zadanie 2.doc

Aldona Dąbrowska                                                                                                   31.10.2006

ZADANIE 2

Oznaczanie ilościowe potasu w wodzie metodą wskaźnika promieniotwórczego

1.Wstęp teoretyczny

Przemiana β (rozpad β)

45 Ti, 47V, 48V, 49Cr, 55Co, 56Co 63Ga, 64Ga, 65Ga, 66Ga, 68Ga i inne.

W grupie izotopów galu od A=63 do 68 liczba izotopowa zmienia się od 1 aż do 6, mimo to są one emiterami β+.Granica miedzy obszarami emiterów β- i β+ jest nie prosta N=Z lecz  tzw. krzywa trwałości β: N-Z = Z x A 2/3 . Trwałymi izotopami galu są 69Ga i 71Ga, wartość N-Z wynosi dla nich odpowiednio 7 i 9. wartości N-Z obliczone z równania  linii trwałości wynoszą 8,69  i 8,86. a więc ta druga wartość jest zgodna z liczbą izotopową 9. wszystkie izotopy galu powyżej 71Ga powinny być emiterami β- . rzeczywiście poczynając od 72Ga dla którego N-Z=10 aż do 80Ga o liczbie izotopowej 18 są emiterami β- . Wprawdzie między dwoma trwałymi jądrami 69Ga i 71Ga znajduje się 70Ga będący również emiterem β- nie zmienia to jednak obrazu. Wszystkie izotopy galu poniżej 69Ga są emiterami β+ bądź jak 67Ga ulegają przemianie β+ w postaci wychwytu elektronu.

Ponieważ masa cząsteczki  β i elektronów ośrodka są równe, tor cząstek β podczas zderzenia ulega zakrzywieniu. W przypadku oddziaływania elektronów o dużej energii z ośrodkiem o dużej liczbie atomowej dodatkowe straty energii wynikają z powstawania tzw. promieniowania hamowania. Pojawia się ono w skutek oddziaływania cząstek β z polem magnetycznym jądra. W polu tym tor pędzonego elektronu ulega zakrzywieniu, wskutek tego emitowane są kwanty promieniowania elektromagnetycznego. Widmo promieniowania hamowania zmienia się w sposób ciągły w szerokich granicach energii. Natężenie tego promieniowania jest odwrotnie proporcjonalne do kwadratu masy cząsteczki i dlatego nie odgrywa ono większej roli w przypadku protonów i cząstek α poruszających się z taką samą prędkością jak elektrony.

Atomy określonego izotopu danego pierwiastka, które wprowadzone do cząsteczek jakiegoś związku chemicznego na miejsce występujących w naturalnym stosunku izotopowym atomów tego samego pierwiastka, zmieniają ten stosunek lub powodują wystąpienie nieobecnej poprzednio promieniotwórczości nazywamy wskaźnikiem izotopowym. Pozwala on na śledzenie tych atomów za pomocą analizy izotopowej lub metod radiometrycznych i wnioskowanie o zachowaniu się wspomnianego związku np.: w przemianach chemicznych, procesach biologicznych, przemysłowych.