Цель работы:
Применение изотопных генераторов для получения короткоживущих радионуклидов.
Теоретическая часть:
Для многих прикладных радиохимических целей удобнее применять короткоживущие радионуклиды с периодами полураспада от нескольких минут до нескольких часов. Однако эффективное применение таких изотопов вдали от места их образования (реактор, ускорители) возможно лишь в таких случаях, когда нужный радионуклид является дочерним продуктов другого радионуклида с большим периодом полураспада. Из материнского радионуклида приготовляют "изотопный генератор", который позволяет многократно получать короткоживущий дочерний радионуклид, отделяя его химически от материнского изотопа. Активность дочернего радионуклида при получении его в данный момент из генератора можно определить по формуле:
(1)
где a2 - активность дочернего радионуклида, находящегося в генераторе в данный момент; a01 - начальная активность материнского радионуклида в момент зарядки генератора или в момент начала отсчета времени; t - время, прошедшее с начала отсчета до настоящего момента; т - время, прошедшее с момента предыдущего отделения дочернего радионуклида от генератора до настоящего времени (предполагается, что при этом дочерний радионуклид удаляется полностью): λ1 и λ2 - постоянные распада соответственно материнского и дочернего радионуклидов. После отделения дочернего радионуклида его активность в генераторе возрастает со временем по законам накопления дочерней активности и достигает максимума, а затем убывает в соответствии с формулой (1).
В момент времени, отвечающий максимуму активности дочернего радионуклида, А2 = А1. В дальнейшем отношение А2/А1 возрастает со временем и стремится к предельному значению.
В большинстве случаев изотопный генератор представляет собой колонку, заполненную специально подобранным веществом (насадкой), в верхней части которой фиксирован материнский нуклид. Пропуская через колонку вымывающий раствор, отделяют накопившийся дочерний короткоживущий радионуклид и получают его препарат. Одним из примеров изотопного генератора служит устройство, включающее генетическую пару 137Cs - 137mBa. Схему распада можно представить следующим образом:
β - γ
137Cs - > 137mBa - > 137Ba
Т = 30 лет Т= 2.54 мин
Предельное отношение (А2/А1) пред. для данной генетической пары практически равно единице, т.к λ2>>λ1. Поскольку период полураспада материнского нуклида достаточно велик, то изотопный генератор Ва-137 может служить длительное время без существенного изменения своих радиохимических характеристик. В качестве насадки для фиксации Cs-137 обычно используют высокоспецифичные к цезию неорганические сорбенты, например, ферроцианиды тяжелых металлов, и, в частности, ферроцианид никеля - калия.
Структура и сорбционные свойства ферроцианидов более подробно рассмотрены в рекомендуемой литературе. Ва-137 обычно выделяют растворами солей бария, которые используют для получения меченого сульфата бария.
Вымывание бария из ферроцианида никеля - калия можно осуществлять также растворами кислот или солей натрия, калия, кальция и др. Частичное вымывание возможно и при промывании водой.
Практическая часть:
1. Через изотопный генератор пропускаем 15 мл соляной кислоты с концентрацией 0,1 моль/л.
2. Измеряем скорость счета в течении 30 мин (первые 5 мин с интервалом 30 с после через 1 мин). Опыт проводим дважды. Данные заносим в таблицу № 1. Рассчитываем In=I-Iф; LnIn.
Таблица № 1.
|
t |
I1 |
I2 |
Iп1 |
Iп2 |
LN In1 |
LN In2 |
|
0 |
48882 |
49335 |
48613 |
49066 |
10,79 |
10,80 |
|
0,5 |
42834 |
41904 |
42565 |
41635 |
10,66 |
10,64 |
|
1 |
37556 |
37206 |
37287 |
36937 |
10,53 |
10,52 |
|
1,5 |
33283 |
32775 |
33014 |
32506 |
10,40 |
10,39 |
|
2 |
28899 |
28732 |
28630 |
28463 |
10,26 |
10,26 |
|
2,5 |
25583 |
24828 |
25314 |
24559 |
10,14 |
10,11 |
|
3 |
22417 |
22247 |
22148 |
21978 |
10,01 |
10,00 |
|
3,5 |
19891 |
19510 |
19622 |
19241 |
9,88 |
9,86 |
|
4 |
17252 |
16959 |
16983 |
16690 |
9,74 |
9,72 |
|
4,5 |
15353 |
14897 |
15084 |
14628 |
9,62 |
9,59 |
|
5 |
13194 |
12969 |
12925 |
12700 |
9,47 |
9,45 |
|
6 |
10454 |
9943 |
10185 |
9674 |
9,23 |
9,18 |
|
7 |
7968 |
7921 |
7699 |
7652 |
8,95 |
8,94 |
|
8 |
6182 |
6039 |
5913 |
5770 |
8,68 |
8,66 |
|
9 |
4814 |
4614 |
4545 |
4345 |
8,42 |
8,38 |
|
10 |
3660 |
3674 |
3391 |
3405 |
8,13 |
8,13 |
|
11 |
2816 |
2840 |
2547 |
2571 |
7,84 |
7,85 |
|
12 |
2310 |
2362 |
2041 |
2093 |
7,62 |
7,65 |
|
13 |
1772 |
1807 |
1503 |
1538 |
7,32 |
7,34 |
|
14 |
1475 |
1462 |
1206 |
1193 |
7,10 |
7,08 |
|
15 |
1259 |
1247 |
990 |
978 |
6,90 |
6,89 |
|
16 |
1010 |
971 |
741 |
702 |
6,61 |
6,55 |
|
17 |
870 |
847 |
601 |
578 |
6,40 |
6,36 |
|
18 |
747 |
715 |
478 |
446 |
6,17 |
6,10 |
|
19 |
650 |
620 |
381 |
351 |
5,94 |
5,86 |
|
20 |
533 |
534 |
264 |
265 |
5,58 |
5,58 |
|
21 |
538 |
501 |
269 |
232 |
5,60 |
5,45 |
|
22 |
493 |
491 |
224 |
222 |
5,41 |
5,40 |
|
23 |
447 |
470 |
178 |
201 |
5,18 |
5,30 |
|
24 |
438 |
459 |
169 |
190 |
5,13 |
5,25 |
|
25 |
383 |
431 |
114 |
162 |
4,74 |
5,09 |
|
26 |
396 |
381 |
127 |
112 |
4,85 |
4,72 |
|
27 |
380 |
380 |
111 |
111 |
4,71 |
4,71 |
|
28 |
345 |
365 |
76 |
96 |
4,34 |
4,57 |
|
29 |
313 |
328 |
44 |
59 |
3,79 |
4,08 |
|
30 |
373 |
325 |
104 |
56 |
4,65 |
4,03 |
Биокерамика на основе фосфатов кальция
В последние годы значительное
внимание уделяется созданию керамических материалов медицинского назначения, предназначенных
для использования при реконструкции дефектов костных тканей, образу ...
Вычисление теплового эффекта реакций
Вычислить тепловой эффект реакции при стандартных
условиях: Fe2O3 (т) + 3 CO (г)
= 2 Fe (т) + 3 CO2 (г),если теплота образования: Fe2O3
(т) = – 821,3 кДж/моль;СО(г) = – 110,5 кДж/моль;
...
Физико-химические закономерности формирования тонкопленочных металлополимерных систем из газовой фазы
Тонкопленочные металлополимерные материалы
(металлизированные полимеры, металлические изделия с тонким полимерным покрытием,
многослойные системы и др.), формируемые методами вакуумной техно ...