CC BY
10
УДК 539.163
ПРИМЕНЕНИЕ КОРОТКОЖИВУЩИХ РАДИОНУКЛИДОВ 212Pb, 212Bi И 239Np В КАЧЕСТВЕ МЕТОК ХИМИЧЕСКОГО ВЫХОДА В РАДИОХИМИЧЕСКОМ АНАЛИЗЕ ПРИРОДНЫХ ОБЪЕКТОВ
Р.А. Алиев, О.А. Блинова, Ю.А. Сапожников
(кафедрарадиохимии; e-mail: [email protected])
Описаны генераторы 212РЬ и ^"Ы, которые могут быть использованы при определении 210РЬ в объектах окружающей среды. Показана возможность применения
239жТ 237-^т
метки ^р для определения ^р методом радиохимического нейтронно-актива-ционного анализа.
212т
Генераторы 212РЬ и 212Ы
Радионуклид РЬ - член радиоактивного семейства 238и. В настоящее время он широко применяется для исследования многих процессов, протекающих в окружающей среде. РЬ определяют либо недеструктивным у-спектрометрическим методом, регистрируя у-кванты с энергией 46,5 кэВ, либо
/210т}•
косвенно - по дочерним радионуклидам ( Б1 и
210
Ро). Определение по 210Б1 предпочтительнее, неже-
210
ли по Ро, поскольку радиоактивное равновесие
между РЬ и Б1 достигается быстрее. В тех слу-
210 210
чаях, когда равновесие между РЬ и Ро нарушено (это может происходить в верхних слоях осадка) необходимо ждать около полутора лет.
Радионуклид 210Б1 является относительно высокоэнергетическим р-излучателем, для регистрации р-ча-стиц которого применяют газовые пропорциональные счетчики и жидкостно-сцинтилляционную аппаратуру. Идентифицируют Б1 по периоду полураспада (5 сут) [1]. Таким образом, для проведения анализа необходимо химическое разделение свинца и висмута. Возможны два подхода: 1) отделение висмута от
210
свинца и определение радиоактивности Б1 по кривой распада; 2) отделение свинца от висмута и изме-
210
рение содержания Б1 в препарате по мере накопления. Химический выход часто определяют гравиметрически по стабильному свинцу или висмуту, а в качестве радиоактивной метки применяют Б1. Однако
207т}•
конверсионные электроны, испускаемые Б1, регис-
210
трируются совместно с р-частицами Б1, снижая тем самым чувствительность радиометрического определения.
В литературе встречаются сообщения об использо-
212
вании РЬ в качестве метки химического выхода свинца, однако число таких работ невелико [2].
В настоящей работе в качестве изотопных генераторов предложены 212РЬ и 212Б1. От материнского
радия и тория 212Pb отделяли экстракцией 2-10 4 М раствором дитизона в CCl4 из раствора нитрата тория (25 г/л) в ацетатном буфере (ацетат аммония, рН 6,0). Экстракт промывали дистиллированной водой, затем висмут со свинцом реэкстрагировали соляной кислотой (1:1). Bi отделяли от материнского 212Pb экстракцией 2-10 4 М раствором дитизона в CCl4 из раствора нитрата тория (25 г/л) в бифталат-ном буфере (бифталат калия 10 г/л, рН 1,7). Экстракт промывали дистиллированной водой, затем висмут реэкстрагировали соляной кислотой (1:1).
Выходы и чистоту полученных препаратов определяли методами гамма- и жидко стно-сцинтилляцион-ной (ЖС) спектрометрии. у-кванты регистрировали на приборе с детектором из сверхчистого германия (Canberra Packard). ЖС-счет а- и в-частиц проводили на спектрометре Tri-Carb 2700TR (Canberra Packard).
Выход Pb определяли методом у-спектрометрии по линии 212Pb (238,6 кэВ) и линии 208Tl (2614,5 кэВ). По данным у-спектрометриии около 65% 212Pb переходит в реэкстракт. Выход 212Bi так же определяли методом у-спектрометрии по линии 212Bi (727,2 кэВ).
Было показано, что около 50% 212Bi переходит в ре-
212
экстракт, в то время как Pb остается в исходном
212
растворе: в спектре препарата Bi отсутствует линия 212Pb 238,6 кэВ (рис. 1).
Радиохимическую чистоту 212Pb и 212Bi определяли методом ЖС-спектрометрии по спаду скорости счета. Показано, что периоды полураспада 212Bi и 212Pb значимо не отличаются от справочных данных, а остаточная активность препаратов соответствует фоновому значению в пределах погрешности измерений.
Метка 239Np
Радионуклид 239Np отделяли от материнского Am экстракцией 10%-м раствором три-н-октиламина
1600 1200
л
0
1 800 Н
с
г
400 0
212,
РЬ
.JÜ4
224
Ra
208'
TI
iL
, I i
2;2B¡
i и !|i i
f'""'" "4 i I
0 200 400 600 800 1000 Энергия, кэВ
150
3 100^ л
50 -
208
TI
212
Bi
vi
f-
200 400 600 800 1000 Энергия, кэВ
Рис. 1. у-епектры: а - исходный раствор, б - препарат
100000
10000
л о л с;
s s
1000
100
243Ат
50
100000
10000
1000
100
100 150
Энергия, кэВ
200
т
100 150
Энергия, кэВ
и о 243 . 239ЛТ 239-» т
Рис. 2. у-спектры: а - равновесная смесь Ат - Np, б - препарат Кр
в толуоле из концентрированном соляной кислоты. Предварительно нептуний переводили в шестивалентное состояние добавлением к солянокислому
243 Л
раствору, содержащему равновесную смесь Ат и 239Кр нескольких капель пероксида водорода [3]. Органическую фазу перед экстракцией насыщали соляной кислотой. Экстракт промывали концентрированной соляной кислотой для удаления следов америция. Реэкстракцию нептуния проводили дистиллированной водой. Радиохимическую чистоту продукта определяли у- спектрометрически. На рис. 2 приведены у-спектры равновесной смеси
243 д 239АТ 239ат ^
Ат- Кр и полученного Кр. Видно, что в спектре выделенного продукта отсутствует линия 74,7 кэВ, принадлежащая Ат. Полученный Кр успешно применяли в качестве метки при определе-
237-к Т
нии Кр в донных осадках методом радиохимического нейтронно-активационного анализа. Первой стадией анализа, предшествующей облучению нейтронами, является отделение нептуния экстракцией
из азотнокислой вытяжки раствором три-н-октил-фосфиноксида в толуоле. Для определения выхода
239-к т
на этой стадии использовали Кр.
Данные радионуклиды ( РЬ, Б1, Кр) были выделены с целью применения в качестве меток химического выхода при анализе природных объектов. Метку следует выбирать таким образом, чтобы ее излучение практически не мешало регистрации частиц (или квантов), испускаемых определяемым радионуклидом. Это возможно в том случае, когда метка быстро распадается и ее вклад в остаточную активность незначителен. Поэтому перспективно применение короткоживущих меток, для получения которых можно использовать изотопные генераторы. В таких случаях измерение радиоактивности определяемого радионуклида проводят после распада метки. В частности, короткоживущие 212РЬ и 212Б1 (периоды полураспада 10,64 и 1,01 ч соответственно) могут быть использованы при определении РЬ. Генератор
243
Ат/239Кр можно применять для получения ""^р
239-к
б
а
(Т1/2 = 2,35 дн) - радионуклида, используемого в качестве короткоживущеи метки в анализе ^р.
В основе работы любого генератора лежит разделение материнского и дочернего радионуклидов. Способы разделения могут быть самые разные: ионообменная и экстракционная хроматография, соосажде-ние с носителем и, как в нашем случае, жидкостная экстракция. Несомненным преимуществом последней является простота выполнения и высокая селективность, что совершенно необходимо при работе с ко-роткоживущими радионуклидами.
Описанные выше изотопные генераторы позволя-
212™ 212т-»'
ют получать в течение нескольких минут Pb, Bi и 239Np в радиохимически чистом состоянии.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Church T.M., Hussain N., Ferdelman T.G., Fowler S.W. // Talanta.
1994. 41. P. 243.
2. Qualitätsmanagement in Untersuchungseinrichtungen der amtlichen
Überwachung Baden-Württembergs, Chemische Landesuntersuchungsanstalt Freiburg. PV 14P20201. 1998. S. 2.
3. Sill C.W. // Anal. Chem. 1966. 38. P. 802.
Поступила в редакцию 25.10.02
APPLICATION OF THE SHORT-LIVED RADIONUCLIDES 212PB, 212BI AND 239NP AS TRACERS OF CHEMICAL YIELD IN THE RADIOCHEMICAL ANALYSIS OF NATURAL SAMPLES R.A. Aliev, O.A. Blinova, Y.A. Sapozhnikov
(Division of Radiochemistry; e-mail: [email protected])
The simple methods of extraction separation of short-lived 212Pb and 212Bi from parent 232Th are described. These radionuclides could be applied as tracers in 210Pb analysis. The possibility of application of 239Np for radiochemical neutron-activation analysis of 237Np is shown. The activity of short-lived tracer do not affect to radionuclide of interest's analysis.
