Radioaktív nyomjelzés

Hasonló dokumentumok
Radioaktív nyomjelzés

Radioaktív izotópok előállítása. Általános módszerek

-A radioaktivitás a nem stabil (úgynevezett radioaktív) atommagok bomlásának folyamata. -Nagyenergiájú ionizáló sugárzást kelt Az elnevezés: - radio

Radioaktív nyomjelzés analitikai kémiai alkalmazásai

Radioaktív nyomjelzés analitikai kémiai alkalmazásai

Jegyzet. Kémia, BMEVEAAAMM1 Műszaki menedzser hallgatók számára Dr Csonka Gábor, egyetemi tanár Dr Madarász János, egyetemi docens.

Általános Kémia, BMEVESAA101

Gamma-röntgen spektrométer és eljárás kifejlesztése anyagok elemi összetétele és izotópszelektív radioaktivitása egyidejű elemzésére

Általános Kémia, BMEVESAA101 Dr Csonka Gábor, egyetemi tanár. Az anyag Készítette: Dr. Csonka Gábor egyetemi tanár,

Első magreakciók. Targetmag

RADIOKÉMIA SZÁMOLÁSI FELADATOK Szilárdtest- és Radiokémiai Tanszék

Első magreakciók. Exoterm (exoerg) és endoterm (endoerg) magreakciók. Coulomb-gát küszöbenergia

Minta feladatsor. Az ion neve. Az ion képlete O 4. Szulfátion O 3. Alumíniumion S 2 CHH 3 COO. Króm(III)ion

Nagy érzékenyégű módszerek hosszú felezési idejű nehéz radioizotópok analitikájában. Vajda N., Molnár Zs., Bokori E., Groska J., Mácsik Zs., Széles É.

Atomreaktorok üzemtana. Az üzemelő és leállított reaktor, mint sugárforrás

Radionuklidok meghatározása környezeti mintákban induktív csatolású plazma tömegspektrometria segítségével lehetőségek és korlátok

A feladatok megoldásához csak a kiadott periódusos rendszer és számológép használható!

RADIOAKTÍV HULLADÉKOK MINŐSÍTÉSE A PAKSI ATOMERŐMŰBEN

5. Az adszorpciós folyamat mennyiségi leírása a Langmuir-izoterma segítségével

Izotópos méréstechnika, alkalmazási lehetőségek

A TERMÉSZETBEN SZÉTSZÓRÓDOTT NUKLEÁRIS ANYAGOK VIZSGÁLATA

RADIOLÓGIAI MÉRÉSEK A KÖRNYEZETMÉRNÖKI BSC KÉPZÉSBEN

Sugárzások és anyag kölcsönhatása

Az ionizáló sugárzások fajtái, forrásai

Kémiai átalakulások. A kémiai reakciók körülményei. A rendszer energiaviszonyai

Diffúzió. Diffúzió. Diffúzió. Különféle anyagi részecskék anyagon belüli helyváltoztatása Az anyag lehet gáznemű, folyékony vagy szilárd

Sugárzások kölcsönhatása az anyaggal

A kémiatanári zárószigorlat tételsora

NUKLEÁRIS LÉTESÍTMÉNYEK LÉGNEMŰ 14C KIBOCSÁTÁSÁNAK MÉRÉSE EGYSZERŰSÍTETT LSC MÓDSZERREL

Az elektromos kettősréteg. Az elektromos potenciálkülönbség eredete, értéke és az azt befolyásoló tényezők. Kolloidok stabilitása.

Radioaktív sugárzások az orvosi gyakorlatban. Az ionizáló sugárzások biológiai hatása. A sugárhatás osztályozása. A sugárhatás osztályozása

Radioaktív elemek környezetünkben: természetes és mesterséges háttérsugárzás. Kovács Krisztina, Alkímia ma

Általános kémia képletgyűjtemény. Atomszerkezet Tömegszám (A) A = Z + N Rendszám (Z) Neutronok száma (N) Mólok száma (n)

Nemzeti Akkreditáló Testület. MÓDOSÍTOTT RÉSZLETEZŐ OKIRAT (1) a NAT /2015 nyilvántartási számú akkreditált státuszhoz

A 2007/2008. tanévi. Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny. első (iskolai) fordulójának. javítási-értékelési útmutatója

IVÓVIZEK RADIOANALITIKAI VIZSGÁLATA

A sugárzás és az anyag kölcsönhatása. A béta-sugárzás és anyag kölcsönhatása

Röntgen-gamma spektrometria

Radon. 34 radioaktív izotópja ( Rd) közül: 222. Rn ( 238 U bomlási sorban 226 Ra-ból, alfa, 3.82 nap) 220

Kémiai reakciók sebessége

A sugárzás biológiai hatásai

Reakciókinetika. Általános Kémia, kinetika Dia: 1 /53

RADIOKÉMIA. László Krisztina, F ép. I. lh., I. emelet, 135

A felületi radioaktívszennyezettség-mérők mérési bizonytalansága

Magsugárzások, Radioaktív izotópok. Az atom alkotórészei. Az atom felépítése. A radioaktivitás : energia kibocsátása

8. AZ ATOMMAG FIZIKÁJA

T I T - M T T. Hevesy György Kémiaverseny. A megyei forduló feladatlapja. 7. osztály. A versenyző jeligéje:... Megye:...

Ecetsav koncentrációjának meghatározása titrálással

Hévíz és környékének megemelkedett természetes radioaktivitás vizsgálata

Radon-koncentráció relatív meghatározása Készítette: Papp Ildikó

Ivóvíz savasságának meghatározása sav-bázis titrálással (SGM)

KÉMIAI ALAPISMERETEK (Teszt) Összesen: 150 pont. HCl (1 pont) HCO 3 - (1 pont) Ca 2+ (1 pont) Al 3+ (1 pont) Fe 3+ (1 pont) H 2 O (1 pont)

Minta feladatsor. Az ion képlete. Az ion neve O 4. Foszfátion. Szulfátion CO 3. Karbonátion. Hidrogénkarbonátion O 3. Alumíniumion. Al 3+ + Szulfidion

Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny 2009/2010. Kémia I. kategória II. forduló A feladatok megoldása

7. osztály Hevesy verseny, megyei forduló, 2003.

FIZIKA. Radioaktív sugárzás

Sugárvédelem nukleáris létesítményekben. Átfogó [fenntartó] SVK Osváth Szabolcs (OKK-OSSKI-LKSO)

Magfizika tesztek. 1. Melyik részecske nem tartozik a nukleonok közé? a) elektron b) proton c) neutron d) egyik sem

RADIOKÉMIAI MÉRÉS Laboratóriumi neutronforrásban aktivált-anyagok felezési idejének mérése

Az anyagi rendszerek csoportosítása

Természetes vizek, keverékek mindig tartalmaznak oldott anyagokat! Írd le milyen természetes vizeket ismersz!

Tantárgy neve. Környezetfizika. Meghirdetés féléve 6 Kreditpont 2 Összóraszám (elm+gyak) 2+0

Az atommag összetétele, radioaktivitás

Országos Onkológiai Intézet, Sugárterápiás Centrum 2. Országos Onkológiai Intézet, Nukleáris Medicina Osztály 4

Magspektroszkópiai gyakorlatok

T I T - M T T. Hevesy György Kémiaverseny. A megyei forduló feladatlapja. 8. osztály. A versenyz jeligéje:... Megye:...

Az egyensúly. Általános Kémia: Az egyensúly Slide 1 of 27

Kémia Mintafeladatsor K és K+ kategória

Radon a felszín alatti vizekben

Magkémia-Biokémia Orvosi Laboratóriumi és Képalkotó Diagnosztikai Analitikus alapképzés (BSc)

Dr. Pintér Tamás osztályvezető

HOMOGÉN EGYENSÚLYI ELEKTROKÉMIA: ELEKTROLITOK TERMODINAMIKÁJA

Vízminta radioaktivitásának meghatározása.

Modern Fizika Labor. 11. Spektroszkópia. Fizika BSc. A mérés dátuma: dec. 16. A mérés száma és címe: Értékelés: A beadás dátuma: dec. 21.

Reakció kinetika és katalízis

1. feladat Összesen: 15 pont. 2. feladat Összesen: 10 pont

A radioaktív bomlás típusai

Gázok. 5-7 Kinetikus gázelmélet 5-8 Reális gázok (limitációk) Fókusz Légzsák (Air-Bag Systems) kémiája

14C és C a nukleáris létesítmények 14N(n,p)14C

Gázok. 5-7 Kinetikus gázelmélet 5-8 Reális gázok (korlátok) Fókusz: a légzsák (Air-Bag Systems) kémiája

RADIOAKTÍV HULLADÉK; OSZTÁLYOZÁS, KEZELÉS ÉS ELHELYEZÉS. (Dr. Kanyár Béla, SE Sugárvédelmi Szolgálat)

Izotóp geológia: Elemek izotópjainak használata geológiai folyamatok értelmezéséhez.

Kémiai átalakulások. A kémiai reakciók körülményei. A rendszer energiaviszonyai

Diffúzió 2003 március 28

RÉSZLETEZŐ OKIRAT (3) a NAH /2015 nyilvántartási számú akkreditált státuszhoz

Makroszkópos tulajdonságok, jelenségek, közvetlenül mérhető mennyiségek leírásával foglalkozik (például: P, V, T, összetétel).

Pató Zsanett Környezettudomány V. évfolyam

Nagy érzékenységű AMS módszerek hosszú felezési idejű könnyű radioizotópok elemzésében

KÉMIA ÍRÁSBELI ÉRETTSÉGI- FELVÉTELI FELADATOK 1997

Eredeti Veszprémi T. (digitálisan Csonka G) jegyzet: X. és XI. fejezet

Összesen: 20 pont. 1,120 mol gázelegy anyagmennyisége: 0,560 mol H 2 és 0,560 mol Cl 2 tömege: 1,120 g 39,76 g (2)

a. 35-ös tömegszámú izotópjában 18 neutron található. b. A 3. elektronhéján két vegyértékelektront tartalmaz. c. 2 mól atomjának tömege 32 g.

6. változat. 3. Jelöld meg a nem molekuláris szerkezetű anyagot! A SO 2 ; Б C 6 H 12 O 6 ; В NaBr; Г CO 2.

FIZIKA. Atommag fizika

Kémiai kötések és kristályrácsok ISMÉTLÉS, GYAKORLÁS

Kinetika. Általános Kémia, kinetika Dia: 1 /53

Az ionizáló sugárzások előállítása és alkalmazása

A REAKCIÓKINETIKA ALAPJAI

Általános Kémia GY 3.tantermi gyakorlat

Általános Kémia GY, 2. tantermi gyakorlat

Átírás:

Radioaktív nyomjelzés

A radioaktív nyomjelzés alapelve Kémiai indikátorok: ugyanazoknak a követelményeknek kell eleget tenniük, mint az indikátoroknak általában: jelezniük kell valamely elemnek ill. vegyületnek a jelenlétét, koncentrációját egy adott helyen és időben oly módon, hogy közben ők maguk a vizsgált folyamatot nem befolyásolják. Izotópindikátorok Általános követelmények Speciálisan a radioaktív izotópokra vonatkozó követelmények.

Általános követelmények Érzékenység: az izotóp bomlási sebességétől, illetve ebből következően a mérhető aktivitástól függ. Pl: 1000 cpm intenzitás általában könnyedén mérhető. Ha a mérést 10 % hatásfokkal tudjuk végezni, akkor ehhez 10 000 dpm aktivitásra van szükség. Legyen az izotóp felezési ideje 60 perc (ilyen izotóp a 212 Bi). A dn dt N ln 2 t 1/ 2 N N=9*10 5 részecskét kapunk. Ez azt jelenti, hogy 9*10 5 /6*10 23 =1,5*10-18 mol anyagmennyiség már jól mérhető. A sugárzás legyen jól mérhető. A módszer legyen szelektív: izotóp tulajdonságaitól függ.

Általános követelmények Homogenitás: Egy radioaktív izotóp akkor oszolhat el egyenletesen az adott rendszerben, azaz az elegyedési entrópia akkor maximális, ha az izotópot eleve a vizsgálni kívánt vegyülettel azonos kémiai formában visszük be, vagy ha gyors csere játszódhat le a különböző kémiai formák között. Ez nem mindig valósul meg önmagától. Például a hemoglobinban levő vas és oldatban, ionos formában levő 55 Fe-izotóp között gyakorlatilag nem megy végbe izotópcsere, mivel a hemoglobinban a vas kötési energiája nagy.

Hordozómentes és hordozót tartalmazó radioaktív anyagok Hordozómentes radioaktív izotóp az a készítményt, amelynél csak a radioaktív izotóp van jelen, és nem hígítja vele azonos kémiai elem nem radioaktív izotópja. A nagyon kis koncentráció miatt a kémiai tulajdonságok eltérhetnek a makroszkópos koncentrációban megszokottól. A radioaktív izotópot nagyobb mennyiségű kémiailag azonos inaktív izotóp, ún. hordozó hígíthatja. Hordozó esetén a nyomjelző izotóp és az inaktív hordozó együttes koncentrációja a szokásos kémiai koncentrációk tartományába esik, a kémiai tulajdonságok a szokásos képet mutatják.

Ultrahíg oldatok tulajdonságai Mindig heterogén rendszernek tekinthetők, az oldatban levő részecskék száma összemérhető a jelenlevő határfelületeken (edényzet fala, oldat/levegő határfelület, stb.) található részecskék számával. Az izotóp megkötődhet azokon, aktivitása jelentősen csökken. 10 ml-es pipettán megkötött Th mennyisége 2*10-8 mol/dm 3 tórium-perklorát oldatból megkötött Th mennyisége

Radiokolloidok képződése Kicsapódás az oldékonysági szorzat alatt. Az oldatban jelenlevő bármilyen szennyezés (levegőbuborék, por, cellulózszál, hidrolitikus termékek, nagyobb molekulák, stb.) gócként viselkedik.

Hordozómentes radioaktív oldatok készítése A nem túl hosszú felezési idejű radioaktív izotópok anyagmennyisége rendkívül csekély. Például 1 kbq aktivitású, 100 éves felezési idejű hordozómentes radioaktív izotóp kb. 7,5*10-12 mól anyagmennyiséget jelent. Éppen ezért az oldat készítésénél igen nagy gonddal kell eljárni. A törzsoldatot általában 10-1 vagy 10-2 mol/dm 3 tömény savoldatokban tartjuk és ebből hígítunk tovább. Minden egyes hígításnál legalább 12 órát várunk, mivel a hordozómentes izotópok az oldószer öndiffúziójával elegyednek az oldatban és ezt keveréssel is csak igen kis mértékben lehet gyorsítani. A hígításnál csak fokozatosan szabad a hígítószer (víz) ph-ját növelni azért, hogy a radiokolloid-képződést elkerüljük. A kész oldat radioaktivitását megfelelő időközönként ellenőrizni kell. Általában csak nagyon tiszta oldószereket (bi-, tridesztillált vizet) szabad használni, hiszen még így is több nagyságrenddel nagyobb mennyiségű szennyező anyagot tartalmaz maga az oldószer, mint a nyomjelző teljes mennyisége.

Termodinamikai következmények A nagyon kis koncentrációk miatt a határfelületeken nem alakul ki teljes, monomolekuláris borítottság. Ilyenkor az a termodinamikában használatos feltétel, hogy a szilárd felület aktivitása egységnyi, nem teljesül. Ennek következtében pl. a Nernst-féle összefüggést teljes alakjában kell használni: RT ox 0 ln zf ared a redoxpotenciál, 0 a standard redoxpotenciál, R a gázállandó, T a hőmérséklet, z a töltésszám változása, F a Faraday-szám, a ox és a red pedig az oxidált ill. redukált forma aktivitása. a

Elegykristály-képződés a makrokomponensekkel Doerner-Hoskins-féle egyenlet Henderson-Kracek-féle összefüggés a ln a x b λ ln b y b D a D, ill. λ az elválasztási tényező, a és b a makro- ill. mikrokomponens mennyisége a teljes rendszerben, x és y a makro ill. a mikrokomponens mennyisége a kristályfázisban. y x y x

Speciális követelmények A bomlás következményei csökken az aktivitás a sugárzás kémiai, biológiai hatásai sugárvédelem, hulladékkezelés leányelemek hatása a szelektivitásra, méréstechnikára, különös tekintettel a radioaktív leányelemekre. A nyomjelző speciális tulajdonságai izotóphígítás izotópcsere izotópeffektusok

A nyomjelző kiválasztásának szempontjai: felezési idő Periódusos rendszer eleje: általában rövid felezési idők, kivéve T és 14 C 6 He: 0,8 s 8 Li: 0,8 s 8 B: 0,8 s Izotóparányok eltolása, majd aktivációs analízis 11 C: 20 min Leghosszabb életű oxigénizotóp: 15 O: 2 min 13 N: 10 min 28 Al: 2,24 min 26 Al: 720000 év 51 Ti: 5,8 min 44 Ti: 48 év kis fajlagos aktivitású 208 Tl: 3,1 min: ezzel már végeztek adszorpciós kísérleteket Néhány óra Néhány tíz óra: szállítható is Generátorok: 99 Mo 99m Tc 99 Tc 90 Sr 90 Y 90 Zr 60 óra 6 óra 30 év 64 óra

A nyomjelző kiválasztásának szempontjai: fajlagos aktivitás Hordozómentes : A= N Előállítása nem mindig egyszerű Költségek: legegyszerűbb (n, ) magreakciók atomreaktorban He kivételével minden elemre Hordozómentes izotóp nem állítható elő, de nagy fajlagos aktivitás igen Ciklotronban: magreakciók töltött részecskékkel Hordozómentes izotópok előállíthatók Drágább 24 Na (reaktor): felezési idő 24 óra - 370 MBq néhány tízezer forint 22 Na (ciklotron): felezési idő 2,6 év -2-300 ezer forint

Tisztaság-fogalmak radioaktív anyagoknál Kémiai tisztaság: hasonló az analitikában használt fogalomhoz Pro anal. vagy a.lt. Spektroszkópiai tisztaság: 99,9999 % -minden milliomodik atom idegen Radioaktív tisztaság: a sugárzás bizonyos hányada az adott izotóptól származik. A kémiai és radioaktív tisztaság a felezési időtől ill. a bomlási állandóktól függően eltérő lehet 239 Pu 241 Am Kémiai tisztaság (tömeg %) 99,6 0,4 Felezési idő (év) 2,11*10 4 465 Alfa-részecske/100 g 2,3*10 11 4,75*10 10 Radioaktív tisztaság alfára(%) 80 20 60 kev gamma-vonal gyakorisága (%) 0,007 1 Radioaktív tisztaság a 60 kev gammára (%) 3 97

Tisztaság-fogalmak radioaktív anyagoknál Radiokémiai tisztaság: az adott izotóp milyen hányada van a megadott kémiai képletnek megfelelő vegyületben 24 Na 2 CO 3 : szennyezésként pl. 24 NaOH Szerves vegyületek: a radiolízis révén keletkező bomlástermékekbe is átkerül a radioaktív anyag

Sugárzás Alfa-sugárzókat általában nem alkalmaznak, kivéve a transzuránok és néhány orvosi terápiás alkalmazást Kemény béta- és gamma-sugárzók: egyszerű méréstechnika Lágy béta-sugárzók: folyadékszcintillációs technika biológiai, orvosi alkalmazások Alfa- és lágy béta: csak statikus alkalmazások lehetségesek Gamma- és kemény béta: dinamikus alkalmazások, az izotóp mozgása kívülről, in situ is követhető

Kettős (többszörös) jelzés A felezési idők és a sugárzás jellegének, energiájának eltérését használhatjuk ki. Ugyanazon elem két eltérő felezési idejű izotópja: a rövidebb felezési idejű nagyobb aktivitást ad, gyors folyamatot vizsgálhatjuk. A hosszabb felezési idejűvel a lassúbb folyamat követhető. Csökkenthető a sugárterhelés pl. orvosi alkalmazásoknál. Két különböző energiájú béta-sugárzó izotóp egyesített spektruma

Mn-54 spektrum Csatornaszám Ca-45 béta-spektrum Csatornaszám

Csatornaszám Csatornaszám