Андрющенко Ганна Юріївна. Пористі сцинтилятори для визначення альфа- і бета-випромінюючих радіонуклідів в природних водах

brief description

Андрющенко Ганна Юріївна. Пористі сцинтилятори для визначення альфа- і бета-випромінюючих радіонуклідів в природних водах : Дис... канд. наук: 05.02.01 2007

Андрющенко Г.Ю. Пористі сцинтилятори для визначення - і -випромінюючих радіонуклідів в природних водах. Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.02.01 матеріалознавство. Інститут монокристалів НАН України, Харків, 2006.
Дисертацію присвячено розробці фізико-технологічних основ одержання нового сцинтиляційного матеріалу пористого сцинтилятора, який поєднує властивості сцинтилятора і сорбента і реалізує 4-геометрію реєстрації випромінювань. Запропонований матеріал призначено для селективного визначення низьких концентрацій - і b-випромінюючих радіонуклідів в природних водах. Розроблено технологічну схему одержання пористого сцинтилятора, що забезпечує необхідну відтворюваність результатів аналізу. Встановлено кореляцію між умовами процесу одержання композиту (пресування компонентів та видалення пороутворювача) та його сцинтиляційними і сорбційними властивостями. Визначено вплив фізико-хімічних параметрів (пористість, масове співвідношення компонентів та розмір частинок) композиційного сорбційно-сцинтиляційного матеріалу на його механічні, сорбційні й сцинтиляційні властивості.
Розроблено методику сорбційно-сцинтиляційного визначення90Sr в природних водах, яка дозволяє визначати90Sr на рівні 0,26 Бк/л. Методику випробувано при аналізі вод з регіону Чорнобильської АЕС.

В результаті проведених досліджень розроблені фізико-технологічні основи одержання нового сцинтиляційного матеріалу пористого органічного полікристалічного сцинтилятора для визначення90Sr, актинідів і трансуранових елементів у воді. Проаналізовано властивості матеріалу та розроблено методику визначення низьких концентрацій90Sr у природних водах. Отримано наступні наукові результати:
1. За результатами досліджень сорбційних властивостей пористих сцинтиляторів доказано ефективність використання синтетичного гідроксилапатиту для селективного вилучення90Sr з води в інтервалі рН 7...10.
2. Виявлено закономірності формування структури матеріалу в залежності від гранулометричного складу компонентів. Встановлено оптимальний склад і структуру пористого сцинтиляційного матеріалу (пористість 40%, лінійні розміри пор 35...50мкм, співвідношення сцинтиллятора до сорбенту за масою 1,5:1, розмір зерен сцинтилятора 0,5...1мм, сорбенту - 0,3...0,5мм ).
3. На основі досліджень структуроутворення встановлено оптимальні параметри технологічного процесу одержання пористого сцинтилятора з заданими властивостями:
одновісне пресування компонентів під тиском 245 МПа на протязі 5 хв. при температурі 25С;
видалення пороутворювача (гідрокарбонату амонію, температура розкладу »36С) шляхом нагрівання зразка при температурі 50...60С на протязі 60 хв.
4. Показано, що запропонований матеріал поєднує властивості сцинтилятора і сорбента і може бути використаний як сорбційно-сцинтиляційний матеріал для визначення низьких концентрацій радіонуклідів у поверхневих водах.
5. Розроблено методику сорбційно-сцинтиляційного визначення90Sr в природних водах. Методика складається з фільтрації води з рН 9,5 через пористий сцинтилятор зі швидкістю 1015см3/хв, селективного накопичення90Sr та вимірювання його активності амплітудним методом. Використання запропонованої методики дозволяє за рахунок реалізації 4-геометрії вимірювань досягнути мінімальної активності90Sr, що детектується (МДА), на рівні 0,26 Бк/л.
6. Запропонований матеріал та методику використано при аналізі вод в регіону Чорнобильської АЕС.
7. Показано, що використання аніоніту ВП-1Ап в якості сорбенту для концентрування трансуранових елементів дозволяє застосовувати пористі сцинтилятори для визначення239Pu на рівні 50 Бк.