Дозиметрия ионизирующего излучения в радиационной химии, страница 5

Наряду с этим преимуществом дозиметр имеет недостатки:

-  Погрешность – 15 % (при доверительной вероятности 0,95)

-  “капризность”, которая определяется, прежде всего, низкой термической неустойчивостью ионов Cu⁺. Поэтому следует всегда пользоваться свежеприготовленными растворами.

Цериевый дозиметр

Цериевая дозиметрическая система представляет собой раствор соли Ce⁺⁴

В 0,4 М H₂SO₄, насыщенный воздухом. Под действием излучения Ce⁺⁴ восстанавливается до Ce⁺³. Использование этого метода дозиметрии предложено в 1952 г. В настоящее время установлено, что с помощью этой дозиметрической системы можно определять дозы до 10⁶Гр ( 1 МГр).

При этом протекают следующие реакции:

Ce⁺⁴  + Н^*→ Н⁺_aq +Ce ⁺³           G(Сe⁺³) = G _{(Н* )} +G _{(е-aq  )} +2G_{(Н2О2 )} - G _(ОН*)

Ce⁺⁴  + Н₂О₂→ Н⁺_aq + Ce ⁺³ + НО₂^*                 2,3=0,6    +  3,05  +2 *0,8  -  2,95

Ce⁺⁴  + НО₂^*→ Н⁺_aq + Ce ⁺³ + О₂

______________________________

Ce ⁺³ + ОН^*→ ОН^-_aq +Ce⁺⁴

В случае излучения Со-60 и других видов излучения с близкими величинами ЛПЭ G(Сe⁺³) = 2,3 – 2,5 ионов /100эВ. Он практически не зависит от энергии рентгеновского, гамма- и электронного излучения, по крайней мере в диапазоне от 0,25 до 24 МэВ (!).По данным последних измерений G(-Ce⁺³) = 2,30 ± 0,03   ионов/100 эВ.

Для излучений с большими ЛПЭ РХВ – несколько выше и мало зависит от вида заряженных частиц. Это делает использование цериевой дозиметрической системы перспективным для дозиметрии именно заряженных частиц.

При переходе от деаэрированной системы к насыщенной воздухом РХВ увеличивается на 2,1%, а к насыщенной кислородом – на 5,1%. 

Малая зависимость РХВ от концентраций Ce⁺⁴  и Ce ⁺³ делает этот дозиметр пригодным для измерения больших поглощенных доз.

Однако существенным недостатком данной дозиметрической системы является её высокая чувствительность к примесям. Органические вещества даже в малых количествах приводят к значительному увеличению РХВ. Сильно влияют также и некоторые неорганические вещества – Tl⁺, NO₃^-, Br ^– и др. Поэтому при приготовлении цериевого дозиметра необходимо применять трижды перегнанную воду, дополнительно очищенную радиолизом.

Наибольшее распространение получил спектрофотометрический метод регистрации, когда количество образовавшегося Ce ⁺³ определяют по убыли Ce⁺⁴. Максимум полосы поглощения Ce⁺⁴ расположен при 320 нм. При этой длине волны молярный коэффициент экстинкци, по данным разных авторов составляет от 5550 до 6100 л/моль.см.

Оптическая плотность раствора с концентрацией Ce ⁺³ 2.10^-4М в 0,4 М серной кислоте составляет А = 1,12. Очевидно, что при использовании более концентрированных растворов (для измерения больших поглощенных доз) растворы перед измерением следует разбавлять серной кислотой.

Если применять спектрофотометрический метод регистрации, то в стандартных условиях можно зарегистрировать 100 Гр. Флуоресцентный метод анализа Ce ⁺³ позволяет снизить порог чувствительности до 0,5 Гр.

Верхний предел измерений дозы зависит от начальной концентрации

Ce ⁺⁴ .и может достигать 1 Мгр.

(дополнительно можно прочитать о глюкозном дозиметре- угол вращения плоскости поляризации, о щавелевокислотном – разложение, о бихроматном – убыль бихромат иона с образованием Cr ⁺³,хлорбензольном …)

РАДИАЦИОННАЯ ХИМИЯ

ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

Прикладное значение РХ органических веществ заключается в том, что

¨  во-первых, многие органические вещества используются в качестве экстрагентов  и разбавителей при переработке ядерного топлива и, следовательно подвергаются радиолизу, механизм которого необходимо знать;

¨  во-вторых, некоторые ароматические соединения, вследствие своей высокой радиационной стойкости, являются перспективными теплоносителями в ядерных реакторах (мал РХВ разрушения);

¨  в-третьих, знание РХ превращений органических веществ важно для разработки новых экономичных методов РХ синтеза различных соединений;