Мишенное вещество для получения изотопов осмия

Мишенное вещество для получения изотопов осмия

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ао оз Со,: етсиих

Социалистически ре с и у p (и (61) Дополнительное к авт. свил-ву (5)) М. Кл. (22) Заянлено12.11.75 (2)) 2188433/25 с присоединением заявки _#_ (23) Приоритет (43) Опубликовано05,09.78.Бюллетень рА 33

1(46) Дата опубликования описания 18.07.78

q 01 С 1/00

Гееударствеввьй квмвтет беветв Минввтрев ИУ ве делам изебретекей и етк ытвй (53) УДК 533.9 (088.8 ) (72) A B To p b„ изобретения

В, И. Тихонов, Г. Г. Лемешко и В. В. Гаврилов

Ленинградский институт ядерной физики им. Б. П. Константинова (7)) 3аянитель (5 ) МИШЕННОЕ ВЕЩЕСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ

ИЗОТОПОВ ОСМИЯ БЕЗ НОСИТЕЛЯ

Изобре пение относится к области получения изотопов, Для исследования в области современной ядерной спектроскопии необходимо получение короткожпвущих (Т < 1 мин)

w/2 моноизотопных ядер.

Задача получения моноизотопных короткоживущих ядер тугоплавких элементов, к которым принадлежат и платиновые металлы, в частности осмий, является особенно трудной, Единственно возможным путем выделения из мишени изотопов этих элементов является выделение их в виде легколетучих соединений. Так, например, известны способы получения и выделения суммы изотопов осмия, в которых в качестве мишенного вешества используют твердые мишени — окись ртути и металлическое золото (1). Облученные мишени растворяют в азотной кислоте (золото в царской водке) и выделяют изотопы осмия в виде четырехокиси осмия продуванием воздухом.

Однако время получения и выделения изотопов осмия при использовании твердых мишеней (связанное с процессом их растворения) сравнительно велико и не позволяет получать изотопы осмия с периодом полураспада менее 3 мин.

Известно также жидкое мишенное вешество для получения изотопов осмия без носителей, позволяюшее получать изотопы осмия (сумму изотопов) за 10-15 с $2).

Мишенное вешество представляет собой

10 раствор нитрата ртути в концентрированной азотной кислоте. Изотопы осмия (в виде четырехокиси осмия) выделяются при продувании облучаемого протонами раствора воздухом, сорбируются на резиновой

15 шпуле пневмопочты и доставляются к месту измерения. Сушественной особенностью является то, что мишенное вешество в о процессе работы нагревают до 95 <:, Ниже 90оС скорость и эффективность

20 выделения из мишени изотопов осмия резко падает (температура кипения Os 0@ о

+131 С), Чем выше температура мишени, тем быстрее и эффективнее происходит выделение атомов или молекул изучаемого

25 изотопа. Однако использование растворов

10!

З5 Я,ЭО 80 95

Кд 9О 5-20

Qna приготовления мишенного вещест ва таллий переводят в канд таллия, вью сушивают последний арк 100 С, нагреваюг с избытком концентрированной серной кислоты до удалении следов йода, далее о повышают температуру до 300-320 С и продолжают нагревание до прекращения выделения паров %Ой. Расилав охлаждают, добавлщот расчетное количество концентрированной серной кислоты, снова нагревают до расплавления (110-130 С), переносат в вакуумное устройство и вы-, держивают в вакууме нрк давлении 10 мм рт. *" г. и темиературе 300 С в течение

3 ч, после чего мкшеккее вещество гото во для получения изотопов осмин.

Прецесс получении изотопов осмня в вакууме состоит в следующем.

Облучаемое мишекное вещество, приготовленное какуаазано выше, нагревают до 250-300 С в вакуумироваином устройстве. Образующиеся в результате ядерной реакции ТС (р-бр, Хн) изотопы осмин вьщеляются иэ мщпениого вешест ва в виде четырехокиси осмия, Выделе- нию 0sO способствует нктеисивное испа рение г. вагууме серной кислоты. Далее

55 концентрированной азотной кислоты не поо зволает повышать температуру выше 95 С

v так иак уже при температуре 86 С азот- ная кислота разнагается с образованием нкэкоккнящих окислов азота. Это исключает возможность применения аэотнокислых растворов длы получения короткоживущкх юютожиь, разделенных с помощью масс-секаратора.

Ккзааа температура разложения азотной кислоты является существенным недостатком мкшеккого вещества также и прк нокучеккк изотопов осмин вне вакууо ма, коскольку крк 95 С происходит интенсивное улвтучюанке азотной кислоты в вщ е продуктов ее разложения. Большие потери растворителя приводят к выделению осадка аэетноккслой ртути, что практически до аула снижает выделение изотопов осмин»

Белью изобретения является повышение теримческой устойчивости и темпера туры кипенна мкшенного вещества при ис« пользовании его дла получения короткожи вущкк изотопов осмин.

Это достнгаетса тем, что мншенное вещество дла нолучекиа изотопов осмия беэ носителя, состоит кз pacanase смеси сульфата таллня и концентрированной сер ной каяоты в следующих соотношениях, весЖ нары серной кислоты вместе с О&0„» пос.гупают в ловушку, выполненную в аппе обратного холодильника, охлаждаемого о проточной водой (10-12 С}, Внутренняя трубка холодильника заполнена насадкой из стеклянных колец на высоту 60 мм и соединяется с вакуумной системой.

Проведенные. испытания показали, что в этих условиях из мишенного вещества указанного состава выделяется (97+ 2%) образующихся изотопов осмин, дмлепие » на выходе ловушки составляет 5 10 мм рт. ст. и время полувыделения изотопов осмия из мишени составляет 20-30 с.

Процесс получения изотопов осмин вне вакуума аналогичен получению изотопов осмин из азотнокисцых растворов и заюцо-чается в следующем. Смесь Тбх 50 н

Hg 0» в указанных пропорциях помещают в кварцевый барбатер, нагревают до 180о

220 C и облучают протонами при одно-временном продувании кислородом. Иззтопы осмня в виде четырехокиси осмия выделяются из мишени и улавдызаются ыа резиновой подложке; укрепленной па ш уле пневмопочты. Использование предлага-. емой мишени позволяет вести непрерывный процесс получения изотопов осмин а течение 48 ч при температуре 200+20 С.

Эксперименты, ирэведенные с целью оиределеыия онтикильыого состава мишепного вещества показали, что при содержа нии в нем менее 5% Н2&О,» температура плавления и вязкость расплава резко возрастают, что приводит к снижению эффективности и скорости выделения изотопов осмин, а пры содержании более 20% Н бО4 происходит перйодическоое вскипанне мпшени, Мишенное вещество предлагаемого состава испытывалось для получения в вакууме изотопов осмин 05, Оэ, 05

1И 182 1 С 3 с целью изучения магнитных моментов ядер в возбужденном состоянии. Это мишенное вещество предлагается использовать для получения разделенных короткоживуших изотопов осмин на масс-сепараторе, установленном в линию с синхроциклотроном ЛИЯФ AH СССР.

Формула изобретения

Мишенное вещество для полу.ения изотопов осмия без носителя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения термической устойчивости и температуры кипения при использовании его для попучения короткоживущих изотопов осмия, оно состоит из расплава смеси Т дбО» и кон: -" дентрированной Н-ЬО в следующих соот нощениик, вес,%.

36,, S g ВО==95

Ц „,О 5-2О °

Источники а формалин; привитые во вн пдащте при экспертизе.

1. Арльт P. Громов И. и др. Иэвестии

AH СССР, сер. фиэическаир 34, 702, 187О.

2. Авторское свидетельство СССР

9 И л35723 6821 К1/Оо 1974

Составитель С. Шитов

Редактор П. Горекооа Текред А. Ботддк корректор Я. Тудкдд

Заказ 4847/53 Тираж 831 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров CCCP по делам изобретений и открытий

113635, Москва, Ж 35, Раушскаи наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектнаи, 4