Способ определения изотопического состава вещества

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 1 О 38843 1 И 21 3(5 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Спек тана т. б альный"Успе вып. 1 Е.Н.одногов растпияф,б. оренной ние изо и лития ектроск5 70-5 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ. НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(56) 1. Зайдель А.Н.анализ изотопного сохи физических наук",1959, с. 123-134,2. Эайдель А.Н., КСпектральное определесостава и концентрацворах. -"Оптика и спФ, 10 вып.5, 1961. с. ( 54 ) ( 5 7 ) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИЗОТОПИЧЕСКОГО СОСТАВА ВЕЩЕСТВА, включающий получение атомов вещества в газовой фазе и регистрацию поглощения нарезонансной линии, о т л и ч а ю - .щ и й с я тем, что, с целью упрощения способа определения, атомы вещества в газовой фазе получают путем создания насыщенного пара атомов в замкнутой оптической камере и измеряютпри фиксированной температуре величину полного поглощения в диапазонедлин волн шире, чем изотопическое илисверхтонкое расщепление линии.1038843 Образец (егохарактеристика) 1,4 24,1 22,1 52,41,4 97,8 4,9 2,7 78,8 18,4 0,7 0,1 0,2 92,2 2,8 Изобретение относится к спектральным способам определения изотопногосостава вещества и может найти применение в изотопной промышленностипри анализе свинца и других веществ,обогащенных одним из изотопов, 5Известен способ определения изотопного состава свинца методом эмиссионной атомной спектроскопии с использованием прибора высокого разрешения (интерферометра фабри-Перо) 10по относительной интенсивности компонент-иэотопной структуры линииР ЬА = 405,8 нм 1,Однако при анализах с помощьюуказанного способа необходимо испольэовать сложные спектральные приборывысокого разрешения.Известен метод атомно-абсорбционного изотопного анализа вещества,включающий получение атомов вещества в газовой фазе и регистрацию поглощения на резонансной линии 2 ,Однако известный способ требуетиспользования нескольких моноизотопных источников света,а также предварительного построения градуировочных характеристик, что усложняет данный метод анализа.Цель изобретения - упрощение способа анализа,Поставленная цель достигается тем,30что согласно способу определенияизотопического состава вещества,включающему получение атомов вещества в газовой фазе и регистрацию поглощения на резонансной линии, атомы 35вещества в газовой фазе получают путем создания насыщенного пара атомов 1 (природный состав)2(Обогащен изотопом РЬ2083 (обогащен изотопом Рь2 оЬ4 (обогащен изотопом РЬ На чертеже кривые 1-4 относятся соответственно киэотопным составам образцов 1-4, приведенным в табл,1,Иэ графика следует, что если опре 55 деЛить величину А при фиксированной оптимальной температуре 860 К, то значения полного поглощения будут отличаться для образцов 2, 3 и 4 по сравнению с полным поглощением для 60 природного свинца (образец 1) соответственно примерно в 2 раза, на 30 и бЪ, На опыте измеряют интенсив-. ности света от участка сплошного спектра в области. расположения линий в замкнутой оптической камере и изме-ряют при фиксированной температуревеличину полного поглощения в диапазоне длин волн шире, чем иэотопическоезли сверхтонкое расщепление линии,На чертеже приведен график зависимости величины полного поглощения(А) от температуры насыщенного парасвинца,.Предлагается использовать источниксплошного спектра и установленноетеоретически и экспериментально существенное влияние изотопного состава свинца на величину полного поглощения (А) резонансной линии РЬ(1)283,3 нм (эквивалентная ширина линии,выраженная в единицах допплеровскойширины) в переходной части кривойроста А = Г(х) , где х - оптическаятолщина абсорбирующего слоя.Для иллюстрации установленныхзакономерностей на чертеже представлена рассчитанные с помощью ЭВМ зависимости ожидаемых величин А для линии РЬ(1) 283,3 нм при различных темпе.ратурах абсорбирующего пара для четырех образцов свинца разного изотопного состава на основе термодинамических данных по давлению насыщенногопара свинца.В табл . 1 приведен изотопный состав образцов свинца, для которых выполнены теоретические расчеты эависимости А=1(Т) для линии РЬ(1)283,3 нм в условиях термодинамического равновесия, А - величина безразмерная и не зависит от условийэксперимента,таблиц 1Яэотопный состав свинца, % 200 РЬ 2 ЕЬРЬ 20 РЬ 208 РЬ РЬ(1) 283,3 нм сначала при отсутствии, а затем при наличии поглощающего слоя насыщенного пара свинца в замкнутой оптической кювете для фик-. сированной температуры.Измерения можно выполнять при любой фиксированной Температуре свинца в пределах интервала 800-900 К, Из графика видно, что различие между величинами А для разных изотопных составов свинца имеет место и в области 1000-1050 К. Однако в этом случае оно менее резко выражено.Отметим, что для опРеделения образца,1038843 10 Таблица 2 Образец Р 2 Образец,Р 1 Ат- АэАтЕоР А фф Ат -АуАте 0 Рт зксп ЭКСП 1,8 2,62 2,67 813 5,31 5,72 843 6,99 7 у 33 7,2 4,7 3,46 6,1 3,67 4, 67 5,3 4,61 1,3 873 8,88 8,43 рый прост по исполнению и позволитс помощью несложной спектральнойаппаратуры выполнить сортировку образцов изотопов свинца. 40 Составитель О, МатвеевРедактор С. Квятковская Техред В.Далекорей Корректор И. Ватрушкина Заказ 6221/50 Тираж 873ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 обогащенного изотопом 2 вРь, измерение величины А следует выполнять с точностью не хуже 5 отн.Ъ,П р и м е р. Определение полного поглощения линии РЬ(1) 283,3 нм осуществляют для образцов свинца 9 1 5 и 2 в интервале температур 813-873 К для термодинамически равновесной сис темы насыщенный пар - жидкий свинец. Образец загружают в предварительно тренированную и обеэгаженную под высоким вакуумом оптическую кювету с длиной абсорбирующего слоя 5,8 см. Кювету с образцом:рткачивают до высокого вакуума и отпаивают при давлении 1 10 5 мм рт,ст, Далее15 кювету с образцом размещают в нагревательной печи на оптической оси спектрального прибора ДФС-2 с фотоэлектрической приставкой и определяют величину полного поглощения А.Условия экспериментов: при работе О с образцом У 1 ширина входной (8) и выходной (82) щелей монохроматоДанные табл. 2 полностью подтверждают эффективность предлагаемого способа .определения иэотопически обогащенного свинца по измеренной величине полного поглощения, котора варьируется соответственно в пределах 0,03-0,08 и 0,08-0,16 мм, приработе с образцом 9 2 Б = 0,03 и8 = 0,065 мм. Величины интенсивностй света, прошедшего через оптическую кювету, измеряют с помощьюФЭУА и приборов В 2-11 и ЯСПсточностью не хуже 2 отн,Ъ. Температуру образца и окон кюветы измеряютс помощью 2 хромель-алюмелевых термопар потенциометрическнм способомс помощью ПП, Точность стабилизации фиксированной температурыобразца свинца составляет +1 К. Результаты выполненных экспериментов представлены в табл. 2 совместно со значениями А, рассчитанными теоретически на основе данныхпо давлению насыщенного пара свинца,также указаны величины отклоненияэкспериментальных и рассчитанныхзначениЯ полного поглощения линииГЬ(1) 283,3 нм,