Определение индия в сплаве с оловом

 

Поскольку индий имеет высокое сечение активации тепловыми ней- тронами, анализ In-Sn сплава возможен при наличии маломощного источ- ника и в инструментальном варианте из-за пренебрежимой активации олова.

Природная смесь изотопов индия включает ¹¹³In (Θ= 4,23%) и ¹¹⁵In (Θ=95,77%). При взаимодействии с тепловыми нейтронами имеют место следующие ядерные реакции и процессы распада радионуклидов:

 

1. ¹¹³In (n,γ) 8 барн ^114mIn (И.П., 50,1 дн) ¹¹⁴In(β^-, 1.2 мин)

¹¹⁴Sn (стаб)

 

2 ¹¹⁵In (n, γ) 162 барн ^116mIn (β^-, 54.5 мин) ¹¹⁶ Sn (стаб)

 

3 ¹¹⁵In (n, γ) 42 барн ¹¹⁶In (β^-, 13 c) ¹¹⁶ Sn

Для облучений в этой работе используется ампульный PuBe-источник. Нейтроны в нем образуются в результате ядерной реакции ⁹Be(α,n)¹²C под воздействием α-частиц, возникающих при распаде ²³⁸Pu, и замедляются до тепловой энергии в парафине. Плотность потока в зоне облучения около 5·10⁵ нейтр/см²с. Высокое сечение реакции 2 в сочетании с высоким со- держанием ¹¹⁵In при удобном периоде полураспада позволяют инстру- ментальный анализ сплава по β^- - излучению ^116mIn(максимальная энер- гия 1 МэВ). Пробы и эталоны изготовлены в виде дисков из тонкой фольги при общей массе около 80 мг, наклеенных на полимерную основу.

Пробы и эталоны облучаются в течение 3-5 часов. Измерение препара- тов обычно начинаются через 10-15 мин после извлечения из источника. Для идентификации радионуклида по периоду полураспада производится снятие кривой распада как образца, так и эталона в течение около 1 часа. Все измерения проводятся на одном радиометре с торцевым газоразрядным детектором в идентичных геометрических условиях. Фон прибора фикси- руется заранее. Длительность измерения в каждой точке 200 с, последователь- ные акты регистрации пробы и эталона регулярно повторяются с интерва- лом в 5 мин.

По полученным данным после вычета фона строят графики в коор- динатах lg N – t как для пробы, так и для эталона. Должны получиться пря- мые линии, из которых можно установить период полураспада излучателя. Точную обработку кривой распада можно выполнить на компьютере.

Количественный расчет содержания индия в пробе выполняется по уравнению 2. Следует обратить внимание на то, что данные по пробе и эталону должны быть приведены к начальному моменту времени. Зная навеску, можно рассчитать содержание индия в пробе (в %).

Порог определения индия в данной ситуации можно оценить следу- ющим образом. Рассчитать количество индия, которое в принятых усло- виях облучения и измерения на момент начала эксперимента дает число отсчетов, в три раза превышающее среднеквадратичную погрешность фона (3√ N_ф).