ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы От редколлегии из "Современные методы анализа" В августе 1965 г. исполняется 70 лет со дня рождения академика Александра Павловича Виноградова. [c.5] Коллектив Института геохимии и аналитической химии им. В. И. Вернадского АН СССР, руководимый Александром Павловичем, желая отметить эту дату, решил выпустить к юбилею два тематических сборника работ ученых, которые развивают идеи А. П. Виноградова. [c.5] Научные интересы А. П. Виноградова разносторонни, особенно ярко проявляются они в области геохимии, которой посвящен отдельный сборник, и в области аналитической химии (настоящий сборник статей). [c.5] Последние десятилетия развитие аналитической химии характеризуется использованием новейших достижений в химии и особенно в физике, приведших к созданию новых инструментальных методов изучения состава веществ. Новые направления в аналитической химии связаны с интенсивным развитием научных и практических проблем в современной новой технике и всего народного хозяйства нашей страны. [c.5] Научная интуиция, умение предугадать возможности использования новых свойств веществ для развития новых направлений в науке и технике, поддержать их и пропагандировать сделали академика А. П. Виноградова одним из ведущих химиков-анали-тиков нашей страны. В связи с его юбилеем приятно вспомнить, как еще 30 лет назад в маленькой Биогеохимической лаборатории им разрабатывались и энергично внедрялись новые тогда методы полярографии и количественной спектрометрии. Позднее, в связи с задачами атомной промышленности, в лаборатории геохимических проблем были впервые разработаны уникальные по тому времени методы определения малых количеств вредных примесей в различного рода материалах. [c.5] ВИЧ принимает живое участие. При его поддержке растут новые физические, инструментальные методы анализа, развивается их теория, раскрываются их поразительные возможности исследуются новые физико-химические свойства веществ, новые реакции и процессы, открывающие перспективы для новых методов отделения и определения элементов, особенно редких, и их соединений создаются конкретные методики анализа главным образом для контроля примесей в особочистых веществах, играющих сейчас важнейшую роль во многих областях новой техники, и для определения микроэлементов в природных телах. [c.6] Коллектив авторов и редколлегия сборника желают Александру Павловичу многих лет творческой энергии для радостного совместного труда. [c.6] Отличительной чертой развития современной науки является тесный контакт и взаимопроникновение ранее обособленных ее разделов, таких как физика, химия, биология, геология, математика и т. д., причем наибольшие достижения возникают на стыке дисциплин. Так, на стыке ядерной физики, радиохимии и аналитической химии возник один из самых чувствительных методов современной аналитической химии — радиоактивацион-ный анализ, основой создания которого послужили успехи, достигнутые ядерной физикой в изучении взаимодействия элементарных частиц с веществом. Хотя первые работы по радиоактивационному анализу появились в конце 30-х годов [1, 2], широкое, развитие и применение метода началось с конца 40-х — начала 50-х годов в связи с широким строительством ядер-ных реакторов и потребностью ряда отраслей науки и техники в веществах высокой чистоты. [c.7] Основным толчком к созданию высокочистых материалов явились требования атомной энергетики, по которым содержание примесей элементов, имеющих большое сечение захвата нейтронов (бора, кадмия, гадолиния, самария, европия, лития, гафния и т. д.), в уране, тории, графите, бериллии, алюминии, цирконии, свинце, висмуте и других материалах не должно было превышать 10 — 10 [3]. [c.7] С середины 50-х годов наиболее жесткие требования к чистоте материалов предъявляет полупроводниковая техника, так как качество полупроводников определяется в основном степенью их чистоты. Без разработки методов контроля содержания примесей с чувствительностью 10 — 10 %, а в отдельных случаях и до Ю %, невозможно уточнить технологию получения полупроводниковых материалов и соединений и создать надежные полупроводниковые приборы с заданными свойствами. Следует подчеркнуть, что необходимо вести контроль (правда, с разной чувствительностью) на всех этапах технологического процесса — от анализа сырья до анализа готовой продукции и не только основных полупроводниковых веществ германия, кремния, интерметаллидов, но и исходных элементов для синтеза полупроводниковых соединений, материалов для легирования, большого числа вспомогательных материалов и реактивов. [c.7] Технические требования к качеству веществ высокой чистоты, применяемых в полупроводниковой технике, включают от 15—20 до 30—40 определяемых примесей [4]. Поэтому перед аналитиками стоит тяжелая и трудоемкая задача определения большого числа примесей в разнообразных материалах высокой чистоты при содержаниях 10 — 10 %. К решению этой задачи современная аналитическая химия, которую по праву можно назвать химией следов , привлекает весь арсенал своих методов. Однако следует подчеркнуть, что чувствительность наиболее широко применяемых методов, основанных на предварительном концентрировании, таких как химикоспектральный, полярографический, люминесцентный, спектрофотометрический и др., не превышает 10 — 10 %. Чувствительность наиболее универсального метода, позволяющего проводить непосредственное определение масс-спектрального анализа, также не превышает 10 %. [c.8] Более высокой чувствительностью обладает радиоактивационный анализ, основанный на ядерных реакциях элементарных частиц с элементами, входящими в состав анализируемого вещества. В качестве бомбардирующих частиц чаще всего используются нейтроны, реже дейтроны, протоны, -частицы и у-лучи. [c.8] В зависимости от типа ядерных реакций и образующихся продуктов различают три самостоятельных метода в радиоактивационном анализе 1) активационный анализ, в котором количественное определение проводится по активности образующихся в результате ядерных реакций радиоактивных изотопов 2) анализ по частицам — продуктам ядерной реакции, в котором определение проводится по числу, например, вылетающих нейтронов, а-частиц, осколков деления или у-лучей радиационного захвата 3) абсорбционный анализ, в котором определение сильно поглощающих нейтроны элементов проводится по ослаблению интенсивности пучка нейтронов при прохождении через анализируемое вещество. [c.8] Наибольшее распространение за последние годы получил активационный анализ благодаря высокой чувствительности определения большого числа элементов и специфичности, основанной на характеристических свойствах образующихся радиоактивных изотопов — природе излучения, его энергии и периоде полураспада. [c.8] ДЛЯ данной реакции t — время облучения Т — период полураспада образующегося радиоизотопа. [c.9] Следовательно, чувствительность метода зависит в первую очередь от интенсивности потока бомбардирующих частиц и сечения активации определяемого элемента и в меньшей степени от времени облучения и периода полураспада радиоактивного изотопа, по которому проводится определение. [c.9] Подставив соответствующие числовые значения в эту формулу, можно показать, что при облучении образца весом 1 г достаточно интенсивным потоком медленных нейтронов в ядерном реакторе (— 10 нейтр1см -сек) чувствительность радиоактивационного определения различных элементов, образующих радиоизотопы с удобным для работ периодом полураспада (не менее 30 мин.), колеблется от 10 до 10 % (табл. 1), причем 57 элементов периодической системы можно определить при содержаниях менее 10 %, а 40 элементов — при содержаниях менее 10 %. [c.9] Активационное определение следов примесей может быть осуществлено в двух вариантах радиохимическом и спектрометрическом. В первом случае схема проведения анализа состоит из трех основных этапов 1) облучение в ядерном реакторе 2) химическое выделение и очистка определяемых элементов после добавления носителей 3) измерение активностей выделенных препаратов и идентификация радиоактивных изотопов определяемых элементов. Количественное определение содержания данного элемента в образце обычно проводится путем сравнения с эталоном, которым служит известное количество определяемого элемента, облученное, очищенное и изме ренное в идентичных условиях. При этом отношение масс элемента в образце и эталоне равно отношению соответствующих активностей, т. е. [c.9] Ввиду большой чувствительности активационного анализа необходимо принимать меры предосторожности при подготовке образцов к облучению, так как примеси, попавшие в образец при предварительной обработке, будут обнаружены в результате анализа. Поэтому желательно избегать каких-либо операций до облучения. Однако при анализе компактных образцов легко устранить влияние случайных поверхностных загрязнений, протравливая поверхность образца после облучения и удаляя тем самым активные посторонние примеси. [c.10] После облучения образец вынимают из кварцевого бюкса или фольги, добавляют носители — растворы неактивных солей определяемых элементов (— 10 мг в расчете на элемент) и переводят образец в раствор. Применение изотопных носителей для образующихся в результате облучения радиоактивных изотопов позволяет избежать возможных потерь при выделении следов элементов, исключить использование специальной техники ультрамикроанализа и внести поправку на химический выход в активность выделенных препаратов. [c.10] Вернуться к основной статье