Применение изотопного спектрального анализа

ПРИМЕНЕНИЕ ИЗОТОПНОГО СПЕКТРАЛЬНОГО АНАЛИЗА [c.152]

Для ряда задач изотопного спектрального анализа газов, где наряду с высокой стабильностью работы генератора требуется и высокая отдаваемая мощность, применяется генератор типа ВГ-3 Р ]. Схема генератора ВГ-3 дана на рис. 35. Повыщение стабильности работы достигается путем введения в схему цепи электроннооптической обратной связи. Часть светового потока от разрядной трубки попадает на однокаскадный фотоумножитель ФЭУ-1, электрический сигнал с которого усиливается усилителем в цепи обратной связи и подается в виде модулирующего сигнала в схему высокочастотного генератора. Изменение величины светового потока вызывает изменение величины мощности, которую отдает генератор на нагрузку. Такой способ стабилизации светового потока позволяет компенсировать изменения яркости свечения, происходящие за счет нестабильности сетевого напряжения. Генератор собран по многокаскадной схе.ме. Применение многокаскадной схемы существенно снижает требуемый коэффициент усиления цепи обратной связи. [c.86]

Все параметры разряда можно варьировать в достаточно широких пределах, не нарушая справедливости этого соотношения, что дает возможность отказаться от применения эталонов при изотопном спектральном анализе в интервале концентраций 2—90% одного из изотопов. При малых давлениях (ниже [c.543]

В нашем курсе рассматриваются спектральные методы изотопного анализа по атомным и по молекулярным спектрам. Основное внимание будет сосредоточено на методах изотопного спектрального анализа по атомным спектрам испускания, поскольку эти методы нашли большое практическое применение. [c.11]

Для изотопного анализа по молекулярным спектрам могут использоваться как стеклянный спектрограф ИСП-51 с камерами УФ-84 и УФ-85 (фокусное расстояние 800 и 1300 мм), так и кварцевые спектрографы ИСП-28, КСА-1. Изотопическое смещение полос и линий в молекулярных спектрах достаточно велико поэтому вышеуказанные приборы обычно хороню их разрешают. Для изотопного спектрального анализа по инфракрасным колебательно-вращательным спектрам применимы инфракрасные спектрометры ИКС-12, ИКС-14, которые дают необходимое разрешение изотопических структур. Наиболее эффективно, разумеется, применение двухлучевых приборов, которые позволяют получать относительные интенсивности полос поглощения, тогда как однолучевые приборы для получения результатов требуют дополнительной специальной обработки, значительно увеличивающей время эксперимента. [c.147]

МЕТОДЫ ИЗОТОПНОГО СПЕКТРАЛЬНОГО АНАЛИЗА И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ [c.152]

Метод атомной абсорбции оказалось удобным применить и для решения некоторых задач анализа изотопного состава, в частности для анализа изотопного состава ртути и лития. Хотя в этих случаях пока достигнута меньшая точность, чем при, применении эмиссионного спектрального анализа, зато абсорбционный метод позволяет освободиться от прибора высокой разрешаюш,ей способности, дорогого и сложного в эксплуатации. [c.294]

Другое важное применение масс-спектрометрии, основанное на использовании изотопов, состоит в исследовании обменных реакций с участием соединений, содержащих нерадиоактивные изотопы. Для определения скорости обмена изучают во времени содержание изотопа в продукте превращения меченого исходного вещества. Продукт или исходное соединение можно разложить до газообразного вещества, содержащего метку, и из масс-спектра получить изотопное отношение. Эти вещества можно также исследовать непосредственно, и из анализа изменений в спектре различных фрагментов можно установить местонахождение и количество метки. Определяя, какие пики в спектре изменяются при внедрении изотопа, можно выявить части молекулы, участвующие в обмене. С помощью метки и масс-спектрального анализа было показано, что эфирный кислород в продукте реакции метанола с бензойной кислотой принадлежит метанолу [c.324]

Последняя часть книги посвящена другим видам применения масс-спектрометрии — определение энергий связи атомов в молекулах, теплот испарения и сублимации, абсолютного возраста (в геологии), поиски течи в вакуумных системах и т. д. В отдельную главу выделены вопросы изотопного масс-спектрального анализа. [c.4]

Пусть полый катод, используемый в качестве источника резонансного излучения, содержит в полости только один изотоп определяемого элемента в этом случае изотопная линия в спектре полого катода состоит только из одного компонента и при прохождении пламени будет поглощаться пропорционально не содержанию элемента в целом, а лишь содержанию в элементе данного изотопа. Другими словами, располагая лампами с полым катодом или какими-либо другими источниками узких спектральных линий, каждый из которых излучает спектр только одного из изотопов, определение последних можно вести независимо друг от друга, точно так же, как независимо друг от друга ведется атомно-абсорбционное определение различных элементов. Таким образом, на изотопный анализ, осуществляемый по атомным спектрам поглощения, распространяются все те преимущества, которые свойственны атомно-абсорбционному анализу в целом, и, в частности, представляется возможным применение простой спектральной аппаратуры. [c.234]

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]

Особенно перспективно применение масс-спектрального метода при локальном анализе, анализе микрообъемов образца, изотопном анализе. [c.238]

В работе [96] предложено проводить обмен между нагретым образцом в твердой фазе и индикатором в газовой фазе. При измерении изотопных отношений используют методы эмиссионного спектрального анализа. Этот вариант относительно прост и универсален. Авторами разработаны методы определения газов более чем в 20 металлах. Для ускорения скорости диффузии газов в твердых образцах предложены варианты высокотемпературного изотопного обмена с применением полого катода, используемого одновременно для уравновешивания изотопов и возбуждения свечения их спектров, а также с применением квантового генератора [87а] и искрового масс-спектрометра ,[64, стр. 97]. [c.241]

Некоторые из атомных материалов, не радиоактивные или имеющие весьма малую удельную активность, все же очень токсичны. Применение защитных камер при распылении таких веществ в источнике света совершенно необходимо. К числу сильно токсичных элементов относится уран, хотя удельная активность препаратов урана естественного изотопного состава относительно невелика. Имеются также данные о большой токсичности бериллия, широко используемого в различных задачах ядерной энергетики. Общеизвестны тяжелые заболевания, возникающие при отравлении парами ртути, свинца, сурьмы и некоторых других распространенных элементов. Поэтому главное внимание будет уделено рассмотрению различных способов герметизации объема, в котором происходит распыление радио-активного или токсичного вещества для возбуждения его спектра. За последние годы было опубликовано несколько работ, посвященных описанию различных конструкций защитных камер, применявшихся при спектральном анализе радиоактивных и токсичных препаратов. [c.284]

Масс-спектральный анализ примесей в азиде натрия с применением техники изотопного разбавления позволяет определять барий при концентрации —10 г [219]. [c.22]

Применение спектрального анализа в первый период хотя и сыграло важную роль для исследования изотопного состава природных элементов и некоторых обогащенных продуктов, но не имело еще промышленного характера. После второй мировой войны спектральный метод был использован для изотопного анализа тяжелой воды, газообразных смесей водорода с дейтерием, разделенных и обогащенных изотопов лития и урана. Ниже будут рассмотрены методы спектрального анализа для указанных объектов, имеющих важное значение для проблемы использования атомной энергии. [c.153]

Разрешающая способность призменных приборов обычно не превышает 50 ООО. Приборы с дифракционными решетками характеризуются разрешением до 100 ООО—150 ООО. Дальнейшее повышение разрешающей способности, необходимое для некоторых аналитических задач — в первую очередь для спектрального анализа изотопного состава,— требует применения других спектральных приборов высокой разрешающей [c.89]

Значительный интерес представляет применение радиоактивационного анализа для определения изотопного состава урана. Точнее говоря, радиоактивационный анализ позволяет определить лишь количество того стабильного изотопа, из которого образуется при облучении радиоактивный изотоп. Содержание же элемента находят путем расчета на основе известного содержания данного стабильного изотопа в природной смеси. Однако, например, содержание в обогащенном или выгоревшем уране не соответствует природному соотношению, а тождественность изотопного состава урана метеоритного и земного происхождения нуждается в доказательстве. В связи с этим был проведен ряд исследований по определению изотопного состава образцов урана различного происхождения. Результаты показали, что в ряде случаев радиоактивационный анализ не уступает по точности масс-спектральному методу, а в отдельных случаях превосходит по быстроте определения. [c.256]

Анализ твердых неметаллических материалов. Такие объекты включают в себя природные минералы, руды, полупроводниковые вещества и материалы, различного рода стекла. Основу газосодержания перечисленных объектов составляют газовые включения. Задача анализа в этом случае может заключаться как в определении полного газосодержания, так и в определении содержаний отдельных газообразующих элементов (как правило, кислорода, углерода, серы). Первая задача обычно решается применением вакуумной высокотемпературной экстракции газов из анализируемой пробы с последующим объемно-манометрическим измерением количества газа. Условия экстракции (температура, сбор газа и пр.) определяются отдельно для каждой конкретной аналитической задачи. Вторая задача решается на основе применения различных селективных методов анализа — масс-спектрального, спектрального, различных вариантов метода изотопных добавок и др. [c.930]

Основной вопрос, который встает при разработке методики анализа изотопных смесей, это вопрос о возможности создания безэталонного метода анализа. В этом случае необходима предварительная проверка равенства отношения концентраций изотопов в смеси отношению интенсивности спектральных линий изотопов. Если это соотношение имеет место, нет необходимости применять эталоны, и отношение интенсивностей компонент изотопической структуры является мерой концентрации. Целый ряд факторов влияет на отношение интенсивности компонент изотопной структуры. По-видимому, наиболее существенное влияние может оказать разделение изотопов в узких капиллярах подводящей системы и самой разрядной трубки. Это означает, что для проведения анализа без эталонов следует выбирать такие условия, при которых разделения не наблюдается Отказ от применения эталонов значительно упрощает анализ и сокращает его длительность. [c.232]

Определение газов в металлах. При определении газов в металлах спектрально-изотопным методом применение ПК в качестве источника высокотемпературного нагрева образца для изотопного уравновешивания и источника возбуждения спектра имеет ряд преимуществ [247, 250, 887] 1) упрощается аппаратура 2) изотопный обмен осуществляется более интенсивно 3) становится возможным наблюдение за пределом уравновешивания изотопов 4) локальный нагрев образца обеспечивает значительное уменьшение поправки на холостой опыт 5) возможность измерения концентрации изотопов до и после уравновешивания исключает влияние разброса поправки холостого опыта точность анализа при этом определяется ошибкой измерения разности относительных концентраций изотопов. Это приводит к понижению предела обнаружения газов в металлах [249]. [c.201]

Резюмируя, можно сделать вывод, что вопрос повышения точности изотопных анализов следует решать сочетанием стабильности измерительной аппаратуры и наиболее оптимальных режимов отдельных узлов масс-спектральной установки. Применение таких высококлассных электронных приборов, как электрометр -с динамическим конденсатором, самописец с высокоомным входом и другие, позволит проводить анализы с большей точностью. [c.52]

Описанная работа может служить примером той высокой чувствительности и большой точности, которых можно добиться при спектральном изотопном анализе даже в таком сложном случае, как анализ урана. Следует отметить, что такие результаты можно получить только при исключительно высоком качестве интерферометра Фабри — Перо и всей установки. Вряд ли можно рассчитывать на успешное применение описанной методики для массовых определений. [c.587]

В целях анализа полый катод впервые был применен Фришем в 1934 г. для определения содержания компоненты с высоким потенциалом возбуждения в смеси легковозбуждаемых газов, например аргона в воздухе . С конца 40-х годов полый катод находит применение для анализа галогенов, позднее — для изотопного спектрального анализа, определения примесей в тугоплавких основах, анализа сталей (определение кислорода и обычных примесей) [27—33]. [c.46]

Только спустя примерно 15 лет после этой работы полый катод начал более широко использоваться в спектрально-аналитических работах сейчас уже ясно, что возможности и перспективы применения этого источника более широкие, чем можно было думать вначале. С его помощью удается решить ряд задач, для решения которых обычные источники возбуждения спектра— дуга и искра — непригодны. Это объясняется двумя особенностями полого катода возможностью весьма тонко регулировать процесс поступления компонентов пробы в разряд, используя явление фракционной дистилляции,а также регулировать характер возбуждения спектра, меняя в широких пределах параметры разряда. Свойство полого катода давать узкие спектральные линии привело к его широкому использованию в изотопном спектральном анализе, о чем будет сказано ниже. Механизмы поступления пробы в разряд и, в особенности, возбуждег ния спектра в этом источнике изучены пока значительно меньше, чем это сделано для дуги, однако целый ряд закономерностей здесь уже известен и на основании этого удается применить полый катод к решению ряда важных задач — в первую очередь для определения трудновозбудимых элементов, а также, как было показано в последнее время, и для определения обычных примесей в труднолетучей основе. [c.411]

Здесь —коэффициент отражения зеркал интерферометра. Для =90% Ng = 28,I. Если при этом h= см, Я=5000А, то R=l 100000, т. е. примерно в пять раз больше, чем у спектрографа с большой дифракционной решеткой. Увеличивая h, можно получить еще большие разрешающие силы, откуда видны огромные возможности применения интерферометра Фабри—Перо для измерения изотопических смещений и проведения изотопного спектрального анализа. [c.149]

Таким образом, изотопный спектральный анализ в аппаратурном отношении оказывается несколько сложнее обычного. В то же время большая гомологичность линий позв оляет, как правило, обеспечить лучшую точность анализа, а в ряде случаев представляется возможность проводить анализ даже без применения эталонных образцов. [c.262]

Основным методом анализа стабильных изотопов служит маса-спектромтття (чувствительность 10 % изотопа при точности 0,1 — 1% длн проб весом в доли мг). Все большее применение находят спектральные методы (ИК и высокочастотные спектры) и парамагнитный резонанс (см. Изотопов стабильных анализ). Дейтерий, О и нек-рые др. изотопы определяют по изменению показателя преломления, теплопроводности, плотности как самого элементарного вещества, так и его соединений. Депсиметрич. методом устанавливают изотопный состав воды о точностью до десятитысячных долей процента. Количественное определение стабильных изотопов тем менее надежно, чем тяжелее изотоп. [c.92]

Если использование радиоактивных изотопов элементов в спектральном анализе позволяет получить новые количествеппые данные, характеризующие течение ряда важнейших для этого метода процессов, и способствует выяснению нерешенных вопросов теории метода, то применение стабильных изотопов открывает путь к созданию более совершенных приемов анализа, характеризующихся большей точностью и универсальностью, чем обычные методы. Работы в этом направлении были начаты в нашей лаборатории в 1953 г. и проводились Н. П. Ивановым. Первые результаты этих исследований были доложены на Женевской конференции по мирному использованию атомной энергии в 1955 г. [6]. Метод изотопных добавок основан на исиользовании двух явлений большой близости физических и химических свойств изотопов элементов и существовании эффекта смещения линий в атомных спектрах изотопов, величина которого для элементов, располагающихся в начале и конце таблицы Менделеева, достигает значительной величины (до нескольких десятых долей ангстрема). Вследствие первого из этих явлений изотопы элементов, находящиеся в образце в виде идентичных соединений, ведут себя аналогично в процессах испарения и возбуждения спектров. Относительная интенсивность изотонических компонент спектральной линии поэтому не должна зависеть от состава анализируемого образца, а определяется только относительной концентрацией изотопов в образце. Значительная же в ряде случаев величина расстояния между изотопическими компонентами некоторых спектральных линий элементов позволяет отчетливо их разделять при помощи спектрографов с дисперсией порядка 2—3 к/мм и сопоставлять их интенсивности. При проведении аналхтза по методу изотопных добавок поступают следующим образом. В подлежащую анализу пробу вещества вводят известное и близкое к искомому количество изотопа определяемого элемента. Например [6], при количественном спектральном определении по этому методу урана в породах, рудах и полупродуктах в исследуемую пробу вводится надлежащее количество легкого изото- [c.175]

Все это заставило исследователей искать новые методы определения изотопного состава. К числу таких относится спектральный метод, который, правда, не может быть назван новым, так как возможности этого метода были ясны около 40 лет тому назад. Уже к тому времени относятся первые успешные опыты его применения, связанные с открытием изотопов целого ряда элементов. Однако развитие спектрального анализа как метода количественного определения изотопного состава, способного конкурировать со ставшим уже классическим масс-спектрометрическнм методом, началось немногим более 10 лет назад и продолжается сейчас. [c.258]

Особенности изотопного анализа по атомным спектрам. Спектральный анализ изотопного состава по сравнению с обычными задачами спектрального анализа обладает двумя особенностями. Первая состоит в том, что линии двух изотопов всегда расположены очень близко друг к другу. Это делает необходимым применение спектральных приборов сравнительно высокой разрешающей силы и источников света, дающих линии малой ширины. Часто необходима довольно сложная обработка результатов для разделения переложонных контуров. тиний изотопической и сверхтонкой структуры. [c.261]

Проведенные С.П. Максимовым, Т.А. Ботневой, Н.А. Еременко и др. исследования нефтей Волго-Уральской нефтегазоносной провинции, Предкавказья, Прибалтики и других регионов с применением разработанной во ВНИГНИ геохимической методики с использованием изотопных и спектральных методов, а также структурно-группового анализа позволили по-новому подойти к трактовке причин разнообразия состава нефтей. Были выявлены различия между нефтями, залегающими в разных стратиграфических горизонтах, не связанные с воздействием на них вторичных факторов. Изучение нефтей проводилось в двух направлениях. Первое — выявление закономерностей в изменении состава нефтей в пределах одного и того же стратиграфического комплекса и второе — выделение наиболее типичных для данного комплекса нефтей, наименее подверженных вторичным изменениям, и сопоставление их с выше- и ниже-залегающими нефтями с ОБ вмещающих пород. [c.3]

Основными-достоинствами холодного ПК являются 1) возбуж-дениё узких спектральных линий с малым самопоглощением и са-мообращением 2) получение яркого свечения, стабильного в течение" длительного времени при использовании весьма небольших количеств вещества (до 10 г) 3) возможность регенерации ис-. следуемого вещества. Эти свойства обеспечивают широкое применение холодного ПК при исследовании сверхтонкой структуры [321], в качестве источников излучения в атомно-абсорбционной фотометрии [651], а-также в спектральных методах анализа изотопного состава. Имеющего важное значение для характеристики чистых веществ [228—233, 240, 244, 246, 353, 1371, 1219]. [c.178]

Другим примером применения контуров линий поглощения с высоким разрешением, где обычно встречается спектральное перекрывание, является изотопный анализ. Изотопный анализ методом атомно-абсорбционной спектроскопии возможен, когда изотопические сдвиги больше ширины лнний в нзмернтельной ячейке. Эти сдвиги должны быть больше, чем сверхтонкое ядер-ное спиновое расщепление, а контуры линий ноглошения различных изотопов не должны перекрываться и создавать один пик за счет столкновительного уширения. Для минимизации столкновительного уширения нужны атомизаторы, работающие при низком давлении тина разряда в полом катоде. [c.156]

В рассматриваемом круге вопросов анализа атомных материалов особое место занимает контроль изотопного состава. Известны классические масс-спектрометрические методы определения изотопного состава. По универсальности и принципиальной простоте масс-спектрометр является непревзойденным прибором, однако практическое его применение в ряде случаев осложнено малой доступностью аппаратуры, а также длительностью производства анализов. Это вызвало необходи-.мость, наряду с совершенствованием масс-спектроскопии и других известных методов, развивать спектральные методы изотопного анализа. К сожалению, несмотря на относительную простоту спектральных методов, их применение для определения изотопного состава сильно затрудняется малой величиной изотопного смещения, в особенности в спектрах элементов средних атомных весов. [c.14]

Спектрально-изотопный метод был применен к анализу ряда металлов. Далее будут приведены данные, полученные но наиболее тщательно проанализированным образцам и типам металлов. В ряде случаев, когда это было возможно, данные спектрально-изотопного ме- I тода сопоставлялись с данными, полученными в других лабораториях методами вакуумной экстракции и вакуумплавления. [c.621]

Известно, что чистые изотопы находят широкое применение в различных областях народного хозяйства. Такие изотопы получаются, например, на электромагнитных разделительных установках. Изотопный состав продуктов деления можно определить масс-спектрметриче-ским методом, однако он требует большого количества времени и средств. Поэтому для решения этих задач привлекаются спектроскопические методы. Изотопный анализ по атомным спектрам может быть использован для легких и тяжелых элементов таблицы Менделеева, в спектрах которых имеется заметный изотопический сдвиг в линиях излучения. В результате этого при большой дисперсии спектрального прибора каждая спектральная линия разбивается на ряд компонентов, принадлежащих данным изотопам. Эти компоненты могут быть использованы для количественного анализа. Для элементов средней части таблицы Менделеева изотопгг-ческий сдвиг очень мал и спектроскопический метод по атомным спектрам не может быть использован для изотопного анализа. [c.131]

Тренер и Уокер [1158] предложили метод анализа изотопным разбавлением с применением дейтерия и определением содержания последнего спектральным путем в следующих случаях, где обычные способы не дают удовлетворительных результатов. Для определения никотиновой кислоты в витаминных препаратах добавлялась навеска этой кислоты, синтезированной с дейтерием, после чего проба выделялась в виде метилового эфира никотиновой кислоты. Содержание дейтерия определялось по отношению интенсивности инфракрасных полос поглощения 13,50 и 9,22 а для обычного и дейтерийного эфира. Для определения 7-бензолгексахлорида в смеси его изомеров добавлялся y- eDe lg, после чего порция его выделялась экстрагированием и кристаллизацией. Содержание дейтерия в ней определялось сравнением полос 14,55 или 11,83 [л, которые в дейтерийном соединении смещены до 13,75 или 11,21[л. Подходящим растворителем, не поглощающим света в этой области, был диметилформамид. Аналогичным путем можно определить содержание а- и -изомеров [c.447]