Радиоактивные элементы, разделение и очистка

АДСОРБЦИЯ — поглощение газов или растворенных веществ из раствора поверхностью твердого тела нли жидкости. А.— один из видов сорбции. Происходит под влиянием молекулярных сил поверхностного слоя адсорбента. В некоторых случаях молекулы адсорбата (вещества, которое поглощают) взаимодействуют с молекулами адсорбента и образуют с ними поверхностные химические соединения (см. Хемосорбция). При постоянной температуре физическая А. увеличивается при повышении давления или концентрации раствора. Процесс, обратный адсорбции, называется десорбцией. А. сопровождается выделением теп 1а. При повышении температуры А. уменьшается. А. применяется в промышленности для разделения смесей газов и растворенных веществ, для осушки и очистки газов (например, воздуха в противогазах), жидкостей (этиловый спирт очищают от сивушных масел активированным углем). А. играет большую роль во многих биологических и почвенных процессах. Большое значение имеет адсорбция радиоактивных элементов стенками посуды или поверхностью других твердых тел, что приводит к трудностям во время проведения эксперимента и к радиоактивному загрязнению. [c.8]

В том же 1913 г. Мозли дает в руки исследователей рентгеноспектральный метод определения положительного заря/ а ядра элемента, а следовательно, его места в Периодической системе. Это способствовало поиску новых радиоактивных элементов и исправлению порядковых номеров элементов. Была установлена правильная последовательность превращений одних радиоактивных изотопов в другие, открыты пропущенные звенья в цепи генетически связанных элементов — радиоактивных рядах. В это время радиохимия как наука о химических и физико-химических свойствах радиоактивных элементов разрабатывает свои специфические методы исследования. В ее задачу входит широкий круг вопросов, связанных с проблемами разделения, очистки, концентрирования радиоактивных элементов. Таким образом, открытие радиоактивности было важной вехой на пути познания окружающего мира. Изучение же радиоактивности дало неопровержимые доказательства сложности структуры атома. Оно стало основным фактом, опровергающим представления о неизменности атомов, и показало, что в определенных условиях одни атомы разрушаются, превращаясь в другие. [c.394]

Первоначально радиохимические методы разделения обычно основывались на методе осаждения, существенный недостаток которого — соосаждение вместе с определяемым элементом посторонних радиоактивных элементов. Поэтому для получения правильных и надежных результатов требуются длительные операции радиохимической очистки, что сильно увеличивает трудоемкость и длительность анализа, поэтому невозможно использовать короткоживущие радиоактивные изотопы. В ранних работах по активационному анализу с использованием радиохимического варианта применяли только радиоактивные изотопы с периодом полураспада более 1 ч. [c.10]

Радиоактивные примеси в реактивах легко обнаруживаются методами радиометрического контроля. Более серьезным источником радиоактивных загрязнений может быть попадание в процессе разделения различных радиоактивных элементов из других высокоактивных источников, подвергающихся обработке в данной лаборатории. В частности, источниками радиоактивных загрязнений могут служить стандарты определяемых элементов, если их радиохимическое выделение и очистку проводят параллельно с обработкой образца. Необходимые меры предосторожности, правильный выбор последовательности аналитических операций и аккуратная работа позволяют исключить этот вероятный источник ошибок. [c.120]

Кроме разделения изотопов урана, освоенного в ряде стран на промышленном уровне с использованием методов газовой диффузии и газовой центрифуги, в России большое развитие получило разделение стабильных изотопов более чем тридцати химических элементов центрифугированием. Параллельно проводятся работы по применению газовых центрифуг для обогащения радиоактивных изотопов и очистке рабочих веществ от газовых примесей. [c.127]

О ПРИМЕНЕНИИ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОЙ ИОННОЙ АДСОРБЦИИ НА УГЛЕ ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ И ОЧИСТКИ РАДИОАКТИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ [c.107]

А. р. э. па стек.пе включает явления, присущие первичной и вторичной адсорбции. Знание адсорбционных свойств радиоэлементов является необходимым условием правильной работы с радиоактивными в-вами. В ряде случаев явление адсорбции бывает нежелательным. Его можно предотвратить введением в раствор ионов стабильных изотопов, одноименных с радиоактивным, посторонних многовалентных ионов или поверхностно-активных в-в. Во многих же случаях, наоборот, явление адсорбции используется для разделения радиоактивных элементов, для определения состояния радиоэлементов в растворе, очистки растворов от радиоактивных загрязнений и т. д. [c.24]

Возможно сочетание или комбинирование различных водных процессов при этом можно достичь значительных преимуществ, так как один метод может дополнять другой. Например, метод, который дает хорошую очистку от осколочных элементов, можно комбинировать с таким методом, который эффективен в отношении разделения радиоактивных элементов. [c.414]

Электродиализ с избирательными мембранами широко применяют для удаления солей из воды, получения кислот и оснований из солей, удаления радиоактивных элементов из отбросных растворов в различных радиохимических производствах, для очистки и разделения растворов белков, аминокислот, витаминов, алкалоидов и антибиотиков. [c.193]

Поэтому при построении технологической схемы разделения и очистки урана и плутония методами соосаждения на носителях приходится комбинировать несколько методов, причем таким образом, чтобы последующий метод давал эффективную очистку именно от тех радиоактивных элементов, от которых плохо освобождал предыдущий метод. [c.87]

Пз-за соосаждения посторонних радиоактивных элементов с выделяемым осадком необходим целый ряд операций радиохимической очистки. Эти операции могут включать повторное осаждение в присутствии удерживающих носителей, дистилляцию, экстракцию и т. д. Необходимость проведения операций радиохимической очистки сильно увеличивает трудоемкость и длительность анализа. Для повышения избирательности выделе-ни я обычно применяют наиболее специфичные реакции, хотя и не всегда количественные. Поэтому при использовании метода осаждения в качестве основного метода разделения химический выход обычно составляет 30—70%, т. е. он недостаточно высок, что приводит к значительным потерям активности и соответствующему понижению чувствительности анализа. Кроме того, требуются дополнительные затраты труда и времени для перевода элемента в подходящую форму при определении химического выхода. [c.225]

Ионитовые мембраны применяют главным образом для электродиализа. Их используют для разделения электролитов и неэлектролитов, концентрирования растворов, выделения ионов из раствора, разделения продуктов электролиза в электролитических ячейках. Основное применение ионитовых мембран — обессоливание (опреснение) сильно минерализованных вод, в том числе морской воды. Электродиализ и электролиз в камерах с ионитовыми мембранами применяют также в химической промышленности (например, для выделения минеральных солей из морской воды, электролитического производства едкого натра и хлора), в пищевой и фармацевтической промышленностях (например, для удаления избыточной кислотности в соке цитрусовых, для очистки сыворотки крови) и в других областях (для дезактивации жидких радиоактивных отходов, преобразования энергии в топливных элементах и др.). [c.103]

Радиохимический вариант активационного анализа позволяет определить одновременно большое число примесей в одной навеске облученного образца. Так, была разработана методика, позволяющая в очищенном зонной плавкой алюминии одновременно определить 40—45 элементов с чувствительностью от 10 до 10 % [5]. Выбор методики разделения и очистки зависит от химических свойств определяемых элементов и макрокомпонентов и периодов полураспада их радиоактивных изотопов. Поэтому в каждом конкретном случае применяются различные схемы и аналитические методы. Но можно отметить основные принципы выбора методики. [c.10]

Во всех случаях эффективность выбранной схемы разделения можно проконтролировать методом радиоактивных индикаторов. Для этого в искусственно приготовленный исходный раствор вводят радиоактивный индикатор одного из определяемых элементов или какой-либо возможной примеси и в соответствии с разработанной схемой выделяют элементы, эффективность радиохимической очистки которых хотят оценить. Отношение исходной активности к активности радиоактивного индикатора, которая попадает в конечную фракцию исследуемого элемента, является мерой эффективности выбранной схемы выделения и называется коэффициентом очистки относительно элемента, радиоактивный индикатор которого был введен в исходный раствор. [c.154]

Пока неясно, может ли стать экономически привлекательной задача повторной переработки полутора миллионов тонн накопленного в мире отвального урана, но её решение может быть связано только с очень серьёзным удешевлением стоимости работы разделения. Ещё одна задача — переработка вторичного урана, извлечённого из отработавших ТВЭЛов и содержащего гораздо более радиоактивные изотопы урана. Здесь главная проблема — очистка каскадов от сильно радиоактивных коррозионных отложений, не повреждающая роторы центрифуг и другие элементы каскада. [c.196]

Роль окислительно-восстановительных реакций и, Ыр и Ри в технологии переработки ядерного горючего огромна. Современные промышленные методы извлечения Ри и Мр и регенерации и, методы их разделения и очистки от радиоактивных продуктов деления основаны на различии окислительно-восстановительных свойств этих элементов. Например, для очистки плутония от продуктов деления при экстракции трибутилфосфатом ((пурекс-процесс) плутоний необходимо стабилизировать в четырехвалентном состоянии с другой стороны, для отделения от урана плутоний должен быть переведен в неэкстрагируемую трехвалентную форму, в то время как уран должен оставаться в шестивалентном состоянии. При этом необходимо учитывать термодинамическую неустойчивость Ри (IV) в слабокислых растворах, особенно при повышенной температуре, возможные побочные процессы, связанные с окислительным действием среды (НМОз), влияние ионизирующего излучения и т. д. От правильного выбора восстановителя или окислителя и от условий проведения реакции зависит успешность той или другой технологической операции. [c.5]

Рассмотрим еще один пример, в котором трудность разделения связана не с близостью коэффициентов распределения, как в случае редкоземельных элементов, а с высокими требованиями к степени очистки. Допустим, что нам нужно выделить радиоактивный изотоп Со , содержащийся в мишени из окиси никеля, облученной быстрыми нейтронами. При этом поставим условием, чтобы в выделенном препарате Со на 1 атом кобальта приходилось не более 1000 атомов никеля, т. е. требуется получить Со, содержащий 0,1% исходного количества никеля. Потребуем, кроме того, чтобы выход Со составлял 95%. Таким образом, ei = 0,95, а 62 = 0,001. При экстракции ТБФ из 9Л/ НС1 коэффициенты распределения равны 1,3 для кобальта и < 0,01 для никеля. Рассчитаем число ступеней экстракционной системы, необходимое для решения задачи. Указанным значениям ei и ег соответствуют = 1,6 и/а = —3,0 (см. рис. 1). Находим т, приняв для v h [c.153]

При использовании этих закономерностей удается производить разделение и очистку радиоактивных изотопов и элементов. [c.72]

Широкое использование нашел И. о. в гидрометаллургии извлечение благородных, цветных и редких металлов (серебро, медь, никель, хром и др.) из сбросных р-ров на катионитных или анионитных колоннах, а также хроматографич. разделение близких по свойствам элементов (редкоземельные элементы, гафний и цирконий, ниобий, тантал и др.). Ионообменные сорбенты используют также для очистки отбросных р-ров от химически вредных (фенолы и др. ионогенные органич. соединения) и радиоактивных веществ. Удаление ионов кальция методом И. о. позволяет на 5—10% уменьшить потери при нроиз-ве сахара из сахарной свеклы, получать хорошо сохраняющуюся консервированную кровь и приготовлять грудное молоко из коровьего. И. о. применяют в аналитич. химии для удаления мешающих определению ионов (напр., при определении сульфатов или фосфатов в присутствии ка- [c.155]

Абсорбция (от лат. absorptio — поглощение) — поглощение (растворение) веществ жидкостями или твердыми телами. В отличие от адсорбции поглощение веществ происходит во всем объеме поглотителя. А. связана с растворением веществ в поглотителе или с химическим взаимодействием (хемосорбция). А. используется в промышленности для разделения газовых смесей, очистки газов, получения различных продуктов (серной кислоты посредством А. SO3. соляной кислоты — А. газообразного НС1), разделения смесей веществ, в радиохимии и аналитической химии для разделения смесей элементов, выделения в чистом виде радиоактивных элементов. [c.4]

Естественно, что основное внимание радиохимиков за прошедшие 10—15 лет было направлено на разработку и усовершенствование методов отделения и тщательной очистки делящихся материалов от всей суммы продуктов деления. Вопросами разделения последних и их получения в чистом виде занимались значительно меньше. Том но монее опубликовано довольно большое число работ, посвященных выделению отдельных радиоактивных элементов из смеси продуктов деления. Однако большинство разработанных методов предназначено для аналитических це.пей и непригодно в промышленном масштабе. [c.18]

После извлечения Sr в растворе остаются иттрий и редкоземельные элементы. Разделение этих элементов в виде нитратов проводят посредством трибутилфосфатной экстракции из крепкой (15 г-экв/л) азотной кислоты. С помощью непрерывно действующего экстракционного аппарата типа смеситель-отстойник , в котором осуществляется экстракция, удается быстро выделить нужные изотопы из свежих растворов — значительное количество Y без носителя высокой радиохимической чистоты с выходом 100%, из растворов, выдержавших 2—3-годичное хранение, — радиохимически чистые Рт и Ей . Радиоактивные элементы, выделенные из последовательных фракций трибутилфосфата, прошедшего через аппарат, реэкстрагируются разбавленной азотной кислотой, подогретой до 50—60° для улучшения расслаивания растворы азотной кислоты промываются четыреххлористым углеродом с целью очистки от остатков трибутилфосфата. [c.712]

Использование радиоизотопов в бумажной хроматографии позволило во многих отношениях расширить возможности этого метода. Особенно при количественных определениях радиометрические методы имеют ряд преимуществ благодаря их высокой чувствительности. Особая сложность в бумажной хроматографии заключается в том, чтобы сделать видимыми на бумаге пятна вещества. В большинстве случаев это осуществляется при помощи цветных реакций. Разделение и количественное определение многих веществ неосуществимо из-за отсутствия соответствующих цветных реакций. При радиометрических определениях цветные реакции не нужны. В тех случаях, когда неактивные вещества могут быть переведены в меченые соединения при помощи радиоактивных индикаторов, они определяются и идентифицируются по излучению. В тех случаях, когда неактивные вещества (элементы), разделенные методом бумажной хроматографии, имеют большое эффективное сечение захвата нейтронов, хроматограммы можно облучать нейтронами в реакторе и измерять радиометрически. За последние годы удалось методом бумажной хроматографии разделить ряд радиоизотопов без носителя. Таким образом, бумажная хроматография стала одним из основных методов получения и разделения радиоактивных изотопов без носителя [8, 9]. Для бумажнохроматографического разделения в среднем используют 60—80 у вещества. Без носителя 1 милликюри Н23 Ю4 соответствует 6,8-мг, 1 милликюри Нз Р Ю4 — 1 жг, т. е. общий вес веществ, соответствующих активности 1 мкюри серной кислоты и 1 мкюри фосфорной кислоты, составляет 78у, и они могут быть разделены методом бумажной хроматографии. Даже при менее благоприятных условиях можно производить разделение или очистку радиоактивных веществ. [c.265]

Теноилтрифторацетон пригоден для разделения урана и плутония и очистки их от осколочных радиоактивных элементов. В этом случае из сильно кислых растворов сначала экстрагируются четырехвалентный плутоний и цирконий, а затем ничтожные количества других веществ вымываются из органического слоя азотной кислотой. Плутоний (Рп ) отделяется от циркония восстановлением до Рп и реэкстракцией из органического слоя водным раствором азотной кислоты. Уран после удаления плутония экстрагируется раствором теноилтрифторацв тона в гексане. Недавно описан быстрый количественный метод выделения плутония из смесей с другими элементами, также основанный на экстракции плутония раствором теноилтрифторацетона в ксилоле. Метод может быть контрольным при определении полноты отделения плутония. Этот же экстракционный раствор используется для выделения из кислых растворов нептуния-237 и микроколичеств нептуния-239. Все эти примеры свидетельствуют о важном значении фторированных р-дикетонов в современной радиохимии и атомной промышленности. [c.92]

Роль экстрагентов-хелантов в химической технологии, аналитической химии и радиохимии непрерывно возрастает. Можно указать на такие важные области применения, как кои-центрирование и разделение редких и рассеянных элементов (а в последнее время также и более распространенных элементов), выделение и очистка ряда металлов в технологии ядерного горючего, разделение радиоактивных элементов, в частности коротк оживущих изотолюв, аналитическое концентрирование малых и ультрамалых количеств определяемых элементов, экстракционное разделение ионов металлов и их экстракционно-фотометрическое определение. [c.336]

Синтетические ионообменные материалы находят все большее применение в различных областях науки и техники. Они используются в процессах извлечения цветных металлов, редких и радиоактивных элементов, при получении элементов высокой степени чистоты, для поддержания водного режима тепловых и атомных электростанций, в тонкой химической технологии и катализе. Разнообразны задачи, решаемые с помощью ионитов очистка громадных объемов воды от примесей, выделение следов короткоживущих радиоизотопов, осуществление сложных органических синтезов, поглощение токсичных газов, аналитические разделения элементов, извлечение минеральных веществ из органических растворителей. Развитие химии полимеров способствует синтезу новых ионитов с разнообразными свойствами, таких как изо- и макропористые сорбенты, электро-ноионообменники, амфотерные и комплексообразующие смолы, волокнистые иониты. [c.3]

В связи с разработкой вопросов возможности применения ионитов для разделения радиоактивных элементов, образующихся в процессе производства расщепляющихся материалов, а также для очистки сбросных вод этого производства, изучен вопрос влияния высоких активностей на физическую и химичс -скую стойкость ионитов. [c.6]

В настоящее время известны следующие методы разделения и очистки радиоактивных элементов избирательное (селективное) осаждение, экстракция органическими растворителями, ионный обмен, фракционная перегонка и иирометаллургическая переработка (высокотемпературные процессы). Методы ионного обмена, фракционной перегонки (разделение в форме фторидов на диффузионных установках) и пирометаллур-гической переработки (вакуумная перегонка плутония из расплавленного урана при 1500—1800°), экстракция расплавленными солями или металлами для полного разделения и очистки радиоэлементов еще изучаются в лабораториях и проверяются на небольших опытных установках. [c.279]

Радий находится во II группе периодической системы, а полоний — в VI группе. При разделении компонентов урановой смоляной руды методами аналитической химии радий присутствует в осадках и растворах, которые содержат барий. Обогащение их радиоактивными элементами было установлено путем измерения радиоактивности при помощи электроскопа. Конечная стадия очистки состоит в отделении хлорида радия от хлорида бария многократной дробной кристаллизацией. Тонна урановой смоляной руды из Иоахимова содержит 400 мг радия, часть которого, однако, теряется при переработке. [c.739]

До проскока неактивных солей коэффициент очистки от радиоактивности на один порядок выше в случае смешанного слоя, после проскока солей коэффициент радиоактивности для двойного слоя уменьшается значительно больше, чем для смешанного слоя. Продолжительность работы установки со смешанным слоем до проскока радиоактивных элементов, как и при других методах ионообменной деионизации, будет определяться солевым составом исходного раствора. После снижения солевого состава в исходном растворе до 1—2 мг/л, как это имеет место на установках с оборотным водоснабже- нием, установка со смешанным слоем ионитов может работать до регенерации в течение нескольких месяцев. Схемы двухступенчатого концентрирования жидких радиоактивных отходов поэтому являются весьма перспективными. Удаление основной массы неактивных солей целесообразно производить методом злектродиализа с ионитовыми мембранами, а дальнейшую деионизацию с практически полной очисткой от радиоактивности — с помощью смешанного слоя ионитов. Представляет интерес также рассмотрение схемы обезвреживания радиоактивных сбросных вод, где совмещается электродиализ с ионитовыми мембранами и смешанный слой ионитов. Использование ионообменных мембран позволяет осуществлять электрохимическую регенерацию смеси ионитов, не прибегая к операциям разделения катионита и анионита. [c.142]

Установки разделения радиоактивных газов. Продуктами сгорания ядерного горючего кроме ядер тяжелых элементов являются изотопы благородных газов с различным периодом полураспада изотопов ксенона Хе и Хе всего соответствепно 126,5 ч и 9,2 ч, а у нриптона Кг— 10,6 года. Поэтому совершенно необходимо в проектах атомных электростанций и заводов по переработке ядерного горючего предусматривать выделение радиоактивных криптона и ксенона из циркуляционных и сбросных газов. И в этом случае лучшее решение — применение мембранной газоразделительной установки, высоконадежной и безопасной в работе. Создаются мобильные мембранные установки для очистки выбросных газов АЭС при аварийных ситуациях [99]. [c.318]

Цитраты РЗЭ были первыми комплексными соединениями, использованными для разделения смесей РЗЭ методом ионного обмена. Выбор лимонной кислоты в качестве лиганда был сделан случайно, именно этот реактив использовался участниками Манхэттенского проекта [12], создателями первой атомной бомбы в США, для выделения радиоактивных изотопов Zr и Nb из смеси осколочных элементов продуктов деления урана. Сейчас метод ионообменной хроматографии наряду с экстракционным методом широко используется для практического разделения смесей РЗЭ и очистки как радиоактивных изотопов индикаторные, невесомые количества), так и больших количеств РЗЭ для металлургических и других целей, хотя вместо лимонной кислоты в качестве нолидентатного лиганда обычно применяют комплексоны [10]. [c.77]

Метод ионообмеиа широко применяется в различных отраслях промышленности для умягчения или обессоливания воды, для извлечения и очистки лекарственных препаратов (антибиотиков, алкалоидов, витаминов), для извлечения благородных, цветных и редких металлов из сбросных растворов, для разделения близких по свойствам элементов (редкоземельные, цирконий и гафний, ниобий и тантал), для очистки отработанных растворов от химически вредных органических и радиоактивных веществ и др. [c.636]

Примеры применения радиоактивных изотопов. При определении степени чистоты выделенного элемента или его соединения, опробтровтш того или иного метода разделения или при 0(предеЛ ении содержания примесей менее 10" % применяют радиоактивные изотопы (так называемый метод меченых атомов). Наиример, чтобы узнать степень чистоты выделяемого из смеси компонента, в анализируемую смесь добавляют радиоактивный изотоп элемента, от которого проводят очистку. После разделения смеаи проверяют, содержит ли выделенный компонент радиоактивную примесь. Зная, сколько ыло введено в смесь радиоактивного изотопа и измерив интевоивность радио- [c.27]

Для отделения висмута и полония от свинца применяют метод самопроизвольного выделения двух первых элементов на никеле из 0.1 н. солянокислого раствора при температуре 79° [ ]. Полоний отделяют затем от висмута спонтанным осаждением на серебре из азотнокислого раствора. Правда, абсолютного разделения этим методом достигнуть не удается по причинам, указанным выше, но полученная степень разделения обычно оказывается достаточной д.пя многих практических целей кроме того, ее можно увеличить проведением многократного разделения. Так, например, Эрбахер и Филипп [ ] показали, что при вращении никелевой пластинки в солянокислом растворе, содержащем 1.47-Ю мг RaE и 0.77 мг RaD, RaE осаждается полностью, но вместе с ним осаждается также 4-10 мг RaD. Для дальнейшей очистки полученного RaE от примеси RaD пластинку с осажденными радиоактивными изотопами растворяли и из раствора выделяли RaE на новой никелевой пластинке. После 2—3 повторений этой операции количество осаждающегося RaD снижалось до 4-10" мг, в то время как RaE осаждалось всегда на 100%. [c.560]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология