ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Получение изотопов естественнорадиоактивных элементов из "Радиоактивные изотопы в химических исследованиях" Естественнорадиоактивные изотопы известны для элементов периодической системы с порядковыми номерами от 81 до. 92, а также для калия (калий-40), углерода (углерод-14) и некоторых других, причем целый ряд изотопов этих элементов (ThX, UXi, MsThll, ThB, The и др.) не может быть получен искусственным путем. [c.36] Радиоактивное семейство с массовыми числами, характеризующимися общей формулой 4л-1-1, не было обнаружено в природе, так как члены этого семейства имеют относительно малые периоды полураспада. Этот ряд элементов был получен искусственным путем и назван семейством нептуния (рис. 8). [c.37] Изотопы активного осадка радона (в семействе урана это — КаА, КаВ, КаС, КаС, КаС с периодами полураспада порядка нескольких минут) сравнительно быстро превращаются в долгоживущий изотоп свинца КаО (Гу, =22 года). Последний, в свою очередь, является материнским веществом для получения КаЕ и, особенно, Ро2 . [c.37] С периодом полураспада 1,90 года, который служит источником всех последующих короткоживущих изотопов семейства тория, очень удобных для использования в качестве радиоактивных индикаторов. [c.42] Наиболее долгоживущими компонентами активного осадка то-рона являются Pb2 2(ThB) с периодом полураспада 10,6 ч, Bi2i2(Th ) с периодом полураспада 1 ч и TP° (Th ) с периодом полураспада 3 мин. [c.42] Этим методом могут быть получены короткоживущие активные осадки радона, торона и актинона, в состав которых входят радиоактивные изотопы свинца и висмута (ThB, RaB, АсВ, Th , Ra , АсС). Эти изотопы находят применение как в химических, так и в физических исследованиях. [c.42] Другим методом, часто используемым для выделения отдельных естественнорадиоактивных изотопов, является метод атомов отдачи. [c.42] М и т — массы атома отдачи и частицы. [c.42] КОВ Превышает энергию химической связи и энергию связи в крИ сталлической решетке. Поэтому в случае препаратов материнских веществ, не содержащих заметных количеств стабильных примесей, значительная часть атомов отдачи (вернее положительных ионов) удаляется с поверхности и может быть собрана на отрицательно заряженном электроде. Поскольку пробег атомов отдачи в воздухе при атмосферном давлении достаточно мал, для увеличения эффективности метода собирание этих атомов производится в вакууме. [c.43] Метод атомов отдачи с успехом применяется для отделения радиоактивных изотопов ряда элементов (КаВ, ТЬХ и др.) от их предшественников. [c.43] Использование этого метода позволило открыть новые изотопы с малой продолжительностью жизни. Так, Хан и Мейтнер выделили КаС , ТЬС и АсС , являющиеся продуктами а-распада соответствующих изотопов висмута [61]. [c.43] Выделение и разделение естественнорадиоактивных изотопов может быть достигнуто и физико-химическими методами. Так, например, для выделения иХ1 (7 1/2=24,5 дня) из растворов урановой соли используется его способность адсорбироваться коллоидными осадками-носителями, в частности, гидроокисью железа [62]. Материнский изотоп (и ) связывается в хорошо растворимый карбонатный комплекс [(ЫН4)4и02(С0з)з . Если необходимо получить концентрированный препарат иХь следует предварительно обогатить его либо путем дробной кристаллизации азотнокислого уранила (при этом иХ) концентрируется в маточном растворе, так как не может войти в решетку неизоморфной ему соли), либо путем экстракции азотнокислого уранила из водной фазы эфиром (при этом иХ почти полностью остается в водном растворе). Отделение иХ от носителя может быть осуществлено с помощью экстракции или хроматографии. [c.43] Другим примером использования физико-химических методов для выделения радиоактивных изотопов является получение высокоактивных препаратов КаВ из длительно хранившихся препаратов радия. При перекристаллизации бромидов радия и свинца (НаО) последний количественно остается в маточном растворе, так как не образует смешанных кристаллов с бромидом радия [63], Для выделения КаО соль бромида радия растворяется в минимальном количестве воды, затем прибавляется избыток концентрированной бромистоводородной кислоты (при этом бромид радия осаждается почти количественно). После охлаждения и повторной кристаллизации КаВгй маточные растворы объединяются и упариваются. Полученный раствор, содержащий более 90% КаВ (от первоначального содержания его в препарате радия), выпаривается несколько раз с азотной кислотой, после чего НаО осаждается электролитически на аноде в виде двуокиси. [c.43] Препараты RaD могут быть получены также из радона, который хранился в ампуле в течение длительного времени. После распада радона в ампуле остается долгоживущий активный осадок RaD—RaE—RaF, который можно растворить в азотной кислоте, содержащей небольщие количества фтористоводородной кислоты. [c.44] Непосредственным продуктом распада RaD является RaE — часто применяемый изотоп висмута (7i/j=5 дней). От материнского вещества RaE может быть отделен электрохимическим способом . Для этого долгоживущий активный осадок растворяют в 0,5 н. НС1, в раствор помещают торкую вращающуюся никелевую пластинку и оставляют на несколько часов для бестокового выделения RaE [30]. Затем пластинку обмывают несколькими каплями концентрированной азотной кислоты, добавляют 15—20 мг соли алюминия и осаждают гидроокись алюминия. При этом никель остается в растворе, а RaE соосаждается с гидроокисью алюминия. Осадок растворяют в азотной кислоте, раствор выпаривают, а сухой остаток растворяют в 8% винной кислоте, содержащей 1,5% азотной кислоты. Для выделения RaE полученный раствор, частично нейтрализованный аммиаком, подвергают электролизу в течение 2—3 ч с применением платиновых электродов (температура 50—60° С, плотность тока 10 а1см ). [c.44] Единственным экспериментально приемлемым изотопом полония служит Ро2 0( RaF) с периодом полураспада 138,4 дня, который является чистым а-излучателем и, распадаясь, образует неактивный свинец. Одним из удобных методов выделения полония является электрохимическое осаждение его на сереоряном электроде из раствора, содержащего ионы хлора. В результате образования растворимого комплекса [Ag U] и труднорастворимого хлорида серебра потенциал серебра падает с -1-0,80 до +0,22 в (потенциал полония 4-0,77 в). В этих условиях потенциалы свинца и висмута также снижаются с —0,13 до —0,27 вис -f0,32 до + 0,16 в. При таких значениях нормального потенциала изотопы этих элементов на металлическом серебре выделяться не будут. Полоний может быть выделен также и на никелевом электроде [18]. [c.44] Рассмотрим несколько примеров выделения естественнорадиоактивных изотопов, которые не могут быть получены искусственным путем. [c.44] Наиболее хброщо изученный изотоп франция Рг223(АсК) с периодом полураспада 22 мин образуется при а-распаде Ас . Отделение франция от актиния может быть достигнуто осаждением актиния аммиаком, сульфидом аммония, карбонатом натрия или фтористоводородной кислотой с использованием лантана в качестве носителя [64, 65]. Франций при этом остается в растворе. [c.44] Вернуться к основной статье