2.5. Химический метод.

Химический метод основан на измерении числа молекул или ионов (радиационно-хнмический выход), образующихся или претерпевших изменение при поглощении веществом (раствором) излучения. Под выходом реакции понимают число характерных превращений (число вновь образованных атомов, ионов и т.д.) на 100 эВ поглощенной энергии.

Если выход не зависит от скорости поглощения энергии, то такая система может быть применена для определения поглощенных доз излучения.

Радиационно-химический выход (G) делится на 4 группы:

- I группа G <0,1

-II группа 0,1 <G<20,0

-III группа 20,0G<100,0

-IV группа G> 100,0

Радиационно-химические изменения растворов, протекающие под воздействием ионизирующих излучений, могут быть представлены сле­дующими реакциями.

Жидкостные химические системы. Ферросульфатные растворы. В основе этой реакции лежит свойство ионов двухвалентного железа Fe²⁺ окисляться в кислой среде радикалами ОН^- до трехвалентного Fe³⁺. Суль­фат железа FeSO₄ растворяется в определенной пропорции в серной ки­слоте H₂SO₄. В необлученном растворе в результате электролитической диссоциации присутствуют ионы двухвалентного железа Fe²⁺. Окисление ионов Fe²⁺ до Fe³⁺ происходит при воздействии радикалов ОН^-, (в раство­рах, насыщенных кислородом) НО₂ или перекисью водорода.

Количество ионов трехвалентного железа Fe³⁺, образовавшихся в ре­зультате завершения всех реакций, служит мерой поглощения энергии. После облучения раствор окрашивается в красный цвет, который обуслов­лен присутствием в нем роданистого калия KCNS.

Нитратные растворы. В данной реакции используют водные раство­ры нитратов, например КNО₅ . Метод основан на свойстве ионов нитрата NO^-₃ восстанавливаться атомарным водородом до нитрит-ионов NO₂ ,которые могут быть обнаружены рядом индикаторов.

Цериевые растворы. При этом используется раствор химически чис­того сернокислого церия Ce(SO₄)₂ в 0,8 нормальном растворе серной ки­слоты. При воздействии излучения ионы четырехвалентного церия восста­навливаются атомом водорода до трехвалентного церия. Выход реакции может быть определен с помощью спектрофотометра.

Химические детекторы на основе хлорзамещенных углеводоро­дов. При облучении хлороформа образуется соляная кислота HCI. В при­сутствии кислорода выход данного химического соединения повышается. Образующаяся соляная кислота может быть обнаружена с помощью любо­го кислотно-основного индикатора, например, водного раствора бромкрезола пурпурного.

Чистый четыреххлористый углерод (СС1₄) малочувствителен к излучению. Однако при введении в него добавок, имеющих подвижные атомы водорода, чувствительность системы резко возрастает. В качестве добавки применять этиловый спирт СН₃СН₂ОН.

При облучении четыреххлористого углерода образуются радикалы CCl₃^-- и Сl^-, которые взаимодействуют в дальнейшем с радикалами до­бавки, в результате чего образуется соляная кислота.

Достоинством химического метода является возможность выбора та­ких веществ, которые при воздействии на них химических излучений мало отличаются от тканей. Следовательно, химические изменения, происходя­щие в этих веществах, могут служить мерой энергии излучения, поглощен­ной тканью,

Основной недостаток - низкая чувствительность, диапазон измеряе­мых доз гамма-излучений лежит в пределах от 0,5 до 10000 Гр.

Таким образом, исходя из вышеизложенного, необходимо запом­нить следующее:

• Для регистрации ионизирующих излучений не существует универ­сальных методов и приборов, применимых в любых, каких угодно услови­ях.

• Каждый метод и прибор должен иметь свою область применения.

• Использование конкретного метода и прибора за пределами этой области может привести к грубым, недопустимым ошибкам при измерении активности радионуклидов и доз ионизирующих излучений.