Задачи. 
Фундаментальная радиохимия

1. Найти энергию отдачи ядра ²¹⁴РЬ, образовавшегося при распаде ²¹⁸Ро с испусканием а-частицы с энергией 6,1 МэВ.

Ответ. Е = 0,12 МэВ.

2. Найти энергию отдачи ядра ²¹⁴Bi, образовавшегося при распаде ²¹⁴РЬ с испусканием р-частицы с энергией 1,02 МэВ.

Ответ. Е = 2,55 МэВ.

3. Свободное покоившееся ядро ¹⁹¹1 г с энергией возбуждения Е = 129 кэВ перешло в основное состояние, испустив у-квант. Вычислить относительное изменение энергии у-кванта, возникающее в результате отдачи ядра.

Ответ. АЕ/Е = 3,6 • 10^-7.

4. Найти кинетическую энергию ядра отдачи при позитронном распаде ядра ¹³N в том случае, когда энергия позитрона максимальна ¹³N —? + е⁺ + v_e.

Ответ. Е_к =109,5 эВ.

5. Будет ли разорвана связь атома ¹²⁸1 в молекуле этилиодида С₂Н₅1 в результате процесса отдачи? Этилиодид облучают медленными нейтронами: ¹²'1 (п, у)¹²⁸1. Энергия у-квантов, испускаемых компаунд-ядром, равна энергии связи нуклона в ядре атома иода и равна 6 МэВ. Энергия химической связи атома иода с этильной группой в молекуле С₂Н₅1 равна 3 эВ.

Ответ. Е_та =151 эВ; энергия, потраченная на возбуждение C₂H₅I E_ti = 28 эВ. Эта энергия возбуждения значительно выше энергии связи в молекуле этилиодида С₂Н₅1 (3 эВ), поэтому данная связь может разрушиться. Возможно разрушение и других связей.

7. Рассчитать коэффициент кристаллизации D для системы: RaCl₂ (макрокомпонент) — ВаС1₂ (макрокомпонент) — Н₂0 при 25 °C, если известно, что выделившиеся из раствора кристаллы содержат 2/3 имевшегося в системе RaCl., и 1/3 ВаС1₂ и распределение микрокомпонента в системе соответствует достижению термодинамического равновесия.

Ответ. D = 4.

8. Подчиняется ли процесс осаждения на платиновом катоде ⁶⁵Zn уравнению Нернста, если критические потенциалы осаждения ⁶⁵Zn, определенные для 1 -10^-5 и 110 ⁹ моль/л растворов ZnCl₂ при 25 °C, равны соответственно —0,903 и 1,205 В? Нормальный электродный потенциал цинка Е₀ = = -0,762 В.

Ответ. <�р₀(1) = -0,755 В; <�р₀(2) = -0,760 В, что хорошо совпадает со значением Е₀ —0,762 В. Уравнение Нернста применимо.

9. Определить коэффициент распределения радиоактивного вещества при экстракции, если общая активность исходного водного раствора объемом 4 мл составляла 54 000 ими/мин, объем добавляемой органической фазы 2 мл, а после установения экстракционного равновесия активность 0,2 мл водной фазы составила 960 имп/мин (все данные приведены за вычитом фона).

Ответ. К_р = 3,6.

10. Экстракционное извлечение радиоактивного вещества из 10 мл водного раствора проводили двумя способами: однократной экстракцией 60 мл органического экстрагента и трехкратной экстракцией последовательно порциями объемом по 20 мл каждая. Коэффициент распределения вещества между фазами равен 2 и не зависит от концентрации распредел я ющигося вещества. Рассчитать, какая доля вещества останется в водной фазе в результате однократной и трехкратной экстракции.

Ответ. (m_B/m), = 0,77; (m_B/m)_:i = 0,008. Многократная экстракция дробными порциями экстрагента эффективнее однократной.

11. Рассчитать, сколько нужно провести последовательных экстракций ⁵⁸Со раствором ТБФ в керосине, если коэффициент распределения кобальта между водной и органической фазами равен 1,3, а фактор извлечения ⁵⁸Со в экстракт должен составить не менее 95%. Объемы водной и органической фаз равны 15 и 10 мл соответственно.

Ответ. Следует провести 5 экстракций.

12. Коэффициенты распределения веществ, А и В между водой и органическими фазами составляют соответственно /С_|1(|) = 2,5 и /С_{р (2)} = 0,3. Рассчитать факторы обогащения для вещества, А по отношению к В в экстракте и вещества В по отношению к Л в рафинате при однократной или трехкратной экстракции, если при проведении каждого акта экстракционного разделения объемы водной и органической фаз одинаковы.

Ответ. 5_а1 = 3,1; S_a3 =1,8; 5_р| = 2,7; 5_рз = 19,5.

13. Для очистки ⁹⁰Sr от ⁹⁰Y предполагают провести экстракцию ⁹⁰Y 8-осихинолином. Коэффициенты распределения иттрия и стронция между водной и органической фазами равны соответственно 32 и 0,02. Рассчитать число последовательных экстракций, которое необходимо для того, чтобы доля ⁹⁰Sr, остающегося в рафинате, составляла не менее 0,99, а доля ⁹⁰Y не превышала 0,01, если V_B = 60 мл, a V_a = = 20 мл.

Ответ, п = 1,9, т. е. необходимо провести две экстракции.

14. Рассчитать коэффициент К_р распределения ⁸Rb между катионитом и раствором азотной кислоты по следующим данным: скорость счета (за вычетом фона) 0,5 мл исходного раствора составляет 2000 имп/мин; скорость счета 0,5 мл равновесного раствора 1020 имп/мин; объем раствора 20 мл; масса катионита 0,01 г.

Ответ. К_р = 192.