Применение авторадиографического метода в геохимических исследованиях

• Автор: Верховцева, Наталья Валерьевна
• Шифр специальности: 25.00.09
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 112 с. : ил.

Глава 1. СУЩНОСТЬ И ТИПЫ АВТОРАДИОГРАФИЧЕСКИХ МЕТОДОВ
1.1. Объекты исследования и способы применения авторадиографических методов в геохимии
1.2. Типы авторадиографических методов
1.3. Физическая сущность авторадиографии искусственных изотопов
1.4. Детекторы излучения, используемые в авторадиографии
Глава 2. МЕТОДОЛОГИЯ
2.1. Метод (п,а)-авторадиографии
2.2. Метод (п,Р)-авторадиографии
2.3. Метод (п,у)-авторадиографии
2.4. Метод (п,1)-авторадиографии
Глава 3. ПОЛУЧЕНИЕ АВТОРАДИОГРАММ, ИНТЕРПРЕТАЦИЯ
3.1. Выбор радиоизотопа и расчет его количества
3.2. Приготовление препаратов, проведение эксперимента
3.3. Выбор оптимальных размеров препаратов
3.4. Экспонирование и получение авторадиограмм
3.5. Способы цифровой обработки авторадиограмм
3.5.1. Обработка трековых авторадиограмм
3.5.2. Обработка р-авторадиограмм
3.5. Интерпретация авторадиограмм
Глава 4. ПРИМЕНЕНИЕ АВТОРАДИОГРАФИЧЕСКИХ МЕТОДОВ В ГЕОХИМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ
4.1. Экспериментальные исследования с использованием метода радиоактивных индикаторов с авторадиографическим окончанием
4.1.1. Распределение и механизм вхождения 1г в гидротермально синтезированные сульфиды Бе, Се, БпиРЬ
4.1.2. Экспериментальное исследование перераспределения золота в процессе ударно-волновой нагрузки пирит-кварцевой смеси (с использованием
4.2. Применение активационной авторадиографии в геохимических исследованиях
4.2.1. Применение активационной [1-авторадиографии для выявления пространственного распределения дисперсного золота и сопутствующих элементов в сульфидно-карбонатных рудах месторождения Каменное (Шуйский район, Бурятия)
4.2.2. Изучение пространственного распределения золота в джаспероидах Юзикского золоторудного месторождения (Кузнецкий Алатау)
4.2.3. Применение комплекса методов на основе (п,ф)-, (п,ф)~ авторадиографии для изучения распределения элементов в донных осадках
озер Байкал (Академический хребет) и Иссык-Куль
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Список литературы

Авторадиография - разновидность ядерно-физических методов исследования распределения химических элементов в материалах, в основу которого положена регистрация радиоактивного излучения с помощью детектора, в качестве которого используются твердотельные трековые детекторы или ядерные фотоэмульсии. В зависимости от вида регистрируемых частиц выделяется а-, Р-, £-, и у-авторадиография. Радиоактивный изотоп вводят в исследуемый образец (систему) либо переводят стабильный элемент в радиоактивное состояние путем активации (нейтронной, ионной и др.). Достаточно детально теория и техника авторадиографии описана в монографиях Б.И. Брука (1966), Э. Роджерса (1972), Г.И. Флерова, И.Г. Берзиной (1979), Ю.Ф. Бабиковой и др. (1985).
Авторадиография как метод был разработан и нашел широкое распространение при исследовании закономерностей распределения естественных радиоактивных элементов в горных породах и рудах (Баранов и Кречмер, 1935; 1§ос1а, 1949). И. Жолио-Кюри изучала возможность
применения эмульсий ядерного типа для изучения радиоактивности горных пород. Впервые авторадиография использовалась для изучения локализации 11а и и в гранитах и осадочных породах. В последующем метод совершенствовался и достиг в настоящее время высокой разрешающей способности и чувствительности благодаря применению специальных твердотельных трековых детекторов, эмульсий и оптической электронной микроскопии.
После освоения способов получения искусственных радиоизотопов авторадиографический метод нашел широкое распространение в таких областях науки и техники как биология, медицина, металлургия, электроника и др. В геологических исследованиях основное внимание было сосредоточено на авторадиографии естественных радиоэлементов, и только в последние годы стал развиваться метод радиоизотопных индикаторов или "меченых атомов" в сочетании с авторадиографическим способом детектирования (Мувеп, 1976; Музеп Щ а!., 1976; Миронов и др., 1981), особенно при экспериментальном

моделировании процессов и механизмов переноса и концентрирования элементов. Основные достижения в области биологических наук были получены благодаря применению метода «меченых атомов» с авторадиографическим окончанием.
В настоящее время в геологии (главным образом, в геохимии) существует несколько направлений, связанных с разработкой и применением авторадиографического метода: 1 - изучение распределения и форм
нахождения естественных радионуклидов (11а, II, ТЬ, Ри); 2 - выявление пространственного распределения и форм нахождения нерадиоактивных элементов на основе перевода их в радионуклиды, получаемых при облучении в реакторах или на ускорителях препаратов горных пород; 3 - применение искусственных радиоизотопов, введенных в систему при моделировании геологических процессов, так называемый, метод радиоизотопных индикаторов или «меченых атомов». Перечисленные методы авторадиографии будут рассмотрены в данной работе.
Актуальность работы Классические, широко используемые в настоящее время методы элементного анализа обычно позволяют определять средние значения концентраций элементов в объекте. К этим методам относятся такие классические методы как химический, люминесцентный, спектральный, масс-спектрометрический, рентгено-радиометрический, атомно-адсорбционный, нейтронно-активационный и многие другие. Однако перечисленные методы не всегда удовлетворяют постоянно растущим и разнообразным требованиям, предъявляемым к аналитическим исследованиям. В последнее время проявляется повышенный интерес к выявлению процессов, связанных с поведением микроколичеств различных химических элементов, т.е. к выявлению поведения ничтожно малых количеств вещества в более сложной матрице исследуемого объекта.
Для решения актуальных проблем в различных областях геологии, геохимии, физики, химии, медицины, биологии и других кроме данных о среднем содержании анализируемых элементов необходимо располагать сведениями об их пространственном распределении и локальной

время экспозиции. Т.е. фотографическое действие ядерного излучения
определяется суммарным его потоком, воздействующим на эмульсию,
независимо от того, получен ли он кратковременным действием излучения высокой интенсивности или
длительным воздействием излучения малой интенсивности.
Рис. 3.6.1. Зависимость плотности почернения фотослоя от экспозиции.
Однако опыт показывает (Брук, 1966), что при действии света или ионизирующих излучения на галоидное серебро, могут иметь место
отклонения от этого закона. Существуют некоторые оптимальные значения интенсивности и времени экспозиции, при которых чувствительность
эмульсии будет максимальной. При всех других значениях этих величин она а
понижается (рис. З.6.2.).
Рис. 3.6.2. Зависимость количества энергии, необходимой для создания определенной &
плотности почернения эмульсии, от
длительности ЭКСПОЗИЦИИ. Длительность экспозиции
Многие исследователи, специально изучившие этот закон, показали, что для отечественных рентгеновских пленок и пластинок с ядерными эмульсиями закон выполняется в случае малых и больших интенсивностей излучения, тогда как при средних значениях наблюдаются отклонения от этого закона (Дриц, 1961;Игода, 1952).
На отклонение от закона влияют светочувствительность фотослоя, спектральный состав излучения, условия проявления и эффект регрессии. Для наших исследований, связанных, как правило, с малыми интенсивностями излучения, закон взаимозаместимости выполняется, и для целей авторадиографии необходимо лишь определить участок кривой, в пределах