Миграция урана-238 в системе почва-растение
Дипломная работа - Биология
Другие дипломы по предмету Биология
на заделки семян - 1,5-2 см.
Опыт был повторен в тех же сосудах в 2004, 2005 годах. В почву вновь вносили питательные вещества и тщательно все перемешивали.
2.4 Метод определения U238 в почвах
Содержание урана в почве определялось гамма-спектрометрическим методом, сущность которого состоит в регистрации гамма-квантов, испускаемых ядрами радионуклида, гамма-спектрометром.
Измерения выполнялись согласно Методике измерений удельной активности радионуклидов в объемных образцах на гамма-спектрометре ACCUSPEC с использованием многоканального анализатора InSpector-2000 фирмы Canberra (рис.4,5).
Рис. 4 Гамма-спектрометр ACCUSPEC
Рис.5 Схема гамма-спектрометра
В состав измерительного тракта входят (рис.5):
1.Свинцовый экран - защита. Обеспечивает повышение чувствительности спектрометра за счет снижения уровня внешнего гамма-фона, регистрируемого в блоке детектирования (внешняя сторона домика выполнена из свинца с толщиной стенки 100 мм, а внутренняя часть - из листового свинца и листового кадмия);
2.полупроводниковый детектор коаксиального типа из особо чистого германия фирмы Canberra. Диапазон регистрируемых энергий детектора от 50 кэВ до 10 МэВ. Эффективность регистрации - 35 %. Разрешение по линии 60Со (1.33 МэВ) - 1.8 кэВ;
.предусилитель спектрометрический;
.спектрометрическое устройство;
.многоканальный анализатор InSpector-2000 (рис. 6).
.компьютер Pentium-II с системой Windows-98 и программным обеспечением для гамма-спектрометрии Genie-2000 фирмы Canberra;
.принтер;
.измеряемая проба в сосуде необходимой геометрии (сосуд типа Дента).
Рис.6. Многоканальный анализатор InSpector-2000
Гамма-кванты, испускаемые в процессе распада урановых ядер частично (комптоновское рассеяние) или полностью (фотопоглощение), попадая в детектор, теряют свою энергию в веществе детектора. Потерянная энергия испускается затем в виде квантов света, которые с помощью фотоэлектронного умножителя превращаются в электрические импульсы. Амплитуда импульсов пропорциональна поглощенной энергии гамма-квантов. Расчет содержания U238 гамма-спектрометрическим методом проводим по радионуклиду Th234. В цепочке распада он находится в состоянии равновесия с U238. Для расчета используем энергетические линии 63,4 Кэв (выход гамма-квантов 3,8%) и 92 Кэв (суммарный выход гамма квантов 5,4%).
На экране анализатора возникает гамма-спектр, в котором наряду с комптоновским распределением импульсов присутствуют фотопики, соответствующие полной потере энергии гамма-квантов в кристалле детектора. Площадь фотопика пропорциональна активности радионуклида, а его местоположение (после калибровки установки по энергии) соответствует энергии гамма-квантов, испущенных радионуклидом. Эти данные используются для определения активности урана.
Энергетическая калибровка спектрометра проводится с целью установления связи между энергией гамма-квантов и положением пиков полного поглощения в экспериментальном спектре.
Перед непосредственным измерением активности пробы почвы, измерялась активность объемного эталонного образца для градуировки спектрометра по энергии, энергетическому разрешению и эффективности регистрации.
2.6 Методы определения урана в растительности
.6.1 Плазменно-эмиссионный метод определения U238 в растениях
Содержание урана в соломе и зерне определялось двумя методами: плазменно-эмиссионным и альфа-спектрометрическим.
В первом случае измерения проводились на ICP-AES-спектрометре аксиального типа LIBERTY AX фирмы Varian (рис.7, 8). В состав используемого оборудования входит монохроматор (0,75 м) Черни-Турнера. Максимальное оптическое разрешение (нм, теоретическое и практическое) на 2-м порядке дифракции (175-470 нм): теоретическое - 0,007; практическое - 0,009.
Рис. 7. ICP-AES-спектрометр аксиального типа LIBERTY AX фирмы Varian
Рис. 8. Камера распыления
Условия проведения анализа (определяемый элемент - U):
Power 1.2 kWPlasma gas flow rate15.0 L/minAuxiliary gas flow rate2.25 L/minTorch tipeLow flow quartz torchNebulizer typeV-grooveNebulizer pressure200 kPaPump tubePVC Grey-gray (intel), PVC Blue-blue (outlet)Pump rate15 rpmSample uptake rate2.0 mL/minIntegration time3 sReplicates3Viewing heightOptimized for IntensityBackground correctionPolynomial plotted backgroundPMT voltage800 VGrating order2Scan window0.120 nmPeak tracking window0.030 nmSnout purgeHighWavelength, nm 385.958; 367.007
Рассматриваемый метод обладает довольно высокой чувствительностью определения некоторых элементов. Основные преимущества плазменно-эмиссионных методов состоят в высокой производительности и простоте выполнения анализа [25]. Плазменные источники света обладают высокой стабильностью горения, в них можно равномерно вводить исследуемый раствор и обеспечить постоянство состава газового облака. Эти обстоятельства позволяют выполнять анализ в широких пределах концентраций по абсолютной интенсивности аналитической линии, что значительно упрощает технику анализа [25].
Плазменно-эмиссионный метод предполагает введение пробы в источник только в жидком состоянии. Поэтому анализу растений предшествует химическая и физическая подготовка проб, которая заключается в переведении пробы в раствор или извлечении из нее тех или иных соединений определяемых элементов [25].
2.6.2 Альфа-спектрометрический метод определения U238 в растениях
Измерения проводились на установке для измерений спектров альфа-излучающих радионуклидов (рис. 9), которая предназначена для измерения спектров радионуклидов, излучающих альфа-частицы (234U, 235U, 238U, 238-242Pu, 241Am).
Уст?/p>