* Данный текст распознан в автоматическом режиме, поэтому может содержать ошибки

181 ИЗОТОПНЫЕ ИНДИКАТОРЫ .182 ного и быстрого изотопного обмена данного элемента м е ж д у всеми его соединениями в смеси. В о з м о ж н о с т ь п р и м е н е н и я И. р . м. о б у с л о в л е н а тем, что изотопы почти всех элементов р а с п р е д е л я ю т с я р а в н о м е р н о по всей смеси или отдельным ее компонентам, и эта р а в ­ номерность не н а р у ш а е т с я п р и п р о т е к а н и и р а з л и ч ­ ного рода процессов, в к - р ы х у ч а с т в у е т данный эле­ мент. Основное преимущество И . р . м. состоит в том, что, б л а г о д а р я энергетич. особенностям и з л у ч е н и я и н а л и ч и ю с п е ц и а л ь н ы х методик точного и з м е р е н и я р а д и о а к т и в н о с т и , отдельные изотопы могут быть определены в весьма м а л ы х к о л и ч е с т в а х . Н а п р . , с помощью счетчика Гейгера м о ж н о о б н а р у ж и т ь 10~ г J и н а д е ж н о о п р е д е л я т ь количества J п о р я д к а 10~ г. Поэтому к элементу п р и м е ш и в а ю т л и ш ь н е з н а ч и т е л ь н о е по весу количество р а д и о а к ­ тивного изотопа. Применение И . р . м. часто с о п р я ж е н о с о г р а н и ч е ­ н и я м и и л и необходимостью учета в о з м о ж н ы х и с к а ж е ­ н и й . Это к а с а е т с я г л . о б р . и с к а ж е н и й , с в я з а н н ы х с изотопным обменом. П р и и с п о л ь з о в а н и и в И. р . м. о б р а з ц о в высокой у д . а к т и в н о с т и (0,1—1 кюри) не­ обходимо считаться с в о з м о ж н о с т ь ю и с к а ж е н и й , вы­ зываемых р а д и а ц и о н н о - х и м и ч . п р о ц е с с а м и . О д н а к о при обычно п р и м е н я е м ы х у р о в н я х а к т и в н о с т и (до 1 мкюри) этот эффект очень м а л и может не учиты­ в а т ь с я . И с п о л ь з у я в И . р . м. л е г к и е изотопы, следует у ч и т ы в а т ь в о з м о ж н ы е изотопные эффекты, к-рые могут п р и в о д и т ь к изменению изотопного состава данного элемента в ходе процесса. В особенности это к а с а е т с я изотопов водорода ( Н , D и Т ) , имеющих н а и б о л ь ш е е относительное р а з л и ч и е в м а с с а х . Т о ч н о с т ь И . р . м. о п р е д е л я е т с я чистотой введенного изотопа, его у д е л ь ­ ной а к т и в н о с т ь ю , соотношением количеств веществ, введенных с и н д и к а т о р о м и и м е в ш и х с я в исследуемой пробе, о ш и б к а м и и з м е р е н и я р а д и о а к т и в н о г о и з л у ч е ­ н и я . В обычно п р и м е н я ю щ и х с я у с л о в и я х И. р . м. дает точность п о р я д к а н е с к о л ь к и х процентов от и з ­ меряемой в е л и ч и н ы . И. р . м. н а ш е л ш и р о к о е применение в х и м и и , фи­ зике, б и о л о г и и и т е х н и к е . Г л а в н ы м о б р а з о м И . р. м. р а с п р о с т р а н е н в а н а л и т и ч . химии в тех с л у ч а я х , когда и с п о л ь з о в а н и е обычных методов з а т р у д н и т е л ь н о или н е в о з м о ж н о . Это п р е ж д е всего к а с а е т с я измере­ н и я м а л ы х к о л и ч е с т в веществ, н а п р . п р и определе­ нии р а с т в о р и м о с т и п л о х о р а с т в о р и м ы х веществ и л и при и з м е р е н и и д а в л е н и я п а р а над твердыми веще­ ствами при относительно н и з к о й темп-ре. И. р. м. ш и р о ­ ко р а с п р о с т р а н е н в масс-спектрометрии. Проведено большое число р а б о т п р и помощи И . р . м. по иссле­ дованию к и н е т и к и и м е х а н и з м а х и м и ч . р е а к ц и й , а т а к ж е по и з у ч е н и ю с т р о е н и я р а з л и ч н ы х соединений, особенно в о р г а н и ч . х и м и и и б и о х и м и и . И с п о л ь з о в а ­ ние И . р . м. дало в о з м о ж н о с т ь найти п у т и р е ш е н и я р я д а б и о л о г и ч . проблем, к а к , н а п р . , обмен веществ в ж и в о м о р г а н и з м е . Все большее применение находит И. р . м. в т е х н и к е . Он и с п о л ь з у е т с я д л я о п р е д е л е н и я объема ж и д к о с т и и газа в б о л ь ш и х х р а н и л и щ а х , к о н ц е н т р а ц и и примесей в с п л а в а х , веса м е т а л л а в р а з ­ л и в о ч н ы х к о в ш а х и т. д. 16 1 3 1 1 3 1 14 1 в с к о л ь угодно с л о ж н ы х системах и л и непосредственно в ж и в ы х о р г а н и з м а х , что дает в о з м о ж н о с т ь с у д и т ь о с к о р о с т я х х и м и ч . р е а к ц и й и о и х м е х а н и з м е . В осо­ бенности в е л и к а р о л ь И . и. д л я в ы я с н е н и я в о п р о с о в , и з у ч е н и е к - р ы х д р у г и м и методами н е в о з м о ж н о и л и малоэффективно, н а п р . д л я и з у ч е н и я коэфф. самодиф­ ф у з и и р а з л и ч н ы х тел и в частности м е т а л л о в , д л я уста­ н о в л е н и я р а з л и ч н о й степени у с в о е н и я р а с т е н и я м и фосфора, внесенного с у д о б р е н и я м и и п е р в о н а ч а л ь н о с о д е р ж а в ш е г о с я в почве, д л я н а б л ю д е н и я за процес­ сами ж и з н е д е я т е л ь н о с т и ж и в о т н ы х и р а с т и т е л ь н ы х организмов, а также для решения многих других проблем, к а з а в ш и х с я р а н е е совершенно н е р а з р е ш и ­ мыми . Метод И . и. б ы л в п е р в ы е п р е д л о ж е н Г. Х е в е ш и и Ф . Панетом в 1913 д л я о п р е д е л е н и я р а с т в о р и м о с т и т р у д н о р а с т в о р и м ы х солей свинца с и с п о л ь з о в а н и е м в качестве и н д и к а т о р а солей с в и н ц а , с о д е р ж а щ и х его р а д и о а к т и в н ы е и з о т о п ы . Н е с к о л ь к о п о з ж е этот метод п р и м е н и л В л . И . Спицын п р и изучении соединений т о р и я . Ш и р о к о е и с п о л ь з о в а н и е И . и. стало в о з м о ж ­ ным после р а з р а б о т к и методов в ы д е л е н и я изотопов, открытия искусственной радиоактивности, достиже­ ний в области я д е р н о й т е х н и к и . Сб1цая х а р а к т е р и с т и к а метода и з о т о п н ы ? и н д и к а ­ т о р о в . В основе метода И . и . л е ж и т п р е д п о л о ж е н и е об идентичности ф и з и ч . и х и м и ч . свойств изотопов (отсутствие заметных изотопных эффектов, обусло­ в л е н н ы х относительно б о л ь ш и м р а з л и ч и е м в массах и з о т о п о в ) . П р и и с п о л ь з о в а н и и метода необходим учет в о з м о ж н ы х р е а к ц и й изотопного обмена, п р и в о д я щ и х к п е р е р а с п р е д е л е н и ю меченых атомов и, следова­ т е л ь н о , к потере соединением м е т к и , и р а д и а ц и о н н ы х эффектов, в ы з в а н н ы х и о н и з и р у ю щ и м действием и з л у ­ чения радиоактивных изотопов. Изотоп, используе­ мый в качестве метки, непосредственно в в о д и т с я в состав и з у ч а е м ы х х и м и ч . соединений. П р и этом в б о л ь ш и н с т в е с л у ч а е в его п о л о ж е н и е в м о л е к у л е д о л ж н о быть строго о п р е д е л е н н ы м . Могут б ы т ь ис­ пользованы как стабильные, так и радиоактивные изотопы. П р е и м у щ е с т в о м с т а б и л ь н ы х изотопов я в л я е т с я их устойчивость и отсутствие я д е р н ы х и з л у ч е н и й . О д н а к о т о л ь к о н е б о л ь ш о е число э л е м е н т о в имеет п о д х о д я щ и е стабильные изотопы. Малая доступность последних и с р а в н и т е л ь н о с л о ж н а я т е х н и к а о б н а р у ж е н и я , на­ л и ч и е и з о т о п н ы х эффектов в с л у ч а е л е г к и х элемен­ тов — с о с т а в л я ю т недостатки метода И. и. с п р и м е ­ нением с т а б и л ь н ы х и з о т о п о в . П р е и м у щ е с т в о м р а д и о ­ а к т и в н ы х изотопов я в л я е т с я в о з м о ж н о с т ь и х п о л у ч е ­ н и я п р а к т и ч е с к и д л я всех элементов п е р и о д и ч . с и ­ стемы, в ы с о к а я ч у в с т в и т е л ь н о с т ь , с п е ц и ф и ч н о с т ь и точность о п р е д е л е н и я , простота и д о с т у п н о с т ь и з м е ­ р и т е л ь н о й а п п а р а т у р ы . Р а д и а ц и о н н ы е ж е эффекты могут быть у с т р а н е н ы п р и м е н е н и е м н и з к и х и н д и к а ­ т о р н ы х к о н ц е н т р а ц и й . Поэтому б о л ь ш и н с т в о исследо­ в а н и й , и с п о л ь з у ю щ и х метод И . и . , в ы п о л н е н о с р а ­ диоактивными изотопами. В настоящее время известно более 270 стабильных и бо­ лее 1000 радиоактивных изотопов. В качестве стабильных изотопов чаще всего используют Н*, С , N , О и др. Такие элементы, как водород, углерод, сера, хлор, свинец, имеют удобные для использования как стабильные — Н , С , S , С 1 , С 1 , РЬ» *, так и радиоактивные изотопы—Н , С , С , S , С 1 , РЬ"*. Стабильные И. и. получают обогащением при­ родных изотопных смесей путем многократного повторения операции разделения (перегонка, диффузия, термодиффузия, изотопный обмен, электролиз, см. Изотопов разделение), а также при помощи масс-спектрометрич. установок и по ядер­ ным реакциям. Д л я элементов, существующих в природе в виде одного изотопа (бериллий, фтор, натрий, алюминий, фосфор, иод), в качестве меченых атомов используются только искусствен­ ные радиоактивные изотопы. Из них наиболее часто применя­ ются Н , С , Р ", S » С а , Сг , Fe *, C o , S r " , Zr» , N b , Ag , J и др. Выбор радиоактивного изотопа определяется его ядерными характеристиками — периодом полураспада, типом и энергией излучения. Д л я индикации пригодны ра13 1 S 18 а 1 3 3 4 35 37 0 3 11 1 4 3 5 зв а 1 4 3 46 61 5 eo a 95 110 1 3 1 Лит.: Методы работы с применением радиоактивных ин­ дикаторов, М., 1955; Б р о д с к и й А. И., Химия изотопов, 2 изд., М., 1957. Е. А. Борисов. И З О Т О П Н Ы Е И Н Д И К А Т О Р Ы — вещества, имею­ щ и е о т л и ч н ы й от п р и р о д н о г о изотопный состав и б л а г о д а р я этому и с п о л ь з у е м ы е в качестве меченых д л я и з у ч е н и я самых р а з н о о б р а з н ы х процессов. Р о л ь изо­ топной метки в ы п о л н я ю т с т а б и л ь н ы е и л и р а д и о ­ а к т и в н ы е изотопы х и м и ч . элементов, к-рые л е г к о могут быть о б н а р у ж е н ы и о п р е д е л е н ы количественно. В ы с о к а я ч у в с т в и т е л ь н о с т ь и специфичность И . и. п о з в о л я ю т проследить за ними в с л о ж н ы х процессах п е р е м е щ е н и я , р а с п р е д е л е н и я и п р е в р а щ е н и я веществ