Использование и методы разделения стабильных изотопов Использование изотопов

Элемент, используемый в качестве индикатора, должен быть искусственным образом обогащен одним из его изотопов. Существуют методы такого обогащения, хотя и весьма трудоемкие и медленные. Химика-органика интересуют в основном легкие элементы, а именно водород, кислород, углерод, азот и сера. Имеется ряд хорошо известных методов приготовления тяжелых образцов этих элементов для использования их в качестве индикаторов [127—132]. Как показали исследования урана во время второй мировой войны, разделение стабильных изотопов тяжелых элементов является более трудной задачей, и в этом случае чаше всего пользуются радиоактивными индикаторами. В табл. 3 приведены данные по изотопному составу наиболее интересных для органика элементов. Наряду со стабильными изотопами указаны также и радиоактивные одновременно сообщается об источниках приобретения изотопов в США в 1949 г. [c.92]

В 1913 г. Хевеши, по предложению Резерфорда, предпринял попытку отделить радиоактивный изотоп, названный радием-О, от обычного свинца. Проработав два года, Хевеши убедился в практической невозможности разделения изотопов. Однако у него возникла идея использования радиоактивных изотопов в качестве индикаторов, позволяющих следить за поведением стабильных изотопов. Хевеши рассуждал следующим образом растворим такое количество нитрата свинца, чтобы раствор содержал один грамм свинца. Добавим туда ничтожно малое количество радия-О — так, чтобы активность равнялась миллиону единиц (измеряемых электроскопом), и будем затем выполнять самые сложные операции с этим меченым свинцом. Если мы обнаружим присутствие единичной радиоактивности во фракции, полученной в результате этих операций, мы должны будем сделать вывод, что в этой фракции присутствует одна тысячная миллиграмма первоначального свинца . Несколько позже этот метод был использован Вл. И. Сни- [c.11]

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]

Обогащение стабильных изотопов для получения радионуклида 1. Одной из основных сфер приложения обогащённых стабильных изотопов является их использование в качестве стартового материала для получения радиоактивных изотопов различного назначения. Крупномасштабной наработке радиоизотопов для медицины препятствовали ограниченные возможности электромагнитного метода разделения и высокая цена получаемых изотопов. Центробежный метод разделения сделал изотопные материалы не только более доступными, но и предоставил новые возможности, в том числе и по получению радионуклида для ядерной медицины. [c.212]

Задача радиохимика в случае выделения радиоактивного изотопа, образовавшегося по процессу, относящемуся к первой группе, будет заключаться в разделении изотопов или даже изомеров. Выделение образовавшегося радиоактивного изотопа оказывается возможным, если он находится в ином химическом состоянии, чем стабильный или радиоактивный изотоп, из которого он образовался. При реакции (п, т) это имеет место благодаря эффекту отдачи ядра при выделении т-кванта, в случае изомерного перехода — благодаря испусканию электронов конверсии. В литературе примеры использования первой реакции получили название метода Сциларда-Чалмерса. [c.157]

Практические применения масс-спектрометрии весьма многообразны. Большую роль сыграли измерения масс-спектров при изучении изотопного состава различных веществ. Основные знания о стабильных изотопах фактически получены с помощью этого прибора. Одним из достоинств масс-спектрального анализа является возможность одновременного определения нескольких элементов и использование в работе небольших навесок (I мг и меньше). Метод применим для анализа металлов, полупроводников и других неорганических и органических веществ. Он позволяет определять примеси на поверхности и по всему объему пробы. Концентрационная чувствительность большинства элементов составляет величину порядка 10 %. Большие перспективы открывает метод, сочетающий хроматографическое разделение и масс-спектрометрическое определение полученных продуктов. [c.176]

Известные способы разделения некоторых стабильных изотопов с применением ионитовых смол основаны на использовании хроматографического метода [1, 2]. [c.101]

Применение разделенных изотопов [38]. Определение массового числа часто оказывается затруднительным, поскольку во многих случаях не известно, из какого изотопа элемента мишени образовался тот или иной радиоактивный изотоп. По этой причине при исследованиях удобнее всего использовать индивидуальные изотопы или смеси изотопов, достаточно обогащенные каким-либо компонентом. Для этой цели достаточно использовать мишени, содержащие элементы, обогащенные или обедненные нужным изотопом хотя бы вдвое. При сравнении выхода интересующего радиоактивного изотопа в мишени обычного и измененного изотопного состава можно сделать вывод о его происхождении. В течение длительного времени не удавалось с достоверностью идентифицировать 37-минутный изотоп хлора, возникающий при облучении хлора медленными нейтронами или дейтронами (хлор имеет стабильные изотопы с массами 35 и 37), даже при использовании метода перекрестных бомбардировок. Однако, когда было установлено, что этот изотоп не образуется при облучении медленными нейтронами образца почти чистого СР , стало ясно, что период полураспада 1/2 = 37 мин следует приписать СР , а не С1 . [c.439]

В то же время наличие в молекулах аминокислот и пептидов таких различных функциональных групп, как карбоксильная, сульфгидрильная, имидазольная, гуанидиновая, индольная, амино-, имино- и оксигруппа, весьма затрудняет разработку единой универсальной методики, обеспечивающей воспроизводимое, количественное и одновременное превращение всех аминокислот в летучие и стабильные производные, пригодные для разделения методом газовой хроматографии. Перечисленным требованиям не удовлетворяет ни одна из разработанных к настоящему времени методик. Таким образом, газовая хроматография не является рутинным методом определения аминокислот и пептидов, хотя она представляет собой чрезвычайно полезный и чувствительный метод специального анализа. С помощью этого метода — особенно в сочетании с масс-спектрометрией и методами, основанными на использовании стабильных изотопов, — можно, например, следить за превращениями определенного числа аминокислот, изучать пути их метаболизма, разделять оптические изомеры. Эти области применения газовой хроматографии рассмотрены в обзорах [179—181] и [2, 182]. [c.68]

Проведенные исследования показали, что в типичных образцах ТКФ-32, изготовленных двумя ведущими поставщиками радиоактивных соединений, содержатся значительные количества полярных примесей, в состав которых входит Применение хроматографии в тонком слое в сочетании с использованием прецизионного счетчика активности позволило разработать тонкий аналитический метод для определения содержания в смеси отдельных полярных компонентов. Для препаративных целей разделения ТКФ-32 и полярных примесей была успешно применена хроматография на порошке железа. Установлено, что облучение ТКФ не приводит к образованию ТКФ-32 вместе с тем оно является эффективным способом получения полярных соединений, содержащих Исследование стабильности ТКФ-32 показало, что при хранении этого соединения процесс образования полярных компонентов под действием радиоактивного излучения при распаде не протекает со сколько-нибудь заметной скоростью. При изучении процесса адсорбции на металлах и на стекле было установлено, что количество сорбируемое поверхностями твердых тел, определяется главным образом (если не целиком) содержанием в жидкости полярных компонентов, в состав которых входит этот изотоп. Процесс адсорбции протекает во времени, и его скорость, по-видимому, определяется скоростью диффузионных процессов. [c.58]

Значение разделения изотопов для атомной технологии совершенно очевидно. Разделение изотопов делящегося под действием медленных нейтронов, и №38 содержание которого в природном уране гораздо больше, осуществляется на мощных заводах. Исключительная замедляющая способность тяжелой воды является причиной того, что крупномасштабное производство ее — неотъемлемая часть программы по атомной энергии. В связи с тем что другие реакторные материалы теплоносители, разбавители горючего и конструкционные материалы — не должны содержать изотопов, имеющи.к большое сечение поглощения нейтронов, применение их в реакторах требует разделения изотопов. Например, ТЬ (N 503)4 может применяться в зоне воспроизводства гомогенного реактора-размно.жителя, —весьма полезный жидкометаллический теплоноситель, а — ценный компонент горючего на основе расплавленных солей. Для целей атомной энергетики было выделено много килограммов изотопа В °, хорош о поглощающего нейтроны. Эффективность поглотителей и детекторов нейтронов, основанных на реакции В п, а)Ь1 гораздо выше в случае применения бора, высокообогащенного по изотопу В , чем при использовании природной смеси, содержащей 19,8% В . Кроме того, в различных методах ядерных исследований (бомбардировка в циклотроне, измерение ядерных свойств и т. д.) требуются небольшие количества отдельных изотопов. Разделенные стабильные изотопы при.меняются как меченые атомы, особенно в тех случаях, когда радиоактивные изотопы [c.334]

Различия в свойствах изотопов позволяют разделять изотопы и определять их содержание в изотопных слюсях. Любой способ разделения изотопов, а также количественный анализ стабильных изотопов основаны па наличии И. э. (при этом метод разделения те.м эффективнее, чем больше соответствующий И. э., см. Изотопов разделение и Изотопов стабильных анализ). Так, напр., ректификационный метод разделения основан на различии в давлениях пара изотопных соединений. В основе метода центрифугирования лежит различие плотностей. Диффузионный метод предполагает различие коэфф. диффузии. Методы разделения с использованием реакций изотопного обмена основаны па термодинамич. И. э. Имеются методы разделения изотопов, основанные на кинетич. И, э., как, напр., широко распространенный электро- [c.94]

При собирании пучков положительных ионов имеет место отложение нейтральных частиц на коллекторе. Разделение и получение изотопов различных элементов методом масс-спектрометрии служит для получения чистых образцов изотопов для проведения такого разделения был сконструирован специальный прибор [1143, 1517], названный калутроном . К 1955 г. все элементы, имеющие стабильные изотопы, разделяли на калутроне исключение составили осмий и некоторые редкоземельные элементы с высоким атомным весом и инертные газы. По применению калутрона в специальных областях ядерной физики было опубликовано много работ [1090]. Основная проблема состоит в необходимости использования громоздкого оборудования для получения достаточно высокой дисперсии масс, особого ионного источника для получения интенсивных ионных пучков и специальной техники их отбора. На применяемых коллекторах [1516] имеются пазы их число и расстояния между ними выбираются в соответствии с типами ионных пучков разделяемых элементов каждый паз электрически изолирован от средних, что позволяет контролировать поступающий на данный коллектор ионный ток. При попадании сфокусированного ионного пучка на коллектор может выделяться энергия в несколько киловатт в связи с эффектами эрозии и нагрева могут иметь место значительные потери разделенного материала по сравнению с первоначально образовавшимся пучком. Для некоторых элементов лимитирующим фактором получения изотопов является не интенсивность ионного тока, достигаемая в ионном источнике, а невозможность их задерживания на коллекторе. Легколетучие элементы могут собираться на веществах, с которыми они вступают в химическое соединение. Для кислорода, например, может использоваться медный коллектор. Инертные газы в небольших количествах собираются на алюминиевой или серебряной фольге, в которую они проникают в виде атомов [789, 1883]. Особые трудности возникают в случае тяжелых элементов [1659] из-за относительно малого различия в массах их изотопов, что обусловливает необходимость применения коллекторов с тонкими стенками. [c.211]

В последние годы, особенно в хромато-масс-спект-ральном анализе биологически активных соединений, широко используют в качестве внутренних стандартов соединения, меченные стабильными изотопами [27], причем одним из оптимальных методов является использование соединений, содерлощих 3 или 4 атома С. Как положительную особенность этого метода следует отметить отсутствие изотопного эффекта в процессах газохроматографического разделения, или при детектировании в процессе химической ионизации, исполь- [c.21]

Разделение изотопных соединений является одной из наиболее сложных задач, для решения которой был использован метод газовой хроматографии. Согласно предложенной классификации методов разделения стабильных изотопов, газовую хроматографию следует относить к группе методов разделения, основанных на использовании разницы термодинамических свойств разделяемых молекул Не останавливаясь на возможностях чисто аналитического применения газовой хроматографии для измерения изотопного состава в первую очередь смесей протий- и дейтеросодержащих углеводородов, следует отметить, что изотопные смеси представляют собой идеаль- [c.243]