Химический факультет кафедра радиохимии




НазваниеХимический факультет кафедра радиохимии
страница1/6
Дата публикации15.05.2014
Размер0.62 Mb.
ТипРеферат
literature-edu.ru > Журналистика > Реферат
  1   2   3   4   5   6



МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

имени М.В.ЛОМОНОСОВА

ХИМИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ
КАФЕДРА РАДИОХИМИИ
Утверждено учебно-методической

комиссией кафедры радиохимии

Коллектив авторов

Методическое руководство к курсу

Основы радиохимии и радиоэкологии

Москва 2004

Содержание

I. Гамма – спектрометрический анализ

Алиев Р.А., Сапожников Ю.А. и Калмыков С.Н. с. 3

II. Использование радиоактивных индикаторов при анализе

смеси меченых аминокислот методом тонкослойной хроматографии

Бадун Г.А., Знаменская И.В. и Бердоносов С.С. с. 32

III. Основы определения погрешности результата

Баронов С.Б., Бердоносов С.С. и Солдатов Е.А. с. 38


I. Гамма – спектрометрический анализ
Алиев Р.А., Сапожников Ю.А. и Калмыков С.Н.

1. Введение

Гамма-спектрометрия – определение распределения -квантов, испускаемых исследуемым веществом, по энергиям – один из наиболее широко применяемых методов идентификации и количественного определения -излучающих радионуклидов. Метод очень удобен, обычно не требует вскрытия проб, концентрирования и разделения радионуклидов. Пробоподготовка часто сводится лишь к взвешиванию измеряемого препарата и размещению его в сосуде определенной формы, позволяющем строго учитывать геометрические условия измерения.

Применение современных полупроводниковых детекторов, имеющих высокое энергетическое разрешение, позволяет выполнять одновременное качественное и количественное определение целого ряда -излучающих радионуклидов по результату единичного измерения образца.

Гамма-спектрометрия является также составной частью многих инструментальных методов химического анализа, таких как нейтронно-активационный анализ, фотонно-активационный анализ, анализ γ-квантов нейтронного захвата (PGAA – prompt gamma activation analysis), анализ γ-квантов, испускаемых под действием заряженных частиц (PIGE – particle induced gamma ray emission) и др. Те же принципы, которые применяются в γ-спектрометрии, часто используются при регистрации рентгеновского излучения. Таким образом, описанные ниже процессы взаимодействия электромагнитного излучения с веществом и способы регистрации излучений также являются основой и для многих рентгеновских методов, таких как рентгенофлуоресцентный анализ, анализ рентгеновских квантов, испускаемых под действием заряженных частиц (PIXE – particle induced X-ray emission), а также целого ряда методов, основанных на использовании синхротронного излучения.

2. Испускание -квантов

В результате радиоактивного распада образуется дочернее ядро либо в основном энергетическом состоянии E0, либо в одном из возбужденных состояний (E1, E2, ….). Возбужденные состояния ядра неустойчивы, ядро самопроизвольно переходит на уровень с более низкой энергией, при этом происходит испускание -кванта, энергия которого (E) равна разности энергетических уровней ядра1. Так, при переходе с первого возбужденного на основной уровень E=E1-E0. В соответствии с принципом неопределенности Гейзенберга, энергия испускаемого -кванта может быть определена с точностью E = ħ, где - время жизни ядра в возбужденном состоянии. Величина E называется естественной шириной линии, в большинстве случаев E << E. Тепловое движение ядер приводит к уширению линии, поскольку энергия кванта, испускаемого движущимся ядром, несколько отличается от E в результате эффекта Доплера.

При -спектрометрическом анализе можно рассматривать собственную ширину -линии как пренебрежимо малую величину по сравнению с энергетическим разрешением спектрометра (см. раздел 4.3).

Хотя -кванты, испускаемые радионуклидами, имеют дискретные значения энергии, наблюдаемый аппаратурный2 -спектр непрерывен. Чтобы понять, каким образом формируется аппаратурный спектр, необходимо рассмотреть взаимодействие -квантов с веществом.

3. Взаимодействие -квантов с веществом

Аппаратурный -спектр формируется как результат трех основных процессов взаимодействия -излучения с веществом – фотоэффекта, комптоновского рассеяния и образования электрон – позитронных пар.

  • Фотоэффект – процесс, в котором -квант передает всю энергию электрону атома поглотителя. Электрон (как правило, из ближайшей к ядру оболочки) при этом покидает атом, энергия его равна энергии -кванта за вычетом энергии связи электрона в атоме. Вероятность фотоэффекта скачкообразно увеличивается при E=EK, EL, и т.д., где EK, EL – энергии связи электронов на соответствующих оболочках. С увеличением атомного номера поглотителя (Z) вероятность фотоэффекта растет пропорционально Z5 [1]. Фотоэффект является основным процессом при взаимодействии -квантов низкой энергии с поглотителем, имеющим высокий Z.

  • Комптоновское рассеяние – взаимодействие -кванта с электроном, в результате которого часть энергии -кванта передается электрону, который покидает атом. Кроме того, испускается вторичный -квант с энергией, меньшей, чем энергия исходного. Вероятность комптоновского рассеяния растет пропорционально Z [1]. Комптоновское рассеяние является преобладающим процессом для поглотителей с низким и средним Z и гамма-квантов средних и высоких энергий.

  • При взаимодействии высокоэнергетического -кванта (свыше 1,022 МэВ) с силовым полем ядра может произойти образование электрон-позитронной пары. Энергия образования пары равна сумме масс покоя электрона и позитрона и составляет 1,022 МэВ. Остальная энергия -кванта переходит в кинетическую энергию электрона и позитрона. После того, как позитрон потеряет свою кинетическую энергию, происходит его аннигиляция с электроном вещества, при этом образуется два -кванта с энергией 0,511 МэВ каждый, которые, в свою очередь, могут поглотиться веществом по механизму фотоэффекта или рассеяться на электронах. Вероятность образования электрон-позитронных пар растет как Z2[1].

Помимо трех указанных эффектов следует учитывать также возможность упругого рассеяния, а для -квантов высокой энергии становятся возможными фотоядерные реакции3.

Описанные эффекты приводят к уменьшению числа -квантов при прохождении через слой поглотителя. Любой единичный акт взаимодействий -кванта с веществом приводит к выбыванию -кванта из исходного пучка. Результатом является экспоненциальный закон ослабления электромагнитного излучения:

, (2)

где N0 – количество -квантов, входящих в слой поглотителя, N количество -квантов, прошедших через поглотитель, линейный коэффициент поглощения, см-1, плотность, г/см3, / массовый коэффициент поглощения, см2/г, l толщина слоя поглотителя, см, l толщина слоя, г/см2.

Толщину слоя поглотителя часто выражают в г/см2 и используют массовый коэффициент поглощения (см2/г). Такая система единиц позволяет сопоставлять поглощающую способность материалов, имеющих разную плотность. Значения массового коэффициента поглощения различных веществ сравнимы для высокоэнергетического излучения и сильно различаются для гамма-квантов низкой энергии (рис. 1)
Рис. 1. Зависимость массовых коэффициентов поглощения некоторых веществ от энергии гамма-квантов [2].
  1   2   3   4   5   6

Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

Химический факультет кафедра радиохимии iconПример форматирования и оформления статьи
Кафедра физической химии. Химический институт им. А. М. Бутлерова. Казанский (Приволжский) федеральный университет. Ул. Кремлевская,...

Химический факультет кафедра радиохимии iconХимический факультет пособие для подготовки к экзамену по философии...
Цель нашего курса отталкиваясь от реальных эмпирических фактов создать общее представление о философии

Химический факультет кафедра радиохимии iconСтатьи (жирным шрифтом)
Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова, физический факультет, кафедра общей физики. Россия,119991, Москва,...

Химический факультет кафедра радиохимии iconС. Н. Архипов и И. В. Малый Кафедра вычислительной биологии, медицинский...
Модель взаимодействия рециклирования рецепторов с динамикой опосредованного рецепторами контакта у т-клеток

Химический факультет кафедра радиохимии iconФилософский факультет кафедра мировой и российской политики лазарев артем алексеевич
Стратегические направления взаимодействия Российской Федерации и кнр в начале XXI века. Политологический анализ 3

Химический факультет кафедра радиохимии iconКазанский Государственный Университет Филологический факультет, кафедра...
Примечательно также, что работы, выполненные на материале английского языка, занимают доминирующее положение в общем объеме исследований,...

Химический факультет кафедра радиохимии iconРоссийской Федерации Волгоградский государственный педагогический...
Сформировавшийся под воздействием идей позитивистской философии, натурализм уподоблял художественное познание научному, прокламировал...

Химический факультет кафедра радиохимии iconФгбоу впо московский государственный университет
Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова, биологический факультет, кафедра энтомологии

Химический факультет кафедра радиохимии iconСамообразования
Образование, название учебного заведения, факультет: высшее, бгспа, факультет русского языка и литературы

Химический факультет кафедра радиохимии iconГосударственное образовательное учреждение высшего профессионального...
Воспитательный потенциал курса литературы связан с особой возможностью формировать систему нравственных ценностей, углублять интеллектуальную,...

Литература


При копировании материала укажите ссылку © 2015
контакты
literature-edu.ru
Поиск на сайте

Главная страница  Литература  Доклады  Рефераты  Курсовая работа  Лекции