössbauer sugerties spektras

Mėginio ar emiterio judėjimo greitis paprastai neviršija kelių centimetrų per sekundę. Mössbauer spektras yra labai svarbi medžiagos savybė. Tai leidžia spręsti apie cheminio ryšio pobūdį tiriamuose junginiuose, jų elektroninė struktūra ir kitos savybės bei savybės.

3 Radioaktyvumo taikymas

3.1 Radioaktyviųjų atsekamųjų medžiagų taikymas analitinėje chemijoje

Kur yra bandinio radioaktyvumas, išreikštas bekereliais, ir analitės mėginio, kuriame radionuklidas pasiskirstęs tolygiai, masė išlieka pastovi ir visam mėginiui, ir bet kuriai jo daliai.
Panagrinėkime eksperimentą, kaip nustatyti tokio itin sunkiai lakaus ir ugniai atsparaus metalo kaip volframas garų slėgį. Dirbtinai pagamintas α-radioaktyvusis volframas-185 gali būti naudojamas kaip žyma. Paruoškime metalinį volframą su šiuo ženklu ir nustatykime jo specifinį aktyvumą. Toliau mes surinksime metalo garus, kurie išgaravo nuo volframo paviršiaus pasirinktoje temperatūroje ir buvo tam tikrame garų tūryje. Tomis pačiomis sąlygomis, kuriomis jie buvo nustatyti, rasime šių garų aktyvumą. Akivaizdu, kad garų masė

Toliau, žinodami garų tūrį, galite rasti jo tankį eksperimento temperatūroje, o tada naudodamiesi informacija apie garų sudėtį ir jų slėgį.
Panašiai, naudodami radioaktyviąją etiketę, galite rasti medžiagos koncentraciją tirpale ir nustatyti, pavyzdžiui, jos koncentraciją sočiame tirpale. Panašiu būdu galima rasti medžiagos masę, likusią po ekstrahavimo į vandens aplinka ir pereina į organinę fazę. Toliau galima apskaičiuoti pasiskirstymo koeficientus tarp ekstrahuojamos medžiagos fazių (čia radioaktyviųjų atsekamųjų medžiagų naudojimas yra svarbus, kai pasiskirstymo koeficientai yra labai dideli ir nėra kitų analitinių metodų, leidžiančių nustatyti itin mažus ekstrahuojamos medžiagos kiekius likę vandeninėje fazėje).
Radioaktyviųjų atsekamųjų medžiagų naudojimas izotopų praskiedimo metodu yra originalus. Tarkime, jums reikia nustatyti bet kurios aminorūgšties kiekį panašių savybių turinčių aminorūgščių mišinyje ir neįmanoma atlikti visiško (kiekybinio) aminorūgščių atskyrimo cheminiais metodais, tačiau yra metodas, leidžiantis išskirti. nedidelė šios aminorūgšties dalis iš mišinio gryna forma (pavyzdžiui, naudojant chromatografiją). Panaši problema iškyla nustatant bet kurio lantanido kiekį lantanidų mišinyje ir nustatant, kokiomis cheminėmis formomis tas ar kitas elementas randamas gamtoje, pavyzdžiui, upės ar jūros vandenyje.
Mes naudosime jį bendram jodo kiekiui nustatyti jūros vandens jodido jonų dalis pagal masę ir aktyvumą. Šiuos žymėtus jodido jonus įveskime į analizuojamą mėginį ir pakaitinkime taip, kad radioaktyvioji etiketė tolygiai pasiskirstytų visuose jodo turinčiuose mėginiuose. cheminės formos, esantis jūros vandenyje (tokios formos šiuo atveju yra jodido, jodato ir perjodato jonai). Toliau, naudodami sidabro nitratą, išskirsime nedidelę dalį jodido jonų AgI nuosėdų pavidalu ir nustatysime jų masę bei radioaktyvumą. Jeigu bendras turinys jodo kiekis mėginyje yra lygus, pasirodo, kad

Naudojant šiek tiek kitokią techniką, galima nustatyti jodo kiekį jūros vandenyje jodido jonų pavidalu. Norėdami tai padaryti, į mėginį įdėjus radioaktyviąją etiketę, turi būti sudarytos sąlygos, kad nevyktų izotopų mainai (jodo atomų mainai) tarp jodido jonų ir kitų jodo turinčių formų (jodato ir perjodato jonų) (tam reikia naudokite šaltą tirpalą su neutralia aplinka). Toliau išskyrus nedidelę dalį jodido jonų iš jūros vandens, naudojant nusodintuvą – sidabro nitratą AgI pavidalu (porcijos masė) ir išmatavus jo radioaktyvumą, pagal (3.5) formulę galima rasti jodido jonų kiekį mėginyje.

Radioaktyviųjų atomų panaudojimas yra ir tokio universalaus, itin jautraus analitinės chemijos metodo, kaip aktyvacijos analizė, pagrindas. Atliekant aktyvinimo analizę, būtina naudoti tinkamą branduolinė reakcija suaktyvinti bandinyje nustatomo elemento atomus, tai yra padaryti juos radioaktyvius. Dažniausiai aktyvacijos analizė atliekama naudojant neutronų šaltinį. Jei, pavyzdžiui, reikia rasti retųjų žemių elemento disprozio Dy kiekį kietoje uolienoje, elkitės taip.
Pirmiausia paruošiama serija mėginių, kuriuose yra žinomas įvairus Dy kiekis (paimtas, pavyzdžiui, DyF 3 arba Dy 2 O 3 pavidalu – deguonies ir fluoro atomai nėra aktyvuojami neutronų). Šie mėginiai yra apšvitinami tomis pačiomis sąlygomis tuo pačiu neutronų srautu. Šiems eksperimentams reikalingas neutronų šaltinis yra nedidelė (rašiklio dydžio) ampulė, kurioje yra neutronus skleidžianti medžiaga (pavyzdžiui, americio-241 ir berilio mišinys). Tokį neutronų šaltinį galima saugiai laikyti įdėjus jį į vandens kibiro dydžio parafino bloko centre padarytą angą.
Švitinimui mėginiai su žinomu disprozio kiekiu dedami į šulinius, esančius parafino bloke ir esančius tokiu pat atstumu nuo šaltinio (3.1 pav.).

1 – parafino blokas, 2 – ampulės neutronų šaltinis,
3 – apšvitinti mėginiai.
3.1 pav. – Neutronų aktyvacijos analizės schema

Išanalizuotos uolienos mėginiai dedami į tuos pačius šulinius. Neutronams veikiant mėginiuose vyksta branduolinė reakcija 164 Dy(n, g) 165 Dy. Po tam tikro laiko (pavyzdžiui, po 6 valandų) iš šulinių paimami visi mėginiai ir tomis pačiomis sąlygomis matuojamas jų aktyvumas. Remiantis vaistų aktyvumo matavimo duomenimis, koordinatėse „disprozio kiekis mėginyje - vaisto aktyvumas“ sukonstruotas kalibravimo grafikas ir iš jo randamas disprozio kiekis tiriamoje medžiagoje (3.2 pav.).

3.2 pav. Užregistruoto aktyvumo / neutronais aktyvuotų mėginių priklausomybės nuo disprozio masės m mėginiuose grafikas. Ištirtame mėginyje yra apie 3 µg disprozio

Aktyvinimo analizės metodas geras ne tik dėl didelio jautrumo. Kadangi aktyvacijos metu susidarančių radionuklidų spinduliuotė skiriasi savo rūšimi ir energija, naudojant spektrometrinę radiometrinę įrangą, po jo aktyvavimo atsiranda galimybė vienu metu nustatyti iki 10-15 elementų mėginyje.
Ir dar vienas svarbus aktyvacijos analizės privalumas: radionuklidai, dažnai susidarantys aktyvuojant neutronais, gana greitai suyra, todėl po kurio laiko analizuojamas objektas pasirodo esąs neradioaktyvus. Taigi daugeliu atvejų aktyvinimo analizė yra analizė, nesusijusi su analizuojamo objekto sunaikinimu. Tai ypač svarbu, kai mes kalbame apie dėl sudėties nustatymo archeologinių radinių, meteoritai ir kiti unikalūs pavyzdžiai.

3.2 Radioaktyviųjų izotopų naudojimas

radiacija dalelė švitinimas radonas

Žmonės išmoko naudoti spinduliuotę taikiems tikslams, Su aukšto lygio saugumo, kas leido pakelti beveik visas pramonės šakas į naują lygį.

Energijos gamyba naudojant atomines elektrines. Iš visų pramonės šakų ūkinė veiklažmogaus energijos turi daugiausia didelę įtaką mūsų gyvenimui. Šiluma ir šviesa namuose, transporto srautai ir pramonės veikla – visa tai reikalauja energijos. Ši pramonė yra viena iš sparčiausiai augančių. Per 30 metų bendra branduolinių blokų galia išaugo nuo 5 tūkstančių iki 23 milijonų kilovatų.

Mažai žmonių tuo abejoja branduolinė energija užėmė tvirtą vietą žmonijos energijos balanse.

Panagrinėkime spinduliuotės naudojimą aptikdami trūkumus. Rentgeno spindulių ir gama defektų aptikimas yra vienas iš labiausiai paplitusių radiacijos panaudojimo būdų pramonėje medžiagų kokybei kontroliuoti. Rentgeno metodas yra neardomasis, todėl bandoma medžiaga gali būti naudojama pagal paskirtį. Rentgeno spindulių ir gama defektų aptikimas grindžiamas rentgeno spinduliuotės gebėjimu prasiskverbti ir jos absorbcijos medžiagose ypatybėmis.

Gama spinduliuotė naudojama cheminiai virsmai Pavyzdžiui, polimerizacijos procesuose.

Galbūt vienas iš svarbiausių kylančios pramonės šakos yra branduolinė medicina. Branduolinė medicina yra medicinos šaka, susijusi su pažangos naudojimu branduolinė fizika, ypač radioizotopai ir kt.

Šiandien branduolinė medicina leidžia tirti beveik visas žmogaus organų sistemas ir yra naudojama neurologijoje, kardiologijoje, onkologijoje, endokrinologijoje, pulmonologijoje ir kitose medicinos srityse.

Naudojant metodus branduolinė medicina ištirti organų aprūpinimą krauju, tulžies apykaitą, inkstų, šlapimo pūslės ir skydliaukės funkciją.

Galima ne tik gauti statinius vaizdus, ​​bet ir perdengti vaizdus, ​​gautus skirtingais laiko momentais, kad būtų galima ištirti dinamiką. Šis metodas naudojamas, pavyzdžiui, širdies funkcijai įvertinti.

Rusijoje jau aktyviai naudojama dviejų tipų diagnostika naudojant radioizotopus – scintigrafija ir pozitronų emisijos tomografija. Jie leidžia sukurti pilnus organų veikimo modelius.

Gydytojai mano, kad esant mažoms dozėms, spinduliuotė turi stimuliuojantį poveikį, lavina sistemą biologinė apsauga asmuo.

Daugelyje kurortų naudojamos radono vonios, kur radiacijos lygis yra šiek tiek didesnis nei natūraliomis sąlygomis.

Pastebėta, kad besimaudantys šiose voniose pagerino savo veiklą ir nusiramino. nervų sistema, traumos gyja greičiau.

Užsienio mokslininkų tyrimai rodo, kad sergamumas ir mirtingumas nuo visų rūšių vėžio yra mažesnis vietovėse, kuriose yra didesnis natūralus foninė spinduliuotė(daugumą saulėtų šalių galima priskirti prie tokių).