способ определения удельной активности ²²⁸ th в почве

Классы МПК:	G01T1/167 измерение радиоактивности объектов, например определение зараженности
Автор(ы):
Патентообладатель(и):	Федеральное государственное учреждение науки "Санкт-Петербургский научно-исследовательский институт радиационной гигиены" Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека (ФГУН НИИРГ Роспотребнадзора) (RU)
Приоритеты:	подача заявки: 2005-06-06 публикация патента: 10.02.2008

Изобретение можно использовать при радиационном контроле почв тех хозяйств, где минеральные удобрения вносились в почву длительное время и обусловили значительное накопление ²²⁸ Th и других радионуклидов в почве. Технический результат изобретения: упрощение анализа почвы на определение в ней ²²⁸Th. Сущность изобретения: пробу почвы выдерживают в герметичном сосуде не менее 20 суток. Через 5-10 часов после выделения из почвы хромата свинца проводят его способ определения удельной активности -спектрометрию по 228 th в почве, патент № 2316792" SRC="/images/patents/151/2316416/947.gif" BORDER="0" ALIGN="absmiddle"> -линии ²⁰⁸Tl 2.615 МэВ. На том же приборе проводят способ определения удельной активности -спектрометрию равновесного калиброванного источника ²²⁶Ra по способ определения удельной активности -линии ²²⁴Bi 2.448 МэВ. По найденным интенсивностям 228 th в почве, патент № 2316792" SRC="/images/patents/151/2316416/947.gif" BORDER="0" ALIGN="absmiddle"> -линии с учетом длительностей их набора определяется удельная активность ²²⁸Th в пробе почвы.

Формула изобретения

Способ определения удельной активности ²²⁸ Th в почве, включающий внесение в пробу почвы носителя свинца, выделение хромата свинца, определение выхода носителя свинца, отличающийся тем, что, с целью упрощения анализа, пробу почвы до начала анализа помещают в герметичный сосуд и выдерживают в нем не менее 20 сут, через 5-10 ч после выделения хромата свинца выполняют его способ определения удельной активности -спектрометрию по 228 th в почве, патент № 2316792" SRC="/images/patents/151/2316416/947.gif" BORDER="0" ALIGN="absmiddle"> -линии ²⁰⁸Tl 2,615 МэВ, записывают ее интенсивность N_Tl и моменты начала t₁ и конца t₂ набора способ определения удельной активности -спектра, отсчитанные от момента выделения хромата свинца, выполняют способ определения удельной активности -спектрометрию равновесного калиброванного источника ²²⁶Ra по способ определения удельной активности -линии ²¹⁴Bi 2.448 МэВ, записывают ее интенсивность N_Bi и длительность Т набора спектра, а удельную активность ²²⁸Th в почве определяют по формуле

способ определения удельной активности

где А_Th - удельная активность ²²⁸Th в почве, Бк/кг;

a_Ra - активность источника ²²⁶Ra, Бк;

N_Tl - интенсивность способ определения удельной активности -линии ²⁰⁸Tl 2.615 МэВ, импульсов;

N_Bi - интенсивность способ определения удельной активности -линии ²¹⁴Bi 2.448 МэВ, импульсов;

способ определения удельной активности _Tl - доля распадов ²¹²Bi с образованием ²⁰⁸Tl, 228 th в почве, патент № 2316792" SRC="/images/patents/151/2316537/948.gif" BORDER="0" ALIGN="absmiddle"> _Tl=0.3589;

способ определения удельной активности _Bi - доля распадов ²⁴¹Bi, сопровождающихся испусканием фотона с энергией 2.448 МэВ, способ определения удельной активности _Bi=0,0155;

способ определения удельной активности - постоянная распада ²¹²Pb, 228 th в почве, патент № 2316792" SRC="/images/patents/151/2316457/955.gif" BORDER="0" ALIGN="absmiddle"> =0.065 ч^-1;

Т - длительность набора способ определения удельной активности -спектра от калиброванного источника ²²⁶ Ra, ч;

t₁ и t₂ - моменты начала и конца набора способ определения удельной активности -спектра от препарата хромата свинца, ч;

р - выход носителя свинца в долях;

m - масса пробы почвы, использованной в анализе, кг.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемый способ относится к области радиационного контроля объектов окружающей среды, а более точно к радиационному контролю почвы, в которую для повышения плодородия вносятся минеральные удобрения. Способ может найти применение в тех хозяйствах, где минеральные удобрения вносились в почву длительное время. Это могло привести к значительному накоплению ²²⁸ Th и других природных радионуклидов в почве. В то же время имеются сведения о том, что в шкале относительного риска от радионуклидов, поступающих в окружающую среду, ²²⁸Th занимает первое место [1].

Известен эманационный метод определения ²²⁸Th [2]. К недостаткам этого метода относятся: 1) использование ряда дорогих реактивов (гидроксиламин солянокислый, "торон", тринатриевая соль бензол-2-арсеновая кислота - (1-азо-1)-2-оксикарталин-3,6-дисульфокислоты, стандартный раствор тория азотнокислого); 2) необходимость выполнения последовательности трудоемких процедур, 3) потребность в применении ионизационной камеры, которая к тому же должна быть проэталонирована.

Другой известный метод определения ²²⁸Th основан на измерении равновесной активности дочернего ²²⁴Ra, выделенного из анализируемой пробы [3]. Этому методу присущи уже отмеченные выше недостатки по п.1 и п.2. Еще одним недостатком является то, что при реализации метода необходимо использовать установку для способ определения удельной активности -радиометрии препарата, содержащего ²²⁴ Ra.

Наиболее близким к заявляемому является способ определения ²²⁸Th, основанный на предварительном выделении из пробы почвы ²¹²Pb, образующегося по цепочке радиоактивных превращений из ²²⁸ Th. Недостатком этого способа является то, что он требует применения бета-радиометрической установки малого фона, например УМФ-1500.

Целью заявляемого способа является упрощение анализа почвы на содержание ²²⁸Th.

Цель достигается тем, что в известном способе определения удельной активности ²²⁸Th в почве, включающем внесение в пробу почвы носителя свинца, выделение хромата свинца, определение выхода носителя свинца, пробу почвы до начала анализа помещают в герметичный сосуд и выдерживают в нем не менее 20 суток, через 5-10 часов после выделения хромата свинца выполняют его способ определения удельной активности -спектрометрию по 228 th в почве, патент № 2316792" SRC="/images/patents/151/2316792/2316792-2.gif" height=100 BORDER="0" ALIGN="absmiddle"> -линии ²⁰⁸Tl 2.615 МэВ, записывают ее интенсивность N_Tl и моменты начала t₁ и конца t₂ набора способ определения удельной активности -спектра, отсчитанные от момента выделения хромата свинца, выполняют способ определения удельной активности -спектрометрию равновесного калиброванного источника ²²⁶Ra по способ определения удельной активности -линии ²¹⁴Bi 2.448 МэВ, записывают ее интенсивность Т_Bi и длительность Т набора спектра, а удельную активность ²²⁸Th в почве определяют по формуле

способ определения удельной активности

где A_Th - удельная активность ²²⁸Th в почве, Бк/кг;

способ определения удельной активности _Ra - активность источника ²²⁶Ra, Бк;

N_Tl - интенсивность способ определения удельной активности -линии ²⁰⁸Tl 2.615 МэВ, импульсов;

N_Bi - интенсивность способ определения удельной активности -линии ²¹⁴Bi 2.448 МэВ, импульсов;

способ определения удельной активности _Tl - доля распадов ²¹²Bi с образованием ²⁰⁸Tl, 228 th в почве, патент № 2316792" SRC="" height=100 BORDER="0" ALIGN="absmiddle"> _Tl=0.3589 [4];

способ определения удельной активности _Bi - доля распадов ²¹⁴Bi, сопровождающихся испусканием фотона с энергией 2.448 МэВ, способ определения удельной активности _Bi=0.0155 [5];

способ определения удельной активности - постоянная распада ²¹²Pb, 228 th в почве, патент № 2316792" SRC="" height=100 BORDER="0" ALIGN="absmiddle"> =0.065 час^-1 [6];

Т - длительность набора способ определения удельной активности -спектра от калиброванного источника ²²⁶ Ra, час;

t₁ и t₂ - моменты начала и конца набора способ определения удельной активности -спектра от препарата хромата свинца, час;

р - выход носителя свинца в долях;

m - масса пробы почвы, использованной в анализе, кг;

Выделение хромата свинца из пробы почвы требует минимального использования широко доступных реактивов (носитель свинца, кислоты плавиковая, азотная, соляная), применения простых процедур (прокаливание в муфеле, растворение, упаривание) и минимального оборудования (весы, муфельная печь, химические стаканы и пипетки).

Наиболее дорогостоящей составляющей оборудования, необходимого для осуществления заявляемого способа, является способ определения удельной активности -спектрометр. Однако 228 th в почве, патент № 2316792" SRC="/images/patents/151/2316792/2316792-2.gif" height=100 BORDER="0" ALIGN="absmiddle"> -спектрометр является штатным прибором радиологической лаборатории и обычно имеется в наличии для решения многих задач.

Пример осуществления способа. В пробу почвы массой 0.1 кг, прокаленной в муфеле при температуре 500°С, внесен носитель свинца в виде водного раствора азотнокислого свинца Pb(NO₃)₂ с концентрацией 20 мг/мл по свинцу в объеме 50 мл. Полученная проба переведена в раствор путем разложения смесью плавиковой кислоты и концентрированной азотной кислоты. По методике, изложенной в методических рекомендациях [7], из пробы выделен хромат свинца PbCrO₄ массой 1.3 г, что соответствует массе выделенного свинца 1.3·207/323=0.833 г, где 207 и 323 - атомные массы свинца и хромата свинца соответственно. Поскольку масса внесенного в пробу носителя по свинцу равна 20 мг/мл·50 мл=1000 мг=1 г, то выход р носителя по свинцу составил 0.833 г/1 г=0.833. Гамма-спектрометрия хромата свинца по способ определения удельной активности -линии 2.615 МэВ проведена на интервале от 10 до 15 часов после его выделения. По ее результату интенсивность способ определения удельной активности -линии 2.615 МэВ составила 200 импульсов. Интенсивность способ определения удельной активности -линии ²¹⁴Bi 2.448 МэВ от источника²²⁶Ra с активностью 1000 Бк при длительности набора 1 час составила 3000 импульсов. Удельная активность ²²⁸Th в анализируемой пробе почвы в соответствии с полученными результатами рассчитывается по формуле (1):

способ определения удельной активности

Для почв, в которые минеральные удобрения вносились длительное время, наиболее вероятно состояние радиоактивного равновесия в ряду ²³²Th. В этом случае предлагаемый способ позволяет по результату анализа на ²²⁸Th определять удельные активности в почве, в том числе ²³²Th и других радионуклидов этого семейства.

Положительный эффект от использования предлагаемого способа обусловлен тем, что при проведении анализа на ²²⁸Th отпадает необходимость применения дорогостоящих реактивов и уникального оборудования такого, как ионизационная камера и электрометр. В качестве детектора используется способ определения удельной активности -спектрометр, который, как правило, уже имеется в радиологической лаборатории для решения не только рассматриваемой, но и многих других задач. Применение способа только в одной лаборатории может дать экономию денежных средств до 10 тыс. рублей в год.

Источники информации

1. Salomon S.N. The relative risk from radionuclides in sewage sludge. Health Physics, vol.86, N 6, June 2004, p.S154.

2. Методические рекомендации по санитарному контролю за содержанием радиоактивных веществ в объектах внешней среды. /Под ред. А.Н.Марея и А.С.Зыковой. Минздрав СССР, М., 1980, с.190.

3. Методические рекомендации по санитарному контролю за содержанием радиоактивных веществ в объектах внешней среды. /Под ред. А.Н.Марея и А.С.Зыковой. Минздрав СССР, М., 1980, с.191.

4. Схемы распада радионуклидов. Энергия и интенсивность излучения. Рекомендации МКРЗ, ч.2, кн.2. М., Энергоатомиздат, 1987, с.161.

5. Схемы распада радионуклидов. Энергия и интенсивность излучения. Рекомендации МКРЗ, ч.2, кн.2. М., Энергоатомиздат, 1987, с.168.

6. Схемы распада радионуклидов. Энергия и интенсивность излучения. Рекомендации МКРЗ, ч.2, кн.2. М., Энергоатомиздат, 1987, с.132.

7. Методические рекомендации по санитарному контролю за содержанием радиоактивных веществ в объектах внешней среды. /Под ред. А.Н.Марея и А.С.Зыковой. Минздрав СССР, М., 1980, с.171.

Класс G01T1/167 измерение радиоактивности объектов, например определение зараженности

способ определения порога обнаружения радиационного монитора - патент 2524439 (27.07.2014)
способ обнаружения и выделения горячих частиц - патент 2510047 (20.03.2014)

устройство для дистанционного обнаружения источников альфа-излучения - патент 2503034 (27.12.2013)
система дистанционного радиационного контроля - патент 2487372 (10.07.2013)
устройство для дистанционного обнаружения источников альфа-излучения - патент 2479856 (20.04.2013)
способ градуировки относительных чувствительностей детекторов, предназначенных для регистрации характеристик жесткого гамма- или тормозного излучения - патент 2470326 (20.12.2012)
способ определения порога обнаружения радиационного монитора - патент 2467353 (20.11.2012)
способ радиологического мониторинга загрязнения тритием недр месторождений углеводородов - патент 2461023 (10.09.2012)
способ динамического радиационного контроля - патент 2444029 (27.02.2012)
способ автоматического отбора трития из атмосферного водяного пара - патент 2442129 (10.02.2012)

способ определения удельной активности 228 th в почве

Формула изобретения

Описание изобретения к патенту

способ определения удельной активности ²²⁸ th в почве