---

4. .ПРОВЕДЕНИЕ АНАЛИЗА

   1. Обработка анализируемых образцов и об­разцов сравнения после облучения

Пенал с облученными анализируемыми образцами и образцами сравнения помещают в защитный бокс типа 1Б11—1НЖ. Через 20—25 ч после облучения анализируемые образцы освобождают от алюминиевых пакетов и помещают во фторопластовые стаканы и трижды протравливают в свежеприготовленной смеси азотной и фтористоводородной кислот (5:1). Время каждого травления 20— 40 с без нагревания. После кислотного травления образец обраба­тывают 10 %-ным раствором щелочи в течение 40—80 с. После каждого травления образцы промывают водой, а по окончании ще­лочного травления высушивают под инфракрасной лампой, взвеши­вают на аналитических весах, упаковывают в алюминиевую фольгу, маркируют.

Образцы сравнения и полоску фильтровальной бумаги без на­капанных на нее стандартных растворов извлекают из алюминие­вых пакетов и помещают в необлученные алюминиевые пакеты.

Анализируемые образцы и образцы сравнения помещают в раз­ные защитные контейнеры типа КТ.

Измерению активности анализируемых образцов и образцов сравнения предшествует калибровка спектрометра по энергии с по­мощью набора ОСГИ. При калибровке подбирают такое усиле­ние сигналов, при котором на 1 канал анализатора приходилось 1,0-—1,5 кэВ.

Перед измерением активности образцов измеряют в течение 30— 40 мин уровень естественного фона детектора. Если в спектре при­сутствуют гамма-линии радионуклидов, которые могут быть иденти­фицированы как искусственно радиоактивные вещества, принимают меры к уменьшению фона до уровня естественного фона детектора, обусловленного естественно-радиоактивными элементами, находя­щимися в материалах, окружающих детектор (стены, защита и т. п.).

При измерении активности образцов и образцов сравнения заг­рузка спектрометра не должна приводить к искажению формы ам­плитудного распределения более чем на 10 %.

Если необходимо снизить загрузку спектрометра от тормозного излучения, вызванного радионуклидами, образующимися из крем­ния и от низкоэнергетических гамма-квантов радионуклидов примес­ных элементов, применяют фильтр излучения — слой- алюминия 3 мм и слой железа толщиной 3—4 мм.

Если необходимо снизить загрузку спектрометра только от низ­ко-энергетического излучения радионуклидов примесных элементов, применяют фильтр излучения — слой алюминия 2 мм и слой свинца 2—3 мм.

Активность анализируемых образцов и образцов сравнения из­меряют в одинаковых геометрических условиях.

В качестве аналитических используют гамма-линии радионукли­дов, которые приведены в табл. 1.

Таблица 1

Определяемый элемент (радионуклид)

Период полураспада ра-
дионуклида

Энергия аналитической
гамма-линии, кэВ*

Вольфрам (^1S7W) Галлий (|⁷² Ga)

Европий (^152mEu) Железо Fe) Золото (¹⁹⁸ Au)

Индий ( ^n4znIn) Кобальт (⁶⁰ Со) Лантан (ⁱ⁴⁰La) Лютеций (¹⁷⁷Lu) Медь (р⁴ Си) Молибден (" Мо) Мышьяк (⁷⁶ As) Натрий (²⁴Na) Никель (⁵⁸ Со)

Серебро (^110mAg) Скандий (⁴⁶ Sc) Сурьма (¹²² Sb) Тантал (¹⁸² Та) Хром (⁵¹ Сг)

Цинк (^69mZn)

686 834

841

1099 412

192

1332 1596

208 511

140

559

1368

811

657

889

564 1189

320

439

23,9 ч

14,1 ч

9,3 ч

44,6 дня

2,7 дня

49,5 дня

5,26 года 40,2 ч

6,7 дня

12,8 ч

66,0 ч

26,3 ч

15,0 ч

71,3 дня

253 дня

84,0 дня

2,71 дня 115 дней

27,7 дня

14,0 ч

определяют при времени выдержки, равном 20—30 ч, а остальные элементы — при времени выдержки 60—100 ч. Если массовая доля перечисленных выше высокоактивирующихся элементов меньше .(I—3)-10’⁷ %, допускается одновременное определение всех эле­ментов после выдержки в течение 20—30 ч.

Спектры образцов расшифровывают по энергиям наиболее ин­тенсивных гамма-линий радионуклидов определяемых элементов с использованием калибровки спектрометра по энергии и по положе­нию аналитических гамма-линий в спектрах образцов сравнения.

5. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

   1. Массовые доли определяемых элементов (X) в процентах вычисляют по формуле

2 00 - m_GC ■ АС • К_г

-0,693‘ДЛ/Т , М)С-2 -О.'93-ДЛТ

1 '^Є'^Є

^toci Н)С2

где А/'н —число импульсов в аналитическом пике радионукли­да определяемого элемента в спектре анализируемо­го образца, имп;

jVod , ^o_C^ - число импульсов в аналитическом пике в спектре об­разцов сравнения 1 и 2 соответственно, имп;

/ <ос₂--время измерения спектра анализируемого образца и

образцов сравнения 1 и 2 соответственно, мин;

/Пн —масса анализируемого образца, мг;

тос — содержание определяемого элемента в образце срав­нения, мг;

Л'_г — поправочный коэффициент, обусловленный различи­ем в геометрических размерах анализируемого об­разца и образцов сравнения; находится эксперимен­тально для каждого детектора (К_г >1);

Т — период полураспада радионуклида;

A/і, AZ₂ — промежуток между временем измерения спектра об­разца сравнения 1 и образца сравнения 2 и середи­ной времени измерения спектра анализируемого об­разца.

Поправки на распад радионуклидов могут не учитываться при

<0,01, где AZ есть AZi или Д/₂, т. е. как правило при расчете массовой доли скандия, хрома, кобальта, железа, серебра, люте­ция, индия, тантала и сурьмы. В этом случае

£-0,ЛЗЗ-ДЦ. Т - -^-0 С93-Д0.'7* - 1

Поправочный коэффициент К_г , учитывающий разную форму анализируемых образцов и образцов сравнения, определяют экспе­риментально. Облучают навеску кремния (кварца) по массе и фор

­

ме, близкую к анализируемым образцам. Эта навеска должна со­

держать примеси элементов, из которых образуются радионуклиды с энергиями гамма-линий в области 0,1—0,2 МэВ, 0,4—0,5 МэВ и 1—1,3 Д4эВ. Такими элементами могут быть, например, вольфрам и тантал, гафний и кобальт и др. Названные элементы могут быть введены в качестве добавок (массовая доля 10^-5—10“⁷ %) в крем­ний или кварц, растертый до порошкообразного состояния в агато­вой ступке под слоем спирта, или может быть использован кремний, легированный этими элементами. После облучения измеряют удель­ную интенсивность соответствующих гамма-линий (имп/мин’мг) для всей навески К _} и части навески (размер 1X1 см, масса 100— 200 мг) Кг,,. Отношение /G, /К_п дает значение поправочного коэф­фициента К_гдля энергии соответствующей гамма-линии. Значения

Кгг/Кгі для промежуточных значений аналитических гамма-линий находят методом линейной интерполяции.

При определении меди по линии аннигилляционного излучения ⁶⁴Cu(E_v=511 кэВ) необходимо учитывать возможность вклада гамма-линии ^I87W(E_? =511,6 кэВ) и линий аннигилляционного из­лучения от радионуклидов ²⁴Na, ⁷²Ga и ⁶⁵Zn. С этой целью изме­ряют активность анализируемого образца и устанавливают нали­чие в спектре радионуклидов вольфрама, галлия, натрия и цинка. Если какой-либо из перечисленных элементов присутствует в ана­лизируемом образце, то в образцах сравнения данных элементов из­меряют не только интенсивности аналитических гамма-линий, но и интенсивность линий с энергией 511 кэВ, а для вольфрама 511,6 кэВ.

При вычислении массовой доли меди в анализируемом образце кремния число импульсов в аналитическом пике ⁶⁴ Си (АГН(Си) ) определяют по формуле

где Ms— число импульсов в гамма-линии с энергией 511 и 511,6 кэВ, обусловленных излучением ⁶⁴Сп и излучением радионуклидов элементов-помех, имп;

Na —■ число импульсов в аналитической гамма-линии радионук­лида элемента-помехи в спектре анализируемого образ­ца, имп (для ²⁴Na — 1368 кэВ, ⁶⁵Zn — 1115 кэВ, ⁷²Ga — 834 кэВ, ¹⁸⁷W — 686 кэВ);

п₂— скорость счета импульсов в гамма-линии 511 кэВ (для вольфрама 511,6 кэВ) в спектре образца сравнения имп/мин;

nt—-скорость импульсов в аналитической гамма-линии радио­нуклида элемента-помехи в спектре образца сравнения, имп/мин;

т— число радионуклидов-помех, принятых в рассмотрение.

П

^114mIn Е, =192 кэВ

ри определении индия по гамма-линии

вклад гамма-линии ⁵⁹Fe учитывают аналогично описанному выше для меди.

Присутствие определяемых элементов (чаще всего натрия, меди и скандия) в полосках фильтровальной бумаги, на которую нака­пывают стандартные растворы, учитывают по формуле

^ос

і —7Тос+ф

*ос

Л/ ПС ^u

где п_ос скорость счета импульсов аналитической гамма-ли-

^гос

нии радионуклида определяемого элемента, обус­ловленная содержанием этого элемента, накапан* ным из образца сравнения, имп/мин;

Пос+ф — скорость счета импульсов аналитической гамма- линии радионуклида определяемого элемента, по­лученная при измерении образца сравнения, имп/мин;

Пф—скорость счета импульсов гамма-линии радионук­лида определяемого элемента, обусловленная при­сутствием этого элемента в фильтровальной бума­ге, имп/мин.

Для каждой определяемой примеси за результат анализа прини­мают среднее арифметическое двух результатов параллельных оп­ределений, проведенных каждое из отдельной навески как в пп. 3.1; 4.1; 4.2 и 5.1.

Массовая доля каждой из вводимых добавок должна быть не менее утроенной величины нижней границы определяемых содержа­ний элементов по методике и не больше верхней границы опреде­ляемых содержаний элементов.

Та блица 2

Определяе­мый элемент

Массовая до­ля определя­емого элемен­та, %

Абсолютное
допускаемое
расхождение,
%

Определяе-
мый элемент

Массовая до­ля определя­емого элемен­та, %

Абсолютное
допускаемое
расхождение, ■
%

Железо

Никель

Железо Индий Лютеций Молибден Хром Цинк

Вольфрам Галлий Золото Натрий Скандий Кобальт Медь Мышьяк Серебро Сурьма Лантан Европий Тантал

Никель

Железо

Индий Лютеций Молибден Хром Цинк

Вольфрам Галлий Европий Золото Кобальт Лантан Медь Мышьяк Натрий

голо-³

1,0-10—⁴

1,0*1 о—⁵

5,0-10~⁵

5,0-КН⁶

5,0*10—⁶

1,0-1 о-⁶

0,23-10—³

0,3-1 о-⁴

0,23-10—⁵

3,0-10-⁵

3,0-1 о-⁶

2,2-10—⁶

0,23-10-^е

Скандий Серебро Сурьма Тантал

1,0-Ю-⁶

0,23* Г0~⁶

Индий Цинк

5,0-10-⁷

3,0-1 о-⁷

Медь Серебро

5,0-10—⁸

3,0-10-⁸

Лютеций Молибден Хром

Вольфрам Галлий Европий Золото Лантан Мышьяк Скандий

Натрий Кобальт

Сурьма

Тантал

Вольфрам Г аллий Лантан Мышьяк

Лютеций

Скандий

Европий

Золото

5,0-10-⁸

2,0-10-⁸

1,0-1 о-⁸

2,0-10-⁸

5,0-10-⁹

1,0-1 (Ь⁹

5,0-10—¹⁰

1,0*1 о-¹⁰

3,0-10—⁸

0,6-1 о-⁸

0,5-10“⁸

1,2-10-⁸

3,0-10—⁹

0,5-10-⁸

3,0-10—¹⁰

0,5-10-¹⁰

Порошкообразный кремний помещают в агатовую ступку, вво­

дят растворы определяемых элементов, затем под слоем спирта пе­ретирают смесь 2,5—3 ч и высушивают смесь под инфракрасной лампой до постоянной массы.

См^есь 1: к 10,0 г порошкообразного кремния добавляют по 0,1 см³ растворов, содержащих натрий, лантан, европий, лютеций и скандий. Массовая доля натрия в полученной смеси составит 1,0*10~⁵%, лантана 1,О*1О~^6О/о, европия 2,0*10^-7%, лютеция 2,0*10^-7%, скандия 1,0*10“⁶ %.