---

Концентрацию фосфора в экстракте пробы оценивают сравнени­ем со шкалой стандартных экстрактов, приготовленных по п. 3.2.1.

Параллельно проводят контрольный опыт на содержание фосфо­ра в реактивах через все стадии анализа и вводят на него по­правку.

Навеску массой 5 г помещают в реакционный стакан вместимо­стью 70 см³ автоклава Ml67, вливают 20 см³ фтористоводородной и 1 см³ азотной кислот, стакан закрывают крышкой и помещают в аналитический автоклав М167. Закрывают автоклав, помещают в сушильный шкаф и выдерживают в течение 2—3 ч при 180—200 °С. Затем автоклав вынимают из сушильного шкафа, охлаждают при помощи вентилятора и холодильника. Через 30 мин раствор про­бы из реакционного стакана автоклава переносят в стеклоуглерод­ный тигель.

Вместо автоклавного растворения синтетического кварца допус­

кается использование растворения в открытой системе при опреде­лении фосфора от 1-Ю"⁶ %:

Далее анализ ведут по п. 3.3.1.

ЛЯЮТ по

ормуле

где mi — масса фосфора, найденная сравнением со шкалой стан­дартных экстрактов, мкг;

пг — масса навески, г.

За результат анализа принимают среднее арифметическое двух параллельных определений.

Таблица 2

А

Массовая доля
фосфора, %

1-Ю'³ 2-10—⁷ 5-10—⁷ 1-Ю-⁶ 2-10-⁶ 5-Ю’⁶

бсолютное допуска­емое расхождение, %

МО-⁷

1,5* 1О-⁷ 2-Ю-⁷ 3-Ю-⁷ 5-10-⁷ ы о-⁶

/71 — Т

, (где Х₂ — результат анализа пробы, %; mi — j IL

масса фосфора в добавленных объемах рабочего раствора фос­фора, мкг), была не более верхней границы интервала определя­емых массовых долей фосфора (см. табл. 2) и не менее утроен­ного значения нижней границы этого интервала.

Анализ считают правильным с доверительной вероятностью Р = 0,95, если результат анализа навесок с добавкой отличается от Xj не более, чем на

^

где

^2

1+^2 »

допускаемое расхождение двух результатов параллельных определений фосфора в пробе с добавкой, %;

допускаемое расхождение двух результатов параллельных

определений фосфора в той же пробе без добавки, %.

3. НЕЙТРОННО-АКТИВАЦИОННЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФОСФОРА

Метод основан на облучении анализируемых образцов и образ­ца сравнения потоком нейтронов 1,2* 10¹³нейтр./см²-с) с последую­щим измерением активности фосфора-32 в анализируемом образце и образце сравнения.

Ядерный реактор с потоком тепловых нейтронов 1—3-10^1а нейтр./см²-с).

Пересчетная установка типа ПСО2—4 со свинцовым блоком ДС-000Б и газоразрядным детектором БФЛ-25 или МСТ-17.

Радиометр «ТИСС».

Весы аналитические.

4G

О

Весы аналитические ВЛМ-1Г.

Бокс защитный типа 1Б 11—1НЖ или аналогичный.

Контейнер свинцовый транспортный марки КЛ-7,0 с толщиной стенок 70 мм.

Контейнер свинцовый настольный марки КТ1 —10 с толщиной стенок 10 мм.

Средства индивидуальной защиты от излучения и загрязнения радиоактивными веществами, согласно основным санитарным правилам» ОСП 72/80.

Пеналы алюминиевые, изготовленные из алюминия марки 995-А.

Плитка электрическая.

Лампа инфракрасного излучения типа ИС-1.

Фосфор красный ОС.Ч. 9—3.

Алюминиевая фольга марки 995-А толщиной 0,05—0,1 мм.

Кремний полупроводниковый марки КП-1—6.

Образцовые стандартные бета-излучатели — таллий-204 или кобальт-60.

Подложки из органического стекла.

Фильтр из алюминия толщиной 0,22 г/см².

Фильтровальная бумага.

Колбы мерные вместимостью 50,100 см³.

Цилиндры мерные вместимостью 10 и 25 см³.

Цилиндры мерные из органического стекла вместимостью 25,50 см³.

Микропипетки на 0,1—0,5 и 1,0 см³.

Чашки из фторопласта диаметром 20—22 (высота 8—10 мм) и 35—50 мм (высота 10—15 мм).

Пипетки из органического стекла.

Стаканы стеклянные химические вместимостью 50 и 100 см³.

Банки из фторопласта на 250 и 500 см³.

Спирт этиловый ректификованный технический по ГОСТ 18300—72.

Ацетон по ГОСТ 2603—79.

Кислота азотная по ГОСТ 11125—78.

Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484—78.

Вода дистиллированная по ГОСТ 6709—72.

Углерод четыреххлористый по ГОСТ 20288—74.

Калия гидроокись по ГОСТ 9285—78.

Натрия гидроокись по ГОСТ 4328—77.

Стандартный раствор фосфора с концентрацией М0~⁴ г/см³: на­веску фосфора весом 1-Ю"² г помещают в стакан вместимостью 50—100 см³, добавляют концентрированную азотную кислоту и рас­творяют при нагревании. После полного растворения фосфора и ох­лаждения раствора до комнатной температуры его переносят в мер­ную колбу вместимостью 100 см³ и доводят концентрированной азотной кислотой до метки. Затем раствор перемешивают.Стандартные растворы фосфора с концентрацией НО”⁵ г/см³ и НО"⁶ г/см³ готовят аналогичным образом, растворяя навеску фос­фора массой НО^-3 и НО"⁴ г соответственно. Растворы использу­ют для проверки правильности анализа.

Пенал для облучения, кварцевый бюкс и алюминиевую фольгу для упаковки анализируемого материала промывают ацетоном, за­тем спиртом. Анализируемый образец взвешивают на аналитичес­ких весах (масса 1,5—3,0 г, толщина образца 3—5 мм, диаметр 15—20 мм), помещают в алюминиевый пакет; пакет маркируют.

В качестве образца сравнения используют навеску фосфора 1—3-Ю"⁴ г, которую взвешивают на весах ВЛМ-1Г и помещают в кварцевый бюкс. Бюкс заворачивают в алюминиевую фольгу и мар­кируют. Общая масса кремния в пенале не должна превышать 20 г.

Пенал облучают в ядерном реакторе потоком нейтронов 1—3-Ю¹³ нейтр/(см²-с) в течение 20 ч или 200 ч в зависимости от предполагаемого содержания фосфора в образце.

Облученные образцы кремния и образцы сравнения транспорти­руют в лабораторию в свинцовом контейнере КЛ-7,0.

Пенал с облученными образцами и образцами сравнения поме­щают в защитный бокс. Через 6 дней образцы извлекают из алюми­ниевых пакетов, помещают каждый из них в стакан вместимостью 50—100 см³ и трижды по 5 мин обрабатывают четыреххлористым углеродом при кипячении, добавляя после каждой операции по 10— 15 см³ реактива. Затем образцы промывают трижды горячим ацето­ном, спиртом и переносят в чашку из фторопласта. К образцу до­бавляют 10—15 см³ свежеприготовленной смеси фтористоводород­ной и азотной кислот в соотношении 1:5 и трижды каждый раз в течение 20 с (без нагревания) протравливают ее поверхность, ме­няя смесь и промывая пробу дистиллированной водой после каж­дой операции травления. Отношение твердой и жидкой фаз должно составлять от Vs до ¹/ю-

После окончания травления образец промывают спиртом, высу­шивают между листами фильтровальной бумаги, взвешивают на аналитических весах, помещают в пакет из полиэтиленовой пленки, пакет маркируют и направляют на измерение активности.

Перед измерением активности образцов проверяют правильность работы счетной установки от сети. При правильной работе счетной установки число импульсов, зарегистрированных электромеханиче­ским счетчиком за 64 с, должно быть равно 50.Счетную установку проверяют на стабильность работы с помо­щью источника бета-излучения таллия-204 или кобальта-60, изме­ряя их активность. Для этого подложку с источником бета-излуче­ния (кобальт-60) помещают в третий паз этажерки (номер паза от­считывают вниз от детектора) и измеряют его активность дважды каждый раз в течение 3—5 мин. Показания электромеханического счетчика должны составлять 250—270 имп/мин.

Через 6 дней подложку с анализируемым образцом помещают в четвертый паз этажерки и измеряют активность образца, получая два результата измерений без фильтра и два с фильтром из алюми­ния толщиной 0,22 г/см², помещая его в третий паз этажерки между детектором и анализируемым образцом (номер паза отсчитывают вниз от детектора). Среднее арифметическое двух измерений с фильтром (или без фильтра) должно составлять не менее 1000 имп.

Общее время получения результатов всех четырех измерений со­ставляет 5—30 мин. При этом измеряемая активность анализируе­мого образца связана, главным образом, с распадом радиоизотопа £осфора-32 (период полураспада 14,3 дня). Подобные измерения повторяют 3—5 раз с интервалом времени между ними 2—3 дня. В начале перед измерением активности образцов и в конце после измерения активности измеряют без фильтра фон 3—5 раз в тече-

н

эта-

иє 1 мин, помещая подложку без образца в четвертый паз жерки. Среднее арифметическое результатов измерений фона (имп/мин) вычитают из результатов измерений образца.

Сразу же после измерения активности образца (или перед ним) измеряют активность образцов сравнения. Образцы сравнения го­товят из облученного красного фосфора следующим образом: на­веску фосфора массой 1*10"⁴ г помещают в стакан вместимостью 50—100 см³, добавляют концентрированную азотную кислоту и рас­творяют при нагревании. После полного растворения фосфора и ох­лаждения раствора до комнатной температуры раствор переносят в мерную колбу вместимостью 100 см³ и доводят концентрированной кислотой до метки; раствор перемешивают. По 0,5 см³ этого раст­вора накапывают в три чашечки из фторопласта диаметром 20— 22 мм, высушивают под инфракрасной лампой ИС-1 и закрывают полиэтиленовой пленкой. Активность образцов сравнения измеряют в аналогичных с пробами геометрических условиях.

100 -ПІ ’

оср.ср.

где п_обр и «обр.ср —активность радиоизотопа фосфора-32 в образ­це кремния и в образце сравнения соответст­венно, имп/мин; < ч

Ші — масса фосфора в образце сравнения, г; т — масса образца, г.

За результаты анализа принимают среднее арифметическое двух результатов параллельных определений.

Таблица 3

А

Массовая доля
фосфора, %

1-Ю-⁵ 140—⁶

240-⁷

бсолютное допуска-
емое расхождение,
%

1,040—⁶

2,040—⁷

3,040—⁸

М

4.4.3. Контроль правильности

проводят,

используя для этой це-

ли исходные искусственные смеси.

Исходные искусственные смеси готовят го кремния, измельченного и растертого в

на основе высокочисто­агатовой ступке до по-

рошкообразного состояния, в который вводят фосфор добавлением из ранее приготовленных стандартных растворов с концентрацией фосфора 1-10~⁴, 1-10“⁵ и НО^-5 г/см³. Порошкообразный кремний предварительно проверяют нейтронно-активационным методом на содержание фосфора. Массовая доля фосфора в порошкообразном кремнии при этом должна быть не более — 2—5-10~⁷ %.

Смесь 1: к 10,0 г порошкообразного кремния, помещенного в

агатовую ступку, добавляют 0,1 см³ раствора, содержащего фос-

фор (концентрация фосфора 1-10~⁴ г/см³). Затем под 1а перетирают смесь 2,5—3,0 ч и высушивают смесь красной лампой до постоянной массы.

Массовая доля фосфора в смеси I составляет 1-Ю"⁴ Смесь 2: к 10,0 г порошкообразного кремния

слоем спир-
под инфра-

%.

добавляют

0,1 см³ раствора, содержащего фосфор (концентрация

фосфора

31

Г-10—⁵ г/см³) и, затем, выполняют операции, приведенные при приготовлении смеси 1.

ассовая доля фосфора в смеси составляет 1*10“⁵ %.

Смесь 3: к 10,0 г порошкообразного кремния добавляют 0,01 см³ раствора, содержащего фосфор (концентрация фосфора

1-10~⁵ г/см³) и, затем, выполняют операции, приведенные при приготовлении смеси 1.

Массовая доля фосфора в смеси составляет 1-Ю"⁶ %.

С

кремния добавляют

0,02 см³,

месь 4: к 10,0 г порошкообразного

раствора, содержащего фосфор (концентрация фосфор

а

140^-6 г/см³); и, затем, выполняют операции, приведенные при при­готовлении смеси 1.

Массовая доля фосфора в смеси составляет 2-10“⁷%.

Из каждой приготовленной исходной искусственной смеси от­бирают две навески по 2,0 г и анализируют по п. 4.3.1. Для фосфо­ра получают результат анализа как среднее арифметическое двух