CS243954B1 - Způsob určování valenčního stavu radioaktivních atomů - Google Patents

Abstract

Řešení se týká radioehemie a řeší eroblém určováni valenčního stavu radioaktivních atomů prvků vybraných ze skupiny radionuklidů, emitujících nízkoenergetické konverzní elektrony, snočívající v měření jejich energetických spekter. Metodou elektronové soektroskopie se změří změny kinetické energie konverzních elektronů emitovaných radioaktivními atomy v množství těchto atomů vytvořeném nukleární transformací, přičemž změny kinetických energií odpovídají změnám vazbových energii elektronů atomového obalu a tyto změny jsou v korelaci s valencnimi stavy radioaktivních atomů.

Description

Vynález se týká způsobu určování valenčního stavu radioaktivních atomů prvků vybraných ze skupiny radionukliďů emitujících nízkoenergetické konverzní elektrony, spočívající v měření jejich spekter.

K určování valenčních stavů prvků ve sloučeninách lze v současné době využít několika metod, z nichž lze jmenovat polarografii, chromatografické metody, optickou spektroskopii, Mossbauerovu, Augerovu a fotoelektronovou spektroskopii, případně hmotnostní spektroskopii.

Pro určování valenčních stavů v tuhých látkách je nejpoužívanější metodou fotoelektronová spektroskopie - tzv. metoda ESCA. Princip této metody spočívá v tom, že se měří kinetická energie fotoelektronů, emitovaných z povrchu vzorku při jeho ozařování monoenergetickým svazkem fotonů. Měřené spektrum kinetických energií odpovídá spektru vazbových energií elektronů jednotlivých prvků, nebot platí vztah E^ = Ε_χ - E^ , v němž Ε_χ je energie fotonů rentgenová záření, E^ je kinetická energie fotoelektronu a E^ je vazbová energie elektronu na slupce atomu. Tyto vazbové energie jsou právě veličiny, charakteristické pro valenční stavy prvků ve sloučeninách, nebot změna valenčního stavu prvku způsobí změnu hodnoty vazbové energie. V případě metody ESCA se měří změna hodnoty kinetické energie fotoelektronu, to znamená hodnota Δ E^ = - · Veličiny vztažené ke standardním sloučeninám se označují jako chemické posuvy vazbových energií a jejich hodnoty, získané metodou ESCA, jsou pro jednotlivé prvky a sloučeniny uváděny v literatuře. Citlivost metody se pohybuje v oblasti 10 θ až 10 θ g.

K nedestruktivnímu stanovení valenčních stavů radioaktivních atomů v pevných látkách v množstvích, která vznikají při nukleárních transformacích, již nepostačuje ani citlivost metody ESCA, ani žádná z metod uvedených v úvodu. Používá se proto destruktivních separačních metod, což přináší riziko nekontrolovatelné zrně2 ny valenčního stavu. 243954

Uvedené nevýhody odstraňuje podle vynálezu způsob určování valenčního stavu radioaktivních atomů prvků vybraných ze skupiny radionuklidů emitujících nízkoenergetické konverzní elektrony, spočívající v měření jejich spekter, jehož podstata spočívá v tom, že se změří metodou elektronové spektroskopie změny kinetické energie konverzních elektronů emitovaných radioaktivními atomy v množství těchto atomů vytvořeném nukleární transformací, přičemž změny kinetických energií odpovídají změnám vazbových energií elektronů atomového obalu a tyto změny jsou v korelaci s valenčními stavy radioaktivních atomů.

Přitom platí analogické rovnice jako v případě metody ESCA to znamená, že E^ = E - E^ a ΔΕ^ = -ΔΕ^» kde E je energie jaderného přechodu ve zkoumaném radionuklidu, E^ je kinetická energie konverzních elektronů a E^ je vazbová energie atomových elektronů.

Hlavní výhody navrhovaného způsobu podle vynálezu spočívaj v tom, že se umožňuje stanovení valenčních stavů ve stopových množstvích radioaktivních látek; je to přímý způsob zkoumání vzorků v pevné fázi, je nedestruktivní a umožňuje sledovat časo vé změny chemických stavů radioaktivních atomů ”in šitu.

Předností způsobu podle vynálezu je citlivost, která o několik řádů převyšuje citlivost dosud užívarvých nedestruktivních metod a dosahuje hodnoty 10

Dále je uveden příklad způsobu podle vynálezu, který jej dokresluje, aniž by jej omezoval.

P říklad

Elektrolytickou metodou, která je používána k přípravě važitelných množství technecia ve formě dioxidu, bylo na platinovou podložku naneseno řádově 10^4, atomů radioaktivního izotopu fn technecia Tc. Elektrostatickým elektronovým spektrometrem byl změřen chemický posuv kinetické energie konverzních elektro nů emitovaných z podslupky při energii jaderného přechodu 2,,173 keV mezi standardem, jímž byl technecistan amonný NH₄3

243 954 gg_m 99m

TcO₄, a zkoumaným vzorkem elektrolytického depozitu Tc .

Výsledek byl porovnán s tabulkou hodnot vazbových energií elektronů podslupky v různých sloučeninách technecia. Bylo zjištěno, že atomy Tc ve zkoumaném vzorku jsou ve stavu odpovídajícím dioxidu technecičitému. Původní vzorek byl podroben částečné oxidaci a popsanou metodou bylo zjištěno, že přibližně 50 % původního dioxidu přešlo do stavu odpovídajícího technecistanu. Po následující energické oxidaci bylo v tomto stavu nale99m zeno přibližně 90 ý, atomů 'Tc.

Způsobu podle,vynálezu lze využít v základním výzkumu ke studiu chemických efektů vyvolaných procesy nukleárních transformací v pevné fázi a v aplikovaném výzkumu k vývoji chemických metodik přípravy radioaktivních preparátů v definovaném chemickém stavu.

Claims (1)

1. Způsob určování valenčního stavu radioaktivních atomů prvků₍ vybraných ze skupiny radionuklidů emitujících nízkoenergetické konverzní elektrony, spočívající v měření jejich energetických spekter, vyznačený tím, že se změří metodou elektronové spektroskopie změíiy kinetické energie konverzních elekt ronů ₍emitovaných radioaktivními atomy v množství těchto atomů vytvořeném nukleární transformací, přičemž změny kinetických energií odpovídají změnám vazbových energií elektronů atomového obalu a tyto změny jsou v korelaci s valenčními stavy radioaktivních atomů.