Книга может быть полезной для научных работников, приступающих к работе в области радиохимии или проводящих исследования с применением радио-акти%ных изотопов.
СОДЕРЖАНИЕ
Предисловие ........................... 7
'Введение ............................ 9
Глава I
Оборудование радиохимической лаборатории и особенности работы с радиоактивными веществами
1. Лаборатория......................... 13
2. Хранение и учет радиоактивных изотопов............ 15
3. Порядок работы в лаборатории................. 16
4. Правила работы в лаборатории..........:...... 18
5. Специальное оборудование лаборатории............. 19
6. Особенности химической работы с радиоактивными веществами ... 28
7. Методы ультрамикрохимической работы в радиохимии....... 35
Литература......................... 40
Глава И Радиоактивное излучение и методы его измерения
I. Типы и свойства излучения радиоактивных изотопов ....... 42
'_'. Методы регистрации и приборы для измерения радиоактивных излучений ............•................ 61
Ионизационные методы регистрации радиоактивных излучений . 62 Сцинтилляционные методы регистрации радиоактивных излучений и ядерных частиц................... 96
Радиографические методы регистрации радиоактивных излучений 97
3. Доза излучения и методы ее снижения.............. 101
Расчет дозы излучения................... 101
Методы снижения дозы излучения .............. 103
Литература......................... 111
Практические работы ................. 111
Работа № 1. Градуировка шкалы электроскопа в вольтах....... 111
Работа № 2. Проверка равномерности шкалы электроскопа по скорости
движения его нити...................... . 112
Работа № 3. Определение емкости электрометра или электроскопа ... 114 Работа № 4. Определение абсолютного значения ионизационного тока и
вычисление по нему количества а-излучателя........... 119
Работа № 5. Измерения по а-лучам................. 123
Работа № 6. Оценка содержания урана в рудах по а-лучам....... 125
Работа № 7. Определение величины пробега а-частиц в воздухе .... 127
Работа № 8. Определение тормозной способности твердых веществ . . . 128
Работа № д. Измерение р-лучей счетчиком............... 129
Работа № щ Исследование статистического характера распада радиоак-
тивных элементов ....................... 136
Работа № 11. Влияние обратного рассеяния на величину счета электронов 142
Работа № 12. Определение максимальной энергии (3-излучения по поглощению в алюминии ....................... 1Ф(
Работа № 13. Измерение мягкого ^-излучения............ 14(
Работа № 14. Определение абсолютного количества радиоактивного изотопа по р-излучению ...................... 15С
Работа № 15. Измерение у-лучей счетчиком............. 151
Работа № 16. Определение энергии у-лучей по поглощению в свинце . . 153 Работа № 17. Определение радия и других радиоактивных изотопов по
у-лучам ............................ 155
Работа № 18. Эталонирование а-счетчика и определение с его помощью количества ос-излучателя ..................... 157
Работа № 19. Измерение активности жидкостей........... 16,^
Работа № 20. Радиографический метод регистрации радиоактивных излучений .............................. 163
Работа № 21. Вычисление доз, получаемых при работе с радиоактивными
изотопами............................ 166
Работа № 22. Измерение доз, получаемых при работе с радиоактивными
источниками излучения ..................... 167
Г лава III Распад и накопление радиоактивных изотоп«в
1. Основные законы радиоактивных превращений .......... 173
2. Основные случаи расчета количества радиоактивного изотопа .... 175
3. Примеры расчета количества радиоактивных изотопов....... 178
4. Определение постоянных распада ................ 180
Литература......................... 184
Практические работы ................. 184
Работа № 23. Определение периода полураспада радиоактивных изотопов
по уменьшению активности................... 184.
Работа № 24. Анализ смеси радиоактивных изотопов по кривой распада 186 Работа № 25. Определение периода полураспада К*° или другого долго-живущего радиоактивного изотопа................ 188
Работа № 26. Закон накопления радиоактивных изотопов ....... 189
Работа № 27. Определение периода полураспада по накоплению радиоактивного изотопа ........................ 190
Работа № 28. Исследование продуктов распада радона и торона .... 193
Работа № 29. Определение радия по радону............. 201
Работа № 30. Количественное определение радиоактивных изотопов по
короткоживущим эманациям (торон и актинон).......... 206
Работа № 31. Определение постоянных распада торона и актинона . . . 209
Глава IV Получение и свойства радиоактивных изотопов
1. Принципы получения радиоактивных элементов и изотопов .... 213
2. Расчеты выходов радиоактивных изотопов............ 223
3. Химические реакции атомов, получающихся при ядерных превращениях ...........ч.................. 225
4. Методы выделения и концентрирования радиоактивных изотопов . . 235
Экстрагирование ...................... 236
Соосаждение и адсорбция................... 238
Электрохимическое выделение................ 256
Отгонка изотопов.........:............ 258
Выщелачивание ...................... 258
5. Методы получения важнейших радиоактивных изотопов...... 259
Литература......................... 284
Практические работы .................
Работа № 32. Приготовление раствора с заданной активностью .... 284
Работа № 33. Радиоактивные загрязнения............. 285
работа № 34. Выделение радиоактивных изотопов с кристаллическими
осадками............................ 286
Работа № 35. Адсорбция ThB на йодистом серебре.......... 289
работа № 36. Изучение распределения ThB между кристаллами и раствором хлористого бария .................... 290
Работа N° 37. Дробная кристаллизация хлористого радия и бария . . . 292 работа № 38. Получение радиохимически чистых изотопов La140 и Ва140
методом осаждения с изотопными носителями........... 294
Работа № 39. Получение радиохимически чистого Се141 осаждением с
изотопным носителем...................... 295
Работа № 40. Разделение радиоактивных изотопов висмута (ThC) и свинца (ThB)............................ 296
Работа № 41. Определение относительной величины сечения ядерных
реакций ............................ 297
Работа № 42. Получение и выделение радиоактивного изотопа фосфора Р32 ............................. 298
работа № 43. Различие в действии быстрых и медленных нейтронов . . 300 работа № 44. Определение сечения реакции по выходу радиоактивного
изотопа ............................ 301
Работа № 45. Химическое действие атомов в момент их образования . . 302 Работа № 46. Получение радиоактивного изотопа хлора С138 и его идентификация ..........'................. 303
Работа № 47. Получение изотопов брома Вт80 и Вг82, выделение их и
определение периодов полураспада................ 304
Работа № 48. Разделение ядерных изомеров Вг80 . . ......... 305
Работа № 49. Методы извлечения радиоактивных изотопов брома и фосфора ............................. 307
Работа № 50. Отделение радиоактивного изотопа иода методом отдачи . 309 Работа № 51. Зависимость степени извлечения Мп6в от рН раствора . . 310 Работа № 52. Облучение цинка нейтронами и разделение полученных радиоактивных изотопов ..................... 311
Работа № 53. Извлечение Na24 из облученного магния методом выщелачи
312 313
315 315
вании ..............
Работа № 54. Отделение Mb85 от материнского Zr95 адсорбцией . . Работа № 55. Разделение радиоактивных изотопов бария и лантана мето
дом адсорбционного соосаждения................
Работа № 56. Выделение UXi и определение периода его полураспада Работа № 57. Хроматографическая очистка трехвалентного катиона радиоактивного железа от аниона фосфорной кислоты, Содержащего Р32 317 Работа № 58. Хроматографическое разделение радиоактивных изотопов
рубидия и железа........................ 319
Работа № 59. Хроматографическое разделение радиоактивных изотопов
кобальта и железа ....................... 320
Работа № 60. Хроматографическая очистка La140 от Ва140....... 321
Работа № 61. Хроматографическое отделение изотопа тория (UXi) от
урана.............................. 322
Работа № 62. Выделение изотопа протактиния (UZ) ......... 323
Работа № 63. Отделение долгоживущего активного налета радона и получение RaD, RaE и RaF в радиохимически чистом состоянии без носителя ............................ 324
Работа № 64. Электрохимическое выделение RaE и RaF....... 326
Работа № 65. Электролитическое выделение полония......... 327
Работа № 66. Определение количественного отношения радия к урану в
урановой руде ......................... 329
Работа № 67. Выделение MsThi из руд............... 332
Работа № 68. Выделение и измерение протактиния.......... 333
Работа № 69. Определение концентрации раствора тория ультрамикро-
объемным методом ........................ 334
Г л а в а V Применение радиоактивных изотопов в качестве меченых атомов
Литература ........................ 340
Практические работы ......,........... 341
Работа № 70. Определение радиохимической чистоты радиоактивного изотопа и очистка его от радиоактивных примесей.......... 341
Работа № 71. Изотопный обмен бромом между Вга и NaBr....... 343
Работа № 72. Изотопный обмен между ионами галоида и твердым галоге-
нидом серебра в растворе.................... 345
Работа № 73. Изотопный обмен между металлом и его ионами в растворе 347 Работа № 74. Изотопный обмен бромом между алкилбромидом и ионами
брома............................. 347
Работа № 75. Изотопный .обмен бромом между двумя органическими бромидами ............................ 349
Работа № 76. Синтез SbBrs, содержащей Вг82............ 350
Работа № 77. Определение коэффициента распределения вещества между
двумя несмешивающимися жидкостями.............. 351
Работа № 78. Проверка чистоты разделения бария и стронция методом меченых атомов ...................•...... 353
Работа № 79. Определение количества стронция в растворе методом изотопного разведения ....................... 354
Работа №80. Количественное определение иодида и бромида при их совместном присутствии методом изотопного разведения....... 357
Работа № 81. Разделение близких по химическим свойствам ионов методом бумажной хроматографии.................. 358
Работа № 82. Активационный анализ................ 359
Работа № 83. Определение содержания бора по поглощению нейтронов . 362 Работа № 84. Определение растворимости малорастворимых веществ методом радиоактивных индикаторов ................ 363
Работа № 85. Определение давления насыщенного пара эффузионным методом с помощью меченых атомов................. 366
Работа № 86. Изучение строения тиосульфата............ 369
Работа № 87. Определение чисел переноса.............. 371
Работа № 88. Определение величины поверхности кристаллических осадков методом радиоактивных индикаторов............. 372
Работа № 89. Определение коэффициента эманирования урановой руды 375 \
Приложения
I. Реактивы, необходимые для проведения практических работ . . 376
П. Набор посуды, необходимой каждому студенту........ 382
III. Посуда общего пользования ................ 383
IV. Общелабораторное и специальное оборудование........ 384
V. Спецодежда......................... 385
VI. Распад и накопление радиоактивного изотопа........ 386
VII. Таблица функций е~х....................' 387
VIII. Накопление радона.................... 388
IX. Нарастание' ионизационного тока при введении радона в эмана-
ционную камеру...................• • 389
X. Коэффициенты поглощения р-лучей в алюминии........ 390
XI. Сечения захвата тепловых нейтронов............ 392
XII. Таблица умножения на 16.................. 395
XIII. Таблица умножения на 64.................. 397
ПРЕДИСЛОВИЕ
Настоящее руководство по радиохимии предназначено для студентов старших курсов химических факультетов и научных работников, начинающих проводить исследования с применением радиоактивных изотопов.
Все практические работы составлены так, чтобы учащиеся пользовались радиоактивными изотопами с а-, (}- и f-излучением в количествах, не превышающих долей милликюри, а также небольшими, например радиево-бериллиевыми, источниками нейтронов (106 нейтронов в секунду). В большинстве опытов используются еще меньшие (индикаторные) количества радиоактивных
изотопов.
Книга разделена на пять глав. В первой главе рассматриваются устройство и оборудование радиохимической лаборатории, особенности работы в такой лаборатории и обращения с радиоактивными веществами, а также техника безопасности. Вторая и третья главы посвящены описанию аппаратуры для радиометрических измерений, изложению свойств радиоактивных излучений и законов радиоактивных превращений. Большинство работ, содержащихся в этих главах, почти не требует химических операций и проводится с готовыми радиоактивными препаратами. В четвертой и пятой главах описаны работы по изучению химических свойств, получению и применению радиоактивных изотопов.
Первая глава содержит только описательный и теоретический материал. Ко второй, третьей и четвертой главам даны теоретические введения, в которых, по возможности кратко, рассмотрены методы измерения радиоактивных излучений и получения радиоактивных изотопов, применяемых при выполнении практических работ, описана техника применения радиоактивных изотопов, приведены законы радиоактивных превращений.
Для более полного ознакомления с вопросами радиохимии учащиеся должны обращаться к указанной в отдельных разделах
литературе.
В приложении приведены перечни радиоактивных веществ и растворов, реактивов, посуды, приборов и оборудования, необходимых Для выполнения лабораторных работ, а также таблицы, которыми часто приходится пользоваться. В описаниях отдельных работ
Цена: 300руб.
