Радоновым (эманационным) называется метод определения концентраций изотопов радона. В природе существует 3 изотопа радона, каждый из которых характеризует один из трех природных
298
радов распада: радон - 222Rn (рад 238U); торон - 220Rn (рад 232Th); актинон - fRn (ряд 235U). Изотопы радона являются единственными радиоактивными газами в радах распада, что облегчает их выделение и определение. Для того чтобы полностью выделить радон из твердого образца породы, либо его целиком переводят в раствор, либо извлекают из него изотопы радия. Хорошо растворимые хлориды радия с носителем ВаСl2 помещают в специальный сосуд для продувания воздуха - барботер. Изотопы радия являются материнскими радионуклидами для изотопов радона. Ранее метод применяли для анализа изотопов Ra.
Изотопы радона обладают различными периодами полураспада, что позволяет их разделить при измерении (222Rn - 3,8 дня; 220Rn - 54,5 с; 219Rn - 3,9 с). Короткоживущий 219Rn (актинон) практического значения не имеет. 220Rn (торон) быстро приходит в равновесие с находящимся в растворе материнским 224Ra, a в его отсутствие полностью распадается через 5 минут. Наиболее долгоживущий изотоп 222Rn (радон) измеряют после распада торона либо после накопления его из 226Ra в запаянном барботере в течение 1 - 2 недель. Измерение α-активности изотопов радона проводят в специальных вакуумных сцинтилляционных камерах. Концентрацию изотопа радона, равновесного с изотопом радия, рассчитывают путем сравнения активности образца с активностью стандартного раствора радия:
Raпр (Rn) =
| Raст (Aпр + ф - Aф) |
| (Aст + ф - Aф) |
= Ra
ст ,
где Raпр, Raст - концентрация изотопа радия соответственно в пробе и стандартном растворе; Апр , Аст, Aф - активность пробы, стандарта и фона соответственно.
Для анализа 222Rn необходимо учитывать время его накопления в барботере и (или) время, прошедшее после введения в камеру. Радиоактивное равновесие 222Rn с 226Ra в барботере будет достигнуто через 13 дней (с точностью до 10%), a 222Rn с короткоживущими продуктами распада - через 3 часа. Содержание 226Ra рассчитывается по формуле
226Raпр = j
| (Aпр + ф - Aф) Ki |
| 1 - e-λ222tпр |
где
j =
| 226Raст (1 - e-λ222tпр) |
| (Aст + ф - Aф) Ki |
,
299
tпр, tст - время накопления в барботере пробы и стандарта соответственно; λ222 - константа распада 222Rn; 1 - е-λ222tпр находят по таблице; Ki - коэффициент приведения радона к равновесию.
Если использовать образец породы или минерала в естественном состоянии либо растертым в порошок, из него будет выделяться лишь часть образующихся изотопов радона (эманации). Отношение количества выделившейся эманации к общему ее количеству, накопившемуся за то же время в образце после переведения радия в раствор, дает коэффициент эманирования kRn.
300
