168253. lajstromszámú szabadalom • Eljárás nitrogént, káliumot, foszfort tartalmazó összetett anyagok meghatározására
168253 2. Foszformeghatározás [1,3], A különböző (gravi- és fotometriás) módszerek alapja a foszfor reakciója molibdáttal, vagy molibdovanadáttal. Egy elemzés átfutási ideje - mintavételt és homogenizálást nem számítva — a gravimetriás módszer 5 esetében 14—16 óra, fotometriás elemzés esetében 2-3 óra, egy minta súlya kb. 5 g, meghatározási tűrés-adatok hiányoznak. 3. Nitrogénmeghatározás [1,4]. A különböző kötésformában levő nitrogén meghatározására kü- 10 lönböző előírások érvényesek, univerzális módszer nincs. Valamennyi eljárás a minta feloldásán, oldatbevitelén alapszik. A roncsolásos-desztillációs módszerek hosszadalmasak és munkaigényesek. A meghatározható minta súlya általában 10 g körül 15 van, tűrési adatok nem ismeretesek. ad b) Az ismert roncsolásmentes módszerek a három elem meghatározásához a drága, magas költséggel és komplikáltán üzemeltethető neutrongenerátorban előállított ~ 14 MeV energiájú neut- 20 ronokkal történő besugárzásokra épülnek. A neutrongenerátor nagy beépítési költsége, a nitrogénmeghatározáshoz felhasznált 0,51 MeV energiájú gamma-vonal más elemek (pl. kálium és foszfor) által történő zavarása, és az időben változó 25 neutronfluxus az, ami a gyógyszert a fenti feladat megoldásában háttérbe szorítja. A főkomponens(ek) pontos mennyisége ismeretének hiánya a nyersanyagokban, a közti és félkésztermékekben, illetve végtermékekben a következő hátrányokkal jár: 30 1. a nyersanyagként, kiindulási anyagként szereplő anyagok hatóanyagtartalmának pontatlan ismerete drága kemikáliák túlfogyasztásához vezet, 2. a túlfogyasztás mellett a kívánt összetételűtől 35 eltérő közti termék kerül előállításra, 3. a félkésztermékek hatóanyagtartalmának pontatlan ismerete a végtermék minőségében további nemkívánatos eltéréseket eredményez, 4. a huzamosabb időt igénylő analitikai el- 40 járások nem teszik lehetővé a meghatározás nyomán nyert adatokra támaszkodó azonnali beavatkozást, a folyamatirányítást. A fent javasolt meghatározási módszer alkalmazása esetén egy helyen, részben egyidőben, 45 részben egymást követő különböző időpontokban aktivitásmérést végzünk és a mérési eredményekből kalibrációs görbék felhasználásával az adott elemek mennyiségét meghatározzuk. A találmány szerinti eljárást az alábbi rajzok 50 alapján részletesebben kifejtjük. Az 1. ábra a meghatározási módszer(ek) kivitelezési lehetőségének vázlata, a 2. ábra káliumot tartalmazó anyag gamma- 55 -sugárzási spektruma a jellegzetes 40 K csúccsal, a 3. ábra foszfort tartalmazó összetett anyagok gamma-sugárzási spektruma a 31 P(n, a) reakcióban keletkező 28 A1, 1,78 MeV energiájú csúccsal, a 4. ábra nitrogént nem tartalmazó és nitrogént 60 tartalmazó összetett anyag prompt gamma-sugárzási spektruma a 8,8-13,0 MeV energiatartományban, az 5. ábra kalibrációs görbe nitrogén tartalom meghatározásához. Amint az 1. ábrán látható, a viszonylag nagy tömegű — kb. 1000g-os— 1 minta vagy a 2 surrantócsövön ömlesztve, vagy a 3 be-kiadónyíláson dobozolva kerül a besugárzó helyre. A nagy tömeg lehetővé teszi viszonylag kishozamú neutronforrás alkalmazását, továbbá biztosítja, hogy a minta valóban reprezentatív legyen. A besurrantott vagy behelyezett minta súlyát előzetesen néhány gramm pontossággal kell meghatározni. Ez történhet automatikusan vagy egyedi mérlegeléssel. Ezt követően a minta természetes radioaktivitásának mérése történik a 6 szcintillációs (NaI/Tl) spektrométer és a 7 impulzusszámláló segítségével. Ennek során a diszkriminátor ablaka a 40 K gamma-vonalára (E= 1,46 MeV) van állítva. A mérés eredménye — beütésszám — integrálisán jelentkezik a 7 impulzusszámláló megjelenítő egységén és a 8 adátkiadó egységben. Ezt követően két — azonos vagy különböző összetételű — minta egyidejűleg besugárzásra kerül gyors, ill. termikus neutronokkal. A besugárzás egyazon neutronforrással történik oly módon, hogy a két egymásba helyezett minta közül a belső (sugárforráshoz közelebb levő) minta anyaga egyidejűleg lassítóként is szerepel a másik (távolabb levő) mintába lépő neutronok számára s ezzel a' gyorsneutronokkal besugárzott mintát is felhasználjuk a gyorsneutronok termalizálására, s így a külső mintát az abban levő főkomponens felaktiválásához szükséges, alapvetően termikus neutron fluxus éri. Ily módon a két mintát egyidejűleg sugározzuk be, de a belsőt alapvetően gyors, míg a külsőt alapvetően termikus neutronokkal. Ezzel lehetővé válik a két minta egyidejű gyors, kombinált aktiválása, továbbá az egyik mintából a nitrogéntartalommal arányos aktivitásnak a besugárzás alatt, míg a másik mintából pl. a foszfortartalommal arányos aktivitásnak a besugárzást követő meghatározása. A besugárzást a 4 neutronforrás biztosítja. A termikus neutronokkal besugárzott minta esetében az aktivitásmérést a besugárzás alatt végezzük el, s ekkor a 7 impulzusszámláló, illetve a diszkriminátor ablaka a nitrogén prompt gamma-sugárzásának 10,85 MeV-es vonalára van beállítva. A nitrogéntartalmat reprezentáló integrális beütésszám a 7 impzulzusszámláló megjelenítő egységén, majd pedig a 8 adatkiadóban jelenik meg. A programozott besugárzási idő eltelte után a neutronforrás a védelemmel ellátott tárolóba kerül és a másik mintában elkezdődhet például a 31P(n,a) 28 Al reakcióval keletkező radioaktív 28 A1 késő gamma-sugárzásának mérése. Ennek során a 7 impulzusszámláló, illetve diszkriminátor ablaka a 28A1 1,79 MeV-es vonalára van állítva. A foszfortartalmat reprezentáló beütésszám' a 7 impulzusszámláló megjelenítő egységén, majd pedig a 8 adatkiadóban jelenik meg. Természetesen foszforon kívül ilyen módon más elem, esetleg elemek is meghatározhatók. A minta önabszorbcióját megfelelő korrekciós tényezővel lehet figyelembe venni. [3] MSz 6142/4-70, Msz 6142/5-70. [4]MSz 6142/1-70, MSz 6142/2-70, MSz 6142/3-70, MSz 3437-69, MSz 10.983-69. 2
