Патент ссср 392801

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ пп 392801

Союэ Советских

Социалистических

Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 29.09.71 (21) 1704766/26-25 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 05.09.74. Бюллетень № 33

Дата опубликования описания 04.09.75 (51) М. Кл. IG 21h 5/00

G 01п 23/22

Государственный комитет

Совета Мииистров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.039(088.8) (72) Авторы изобретения

Б. С. Кудинов и И. М. Пронман (71) Заявитель

Государственный научно-исследовательский и проектный институт редкометаллической промышленности (54) СПОСОБ ВВЕДЕНИЯ РАДИОАКТИВНЫХ ИЗОТОПОВ

В ОБЪЕМ ОБРАЗЦА

Изобретение относится к области активационного анализа.

Известен способ введения определенного количества радиоактивных ядер в объеме образца из некоторого химического элемента, входящего в состав образца или присутствующего .в нем в виде примеси, путем бомбардировки образца различными ядерными частицами или у-квантами, вызывающими соответствующую ядерную реакцию.

Этот способ не может быть применен в ряде случаев, например, когда в образце отсутствует элемент, из которого образуются радиоактивные ядра. Введение же в образец таких ядер из других химических соединений в результате проведения различных химических, механических или физико-химических процессов может быть затруднено, приводит к существенному искажению условий, существующих в образце, или исключено в силу тех или иных причин.

Цель изобретения — разработка способа введения любых радиоактивных изотопов в объем образца.

Цель достигается тем, что для введения радиоактивных ядер в объем образца используют ядерные реакции, происходящие вне объема образца вблизи его поверхности, а внедрение образующихся ядер в образец осуществляется с помощью энергии отдачи, приобретаемой радиоактивным ядром при ядерных превращениях.

Эффект внедрения становится значительным и легко измерим, если среда, в которой происходят ядерные реакции, содержит значительный процент стабильных ядер, из которых образуются данные радиоактивные ядра, пробег ядер отдачи в этой среде достаточно велик (это имеет место при таких взаимодейiO ствиях ядер легких элементов, например углерода, азота, кислорода, фтора, когда первичная частица или вылетающие при реакции вторичные частицы обладают значительной массой и энергией); образец, в который про15 изводится внедрение, находится в мелкодисперсном состоянии, так что размеры отдельных зерен вещества соизмеримы с пробегом ядер отдачи в среде, окружающей эти зерна.

Пример. Образец получают в мелкодис20 персном состоянии измельчением на мельнице (если образец хрупкий) и просеиванием через сито (для кремния при использовании сита в

200 меш получают порошок со средним размером зерна 15 мкм). Образец может быть по25 лучен в дисперсном состоянии в результате проведения соответствующих химических реакций, например процессов восстановления, окисления и т. п. После измельчения образец погружают в жидкость, содержащую значиЗО тельное количество элемента, из которого при

392801

3 р„„R а= — — )

4 ров г

Предмет изобретения

Составитель 0. Лихтербй

Редактор И. Орлова Техред В. Рыбакова

Корректор E. Хмелева

Подписное

Заказ 2500/14 Изд. № 574 Тираж 559

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 5К-35, Раушская наб., д. 4/5

Сапунова, 2

Типография, пр. облучении образуются требуемые ядра отдачи. Полученную смесь облучают проникающим ядерным излучением, например гаммаквантами или быстрыми нейтронами, вызывающим соответствующую ядерную реакцию.

После облучения жидкость, окружающую зерна образца, удаляют, например, смыванием, испарением, термическим или химическим разложением. Оставшиеся зерна содержат значительное количество внедрившихся ядер отдачи.

Эффект внедрения может быть оценен следующей простой формулой (для зерен круглой формы): где р — плотность жидкости, г/см, ров — ПЛОтНОСтЬ ОбраЗца, P — относительное содержание исходного элемента в жидкости, R — средний пробег ядер отдачи в жидкости;

r — средний радиус зерен образца; а — относительное содержание исходного элемента в образце, определяемое обычным активационным методом.

ДлЯ Р/о,б — — —, Р = 0,5; g/r =. —; а-=2,5,а, 3 5 т. е. несмотря на то, что в образец внедряется очень малое по атомным масштабам число ядер (10 — 10" ядер при существующих в настоящее время потоках излучения), актив-ность их равна активности образца такой же массы, активированного при идентичных условиях и содержащего 2,5 /о исходного элемента (10 о — 10 ядер для образца весом 1 г).

Проба в жидкости с плотностью 1 г/см ядер отдачи, образующихся, например, при активации тормозным излучением с максимальной энергией 25 — 40 Иэв ядер легких элементов по (у, n)-, (у, р)-реакциям, составляет 1 — 3 мкм. Существующие методы измельчения образцов позволяют получить порошки со средним размером значительно меньше

15 мкм, что соответствующим образом увеличивает эффект внедрения.

Изобретение может быть применено, например для проверки полноты выделения данного радиоактивного изотопа при его химическом выделении. В обычных условиях для этого ну5

40 жен образец либо с известным, либо со значительным содержанием исходного элемента.

Сравнивая активность выделенного изотопа с активностью единицы массы исходного элемента по данному изотопу в первом случае или производя измерение активности образца до и после выделения (при условии, что при значительном содержании исходного элемента остальные элементы образца не мешают измерению активности изотопа) во втором случае, вычисляют химический выход данного изотопа.

Часто бывает трудно изготовить образцы с известным или значительным содержанием необходимого элемента. Предлагаемый способ позволяет избежать эту трудность путем облучения измельченного образца в жидкости, содержащей требуемый элемент. Если активность собственно образца после облучения не препятствует измерению активности внедренных ядер, то их активность измеряют до и после выделения. В другом случае активность внедренных ядер в образце до выделения вычисляют по достаточно простым формулам.

Иногда образующиеся при активации в образце радиоактивные ядра не должны находиться там в присутствии «носителя», т. е. стабильных ядер этого же элемента. Образование в результате активации радиоактивных изотопов исходного элемента возможно только с использованием предлагаемого способа.

Предлагаемый способ может быть использован также для исследования формы стабилизации «горячих» атомов в твердых телах при отсутствии элемента, из которого образу.ются «горячие» атомы. Для этого после описанной выше операции внедрения ядер отдачи осуществляют избирательное радиохимическое выделение и исследуют, какая часть ядер стабилизируется в той или иной форме.

Способ введения радиоактивных изотопов в объем образца, заключающийся в облучении образца потоком ионизирующего излучения, отличающийся тем, что, с целью создания в образце любых радиоактивных изотопов, облучение образца проводят в среде, содержащей исходный элемент, из которого при облучении образуется требуемый радиоактивный изотоп, внедряющийся из среды .в объем образца за счет энергии, приобретаемой им при ядерном превращении.