РАДИОХИМИЯ, 2021, том 63, № 3, с. 250-258

УДК 621.039.3

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ

СОЛЕЙ РАДИЯ С КОНСТРУКЦИОННЫМИ

МАТЕРИАЛАМИ

А. С. Куприянов, Р. Г. Абдуллов, А. А. Колобова, К. В. Ротманов

Научно-исследовательский институт атомных реакторов,

433510, Димитровград Ульяновской обл., Западное шоссе, д. 9

*e-mail: butkaluk-il@yandex.ru

Получена 27.12.2019, после доработки 27.12.2019, принята к публикации 12.02.2020

Исследовано взаимодействие Ra(NO₃)₂ и RaCO₃ с металлическими Fe, Ni, Cr, Ti. Экспериментальные

образцы изготавливали путем нанесения водно-спиртовых суспензий солей радия на подложки из соот-

ветствующих металлов с последующим упариванием и прокаливанием в течение 7-14 ч при темпера-

туре 800°С. Согласно результатам рентгенофазового анализа, при совместном прокаливании Ra(NO₃)₂

и RaCO₃ с металлическими Fe, Ni, Cr, Ti происходит образование смешанных оксидов состава RaMO_x,

где M = Fe, Cr, Ti, Ni.

Ключевые слова: радий, реакторное получение изотопов, смешанные оксиды.

DOI: 10.31857/S0033831121030072

ВВЕДЕНИЕ

логичной BaCrO₄, а также факт образования фазы,

аналогичной фазе BaPtO_2.38, при прокаливании

RaСO₃/PbCO₃ в платиновом тигле [2]. Между тем,

В настоящее время в НИИАР ведется разработка

эксперименты по прокаливанию Ra(NO₃)₂ с нержа-

технологии получения медицинских альфа-излуча-

веющей сталью не позволили однозначно опреде-

телей путем облучения ²²⁶Ra в исследовательском

лить фазовый состав полученной смеси [3].

реакторе СМ [1]. Для облучения радия использу-

Исходя из этих данных, можно предположить,

ют смесь метаплюмбата радия (RaPbO₃ со структу-

что соли радия при высокой температуре взаимо-

рой кубического перовскита [2]) с оксидом свинца

PbO, упакованную в оболочку из нержавеющей

действуют с отдельными компонентами нержаве-

ющей стали с образованием смешанных оксидов.

стали. После растворения облученного материала

Целью работы был поиск новых соединений радия,

в HCOOH отмечается присутствие в растворе вы-

относящихся к классу смешанных оксидов, которые

соких концентраций солей железа, никеля и хрома,

в том числе изотопов ⁶⁰Co, ⁵⁹Fe и ⁵¹Cr, которые за-

могут образовываться на поверхности компактных

образцов переходных металлов Fe, Ni, Ti, Cr (как ос-

трудняют выделение и очистку полезных продуктов

новных компонентов нержавеющей стали).

активации радия. Было выдвинуто предположение,

что возможной причиной этого является взаимодей-

ствие солей радия с компонентами нержавеющей

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

стали с образованием соединений общей формулой

Ra_xM_yO_z, которые затем растворяются в муравьи-

Материалы и методы. В данной работе исполь-

ной кислоте. Ранее нами был установлен факт взаи-

зовали азотную кислоту квалификации ос.ч., ни-

модействия смеси RaСO₃/PbCO₃ с материалом тигля

трат бария и карбонат аммония х.ч., квалификация

из нержавеющей стали с образованием фазы, ана-

остальных реактивов была не ниже ч.д.а.

250

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ СОЛЕЙ Р

АДИЯ

251

Взвешивание аликвот и навесок проводили при

нержавеющей стали с последующим упариванием

помощи аналитических весов Ohaus PA64C, по-

и прокалкой на электроплитке с открытой спиралью

грешность взвешивания составляла ± 0.2 мг.

для отгонки ²²²Rn. Перед измерением альфа-спек-

тра подготовленный образец выдерживали в тече-

Подложки для прокаливания солей бария и радия

ние 1.5 ч, что необходимо для снижения активно-

изготавливали из стали Ст3 (Fe ≥ 97, C 0.14-0.22,

сти короткоживущих дочерних продуктов распада

Si 0.15-0.3, Mn 0.4-0.65%), металлического нике-

ля НП3 (Ni > 99.3, Fe ≤ 0.15, Si ≤ 0.15, Mg ≤ 0.1,

²²²Rn. Для градуировки спектрометров использова-

ли образцовые спектрометрические альфа-источни-

Mn ≤ 0.2, Cu ≤ 0.15, S ≤ 0.015, C ≤ 0.15%), металли-

ки (ОСАИ).

ческого титана ВТ1-0 (Ti ≥ 98.61, Fe ≤ 0.18, C ≤ 0.07,

Si ≤ 0.1, N ≤ 0.4, O ≤ 0.12, H ≤ 0.01%). Они представ-

Содержание нерадиоактивных примесей в пре-

ляли собой диски диаметром от 9 мм с зеркально

паратах 226Ra(NO3)2 определяли методом атом-

отполированной поверхностью.

но-эмиссионного анализа с использованием уста-

новки, представляющей собой искровой источник

Подложку из металлического хрома получали

возбуждения спектров ИВС-28, смонтированный

электролитическим осаждением хрома из раствора,

внутри радиационно-защитного бокса, и спектро-

полученного растворением 7.5 г CrO₃ в 30 мл 2.5 г/л

граф ИСП-1, соединенный с этим источником при

H₂SO₄, на металлическую медную пластину толщи-

помощи оптического выхода.

ной 2 мм из электротехнической меди (Cu ≥ 99.93,

Bi ≤ 0.002, Se ≤ 0.002, Te ≤ 0.002, Sb ≤ 0.0004,

Рентгенограммы образцов снимали на дифрак-

Fe ≤ 0.001, S ≤ 0.0015, Ag ≤ 0.0025, O ≤ 0.04%). На-

тометре ДРОН-7-Mythen (медное излучение с Ni-

несение осуществляли в течение 30 ч до толщины

фильтром, алмазный стандарт) и интерпретировали

слоя хрома в 1.5 мм.

с использованием базы дифракционных данных

PDF-2 и комплекса программ PDWin.

Измерение pH растворов проводили при помо-

щи рН-метра HANNA-HI 2210 со стеклянными

Исследование взаимодействия солей бария

электродами Hi 1131B (Hanna Instruments). Кали-

с конструкционными материалами. Предва-

бровку рН-метра осуществляли при помощи стан-

рительные эксперименты проводили с использо-

дартных буферных растворов c pH 9.18, 6.86 и 4.01

ванием бария в качестве имитатора радия. Изна-

(ООО «Химтитры»).

чальная методика эксперимента предполагала на-

несение солей радия и бария в виде растворимых

Содержание бария в растворе определяли c ис-

солей и медленного упаривания. В случае карбо-

пользованием радиоактивного изотопа ¹³¹Ва (про-

натов это должны были быть растворы гидрокси-

изводства НИИАР) c известной удельной актив-

дов соответствующих элементов, которые должны

ностью. Объемную активность ¹³¹Ва определяли

были бы на воздухе превратиться в карбонаты:

методом гамма-спектрометрического анализа при

M(OH)₂ + CO₂ = MCO₃ + H₂O.

помощи полупроводникового гамма-спектрометра

с коаксиальным Ge-Li детектором типа ДГДК-В150

Первые же эксперименты показали непригод-

(энергетическое разрешение

3.0 кэВ по линии

ность данного подхода к решению поставленной

1.3 МэВ). Для градуировки спектрометра исполь-

задачи. Вследствие краевых эффектов испарение

зовали образцовые радиоактивные растворы. Рас-

капель на подложках с высокой теплопроводностью

шифровку гамма-спектров проводили в полуавто-

происходит с краев более интенсивно [4]. Следстви-

матическом режиме при помощи стандартного про-

ем этого является образование областей с локаль-

граммного обеспечения фирмы «ГринСтар».

ным пресыщением и образование там зародышей,

Содержание ²²⁶Ra определяли с помощью альфа-

рост которых приводит к крайне неравномерному

спектрометра на основе кремниевых PIPS-

распределению солей в образующемся пятне. На

детекторов ПДПА-1К (ОАО «ИФТП», Дубна, Рос-

рис. 1, а показан результат испарения капли, содер-

сия) и амплитудного анализатора импульсов АЦП-

жащей 4 мг бария в виде нитрата в 200 мкл воды,

8К-И2. Образцы (источники) для измерения актив-

на металлической подложке диаметром 16 мм. Как

ности альфа-излучения ²²⁶Ra готовили нанесением

видно из рисунка, соли бария образуют кольцо

10-25 мкл анализируемого раствора на подложку из

на краях подложки, при этом в центре кристаллы

РАДИОХИМИЯ том 63 № 3 2021

252

БУТКАЛЮК и др.

раствора нитрата радия (~10 мг) в 7 моль/л HNO₃

(а)

(б)

добавляли (в качестве носителя) 500 мг Pb(NO₃)₂,

затем добавляли 50 мл 15.6 моль/л HNO₃. Получен-

ный раствор упаривали до объема 75 мл, охлаждали

в течение 4 ч. Затем добавляли 25 мл 15.6 моль/л

HNO₃. Операции упаривания, охлаждения и добав-

ления кислоты повторяли еще 4 раза. Полученный

осадок, содержащий нитраты радия и свинца, отде-

ляли от раствора декантацией и промывали тремя

порциями 15.6 моль/л HNO₃. Полученный осадок

Рис. 1. Нанесение Ba(NO₃)₂ на металлические подлож-

ки: (а) из водного раствора, (б) из суспензии в 80%-ном

Ra(NO₃)₂/Pb(NO₃)₂ растворяли в 50 мл бидистил-

этаноле.

лированной воды и проводили осаждение хлорида

свинца добавлением 5 мл 10 моль/л HCl. Маточный

практически отсутствуют. Такое неравномерное

раствор декантировали, упаривали досуха.

распределение нежелательно для проведения рент-

Второй этап включал хроматографическую

геновской дифрактометрии образцов, поэтому были

очистку радия от свинца и щелочноземельных эле-

проведены работы по выяснению условий создания

ментов на двух колонках с катионообменной смо-

равномерного слоя солей на подложке. Наилучшие

лой BioRad AG 50×8. Соли радия растворили в

результаты были получены при осаждении нитрата

40 мл ацетатно-аммиачного буферного раствора с

бария из водно-спиртового раствора, промывке по-

концентрацией 1 моль/л и рН 4.5 и концентрацией

лученных кристаллов 95%-ным этанолом и нанесе-

ЭДТА 0.025 моль/л. Для контроля очистки радия

нии спиртовой суспензии на подложку (рис. 1, б).

к препарату перед подачей на колонку добавляли

BaCO₃ получали смешиванием 1 мл раствора ни-

раствор, содержащий ¹³¹Ba(NO₃)₂ с ~4 × 10⁶ Бк. Че-

трата бария с концентрацией 3.8 мг Ba/мл и 3 мл

рез хроматографическую колонку объемом 2 см³

раствора (NH₄)₂CO₃ с концентрацией 4 моль/л. Вы-

с сорбентом BioRad AG 50 × 8 пропускали 40 мл

павший осадок промывали тремя порциями биди-

полученного раствора. Далее колонку промывали

стиллированной воды объемом по 3 мл каждая и на-

40 мл ацетатно-аммиачного буферного раствора с

носили на подложку из 200 мкл водной суспензии.

концентрацией 1 моль/л и рН 4.5 и концентрацией

Ba(NO₃)₂ получали добавлением к 0.5 мл раство-

ЭДТА 0.02 моль/л. Барий и радий элюировали аце-

татно-аммиачным буферным раствором с рН 8.0 и

ра нитрата бария с концентрацией 3.8 мг/мл 2 мл

концентрацией ЭДТА 0.01 моль/л. Элюент соби-

95%-ного этанола. Жидкость над осадком декан-

рали фракциями. Контрольное элюирование ра-

тировали, и на подложку наносили получившуюся

дия проводили раствором ЭДТА с концентрацией

суспензию осадка нитрата бария.

0.02 моль/л и рН 9.5. Затем фракции, содержащие

Полученные образцы высушивали на воздухе и

²²⁶Ra и не содержащие ¹³¹Ва объединяли, подкис-

прокаливали в шахтной печи в следующем режиме:

ляли 1 моль/л ацетатно-аммиачным буферным рас-

150°C - 1 ч, 400°С - 1 ч, 800°С - 7-12 ч.

твором с рН 4.5 из расчета 4 мл буферного раствора

Очистка радия. Для экспериментов с радием

на каждые 10 мл раствора ²²⁶Ra. Пропускали по-

использовали аликвоты от фракций ²²⁶Ra, выде-

лученный раствор через хроматографическую ко-

ленных ранее из облученных радиевых мишеней

лонку объемом 2 см³ с сорбентом BioRad AG 50×8.

[1]. Изначально образцы радия были загрязнены

Промывали колонку 30 мл ацетатно-аммиачного

примесями Ba, Ca, Na, Si, Cr, Ni, Fe и содержали

буферного раствора с концентрацией 1 моль/л и

макроколичества нитрата свинца. Было проведено

рН 4.5 и концентрацией ЭДТА 0.02 моль/л. Затем

три эксперимента с использованием ²²⁶Ra, при этом

промывали 10 мл ацетатно-аммиачного буферного

очистку проводили во всех случаях по одной схеме.

раствора с концентрацией 1 моль/л и рН 4.5, 10 мл

Очистку проводили в несколько этапов. На первом

бидистиллированной воды, 80 мл 0.5 моль/л HNO₃.

этапе проводили совместное осаждение нитрата ра-

Радий элюировали 40 мл 8 моль/л HNO₃. Полу-

дия с нитратом свинца из 15.6 моль/л HNO₃ по мето-

ченный раствор упаривали досуха и растворяли в

дике, аналогичной описанной в работе [5]. K 50 мл

0.01 моль/л HNO₃.

РАДИОХИМИЯ том 63 № 3 2021

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ СОЛЕЙ Р

АДИЯ

253

Таблица 1. Исследование взаимодействия BaCO₃, Ba(NO₃)₂ с металлическими Fe, Ni, Cr, Ti

Наносимая

Материал

Фазовый состав

соль

подложки

Ba(NO₃)₂

Железо

Набор слабых рефлексов орторомбической фазы BaFe₂O₄. Имеется набор сильных

рефлексов, часть которых близка к моноклинной фазе Ba₂Fe₂O₅

BaCO₃

Железо

BaCO₃ орторомбический, Fe₂O₃ гексагональный; следовые количества гексагональных

фаз BaFe₂O₄ и BaFeO3-x

Ba(NO₃)₂

Никель

Ni кубический, NiO кубический; часть слабых рефлексов орторомбической и

гексагональной модификаций BaCO₃

BaСO₃

Никель

BaCO₃ орторомбический, Ni кубический, NiO кубический

Ba(NO₃)₂

Хром

BaCrO₄ орторомбический; возможно, присутствуют BaCr₂O₄, BaCO₃ орторомбический

(следы), Вa₃CuO₄ ромбоэдрический

BaСO₃

Хром

BaCO₃ орторомбический, ВaCrO₄ орторомбический; возможно, присутствует BaCr₂O₄

Ba(NO₃)₂

Титан

TiO₂ тетрагональный, BaTiO₃ тетрагональный либо орторомбический, BaCO₃

орторомбический в следовых количествах

BaСO₃

Титан

TiO₂ тетрагональный, BaTiO₃ тетрагональный, BaCO₃ орторомбический

Исследование взаимодействия солей радия с

риевые образцы анализировали методом рентгенов-

конструкционными материалами. Ra(NO₃)₂ на

ской дифрактометрии с использованием дифракто-

подложки наносили из водно-спиртовой суспен-

метра ДРОН-7. Результаты представлены в табл. 1.

зии Ra(NO₃)₂, которую получали добавлением 1 мл

Из полученных данных видно, что при прокали-

95%-ного этанола к 200 мкл раствора Ra(NO₃)₂

вании солей бария со сталью Ст3 помимо рефлек-

(~2 мг ²²⁶Ra) с последующим высушиванием на воз-

сов, характерных для стали Ст3 и оксидов железа,

духе и прокаливанием в шахтной печи при темпера-

на дифрактограммах наблюдаются рефлексы сме-

туре 800°С в течение 7-14 ч.

шанных оксидов, содержащих барий: BaFeO₃ и

RaCO₃ получали добавлением к 200 мкл раство-

BaFe₂O₄. Дополнительно для образца, полученно-

ра Ra(NO₃)_2,содержащего ~2 мг ²²⁶Ra, 1 мл раство-

го нанесением Ba(NO₃)₂ из спиртовой суспензии,

ра 4 моль/л (NH₄)₂CO₃ с последующей промывкой

имеется набор сильных рефлексов, часть которых

осадка тремя порциями 95%-ного этанола по 1 мл.

близка рефлексам моноклинной фазы Ba₂Fe₂O₅.

Затем полученную спиртовую суспензию RaCO₃

Прокаливание как нитрата, так и карбоната бария

наносили на металлические подложки с последу-

с металлическими хромом и титаном приводит к

ющим высушиванием и прокаливанием осадка в

образованию хромата BaCrO₄ и титаната бария Ba-

шахтной печи при температуре 800°С в течение

TiO₃ соответственно. В то же время реакция с ме-

7-14 ч.

таллическими никелем в данных условиях не про-

текает, и барий присутствует только в форме карбо-

Все операции проводили в радиационно-

ната BaCO₃.

защитном печаточном боксе, препараты перед

снятием дифрактограммы покрывали двумя слоями

Очистка радия. Эксперименты с радием прово-

цапон-лака для предотвращения распыления.

дили в разное время, было получено и охарактери-

зовано три порции очищенного радия, характери-

стики которых, согласно результатам атомно-эмис-

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

сионного анализа, представлены в табл. 2.

Исследование взаимодействия бария с кон-

Общее содержание металлических примесей в

струкционными материалами. Полученные ба- образцах радия не превышало 5.7, 0.8 и 2.25% от

РАДИОХИМИЯ том 63 № 3 2021

254

БУТКАЛЮК и др.

Таблица 2. Характеристики препаратов очищенного

При прокаливании солей радия на подложках

²²⁶Ra(NO₃)₂

из металлического никеля присутствует группа

рефлексов, по положению близких к таковым для

Номер препарата

Компонент

BaNiO₃; их можно интерпретировать как RaNiO₃.

Так же были обнаружены отдельные рефлексы,

Масса, мг

²²⁶Ra

8.2

14.45

12.43

относящиеся к фазе, аналогичной BaO₂ (вероятно

Масса примесей, мкг

RaO₂), которая может играть роль промежуточно-

го соединения в механизме окисления поверхно-

5.5

148

260

сти металлов. Увеличение устойчивости пероксида

<5.5

при переходе от бария к радию является возможной

<16.5

причиной более высокой химической активности

<5.5

солей радия в реакциях с металлическим никелем.

<16.5

<12

Анализ дифракционных картин обоих образцов

5.6

<16.5

радия с хромом позволил установить, что они оди-

200

наковы в отношении присутствия основной фазы,

которую, очевидно, можно трактовать как фазу

радия с хромом. Дополнительные, не основные

массы радия для первого, второго и третьего образ-

фазы - это хром и его оксиды. В базе дифракцион-

цов радия соответственно, при этом примесь бария

ных данных PDF-2 имеется один набор с данными

как ближайшего аналога радия составила 0.6, 0.04 и

для RaCrO₄ (№ 00-027-0488); тем не менее, при

0.1% соответственно.

близком наборе линий экспериментальные данные

Первая порция была использована для экспери-

и данные для RaCrO₄ заметно различались по угло-

мента по прокаливанию Ra(NO₃)₂ с железом, вто-

вому положению рефлексов. Заметно лучшее со-

рая - для прокаливания RaCO₃ с железом и RaCO₃ и

впадение полученных данных было с орторомбиче-

Ra(NO₃)₂ с никелем, третья - для исследования вза-

ской фазой BaCrO₄ (№ 00-015-0376). По угловому

имодействия RaCO₃ и Ra(NO₃)₂ с хромом и титаном.

положению полученные рефлексы занимали проме-

Результаты рентгенофазового анализа радиевых

жуточное положение между литературными данны-

образцов представлены в табл. 3 и на рис. 2-8.

ми для RaCrO₄ и BaCrO₄. После отделения рефлек-

Таблица 3. Исследование взаимодействия RaCO₃, Ra(NO₃)₂ с металлическими Fe, Ni, Cr, Ti

Наносимая

Материал подложки

Фазовый состав

соль ²²⁶Ra

Ra(NO₃)₂

Металлическое железо

Fe₂O₃ гематит; набор рефлексов, которые можно отнести к фазам-аналогам

BaFeO3-x (тетрагональная и гексагональная)

RaCO₃

Металлическое железо

Fe₂O₃ тригональный, Fe кубический, RaCO₃; фаза-аналог кубического

BaFeO3-x

Ra(NO₃)₂

Металлический никель

Ni кубический, NiO кубический; фаза-аналог BaO₂ тетрагональная;

фаза-аналог BaNiO_x орторомбическая

RaCO₃

Металлический никель

Фаза-аналог BaCO₃ орторомбическая; Ni кубический, NiO кубический;

фаза-аналог BaNiO_x орторомбическая

Ra(NO₃)₂

Металлический хром

RaCrO₄ орторомбический; возможно присутствие Cr₂O₃; Cr кубический

RaСO₃

Металлический хром

RaCrO₄; возможноприсутствие Cr₂O₃

Ra(NO₃)₂

Металлический титан

Фаза, близкая к кубическому BaTiO₃; возможно присутствие Ra(NO₃)₂

кубического, а также оксидов титана

RaСO₃

Металлический титан

TiO₂ тетрагональный, RaCO₃ орторомбический; неизвестная фаза состава

ABO_3, близкая по параметрам к CeAlO₃

РАДИОХИМИЯ том 63 № 3 2021

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ СОЛЕЙ Р

АДИЯ

255

Fe₂O₂

BaFeO₃- тетрагон

RaCO₃

BaFeO3-х

1200

Fൾ

O₃

углерод

BaFeO₃- гексагон

1200

неизв.фаза

(Fe,C)

1000

Fe₂C

800

600

400

200

2θ, град

Рис.2. Дифрактограмма препарата, полученного про-

Рис. 3. Дифрактограмма препарата, полученного про-

каливанием Ra(NO₃)₂ на подложке из металлического

каливанием RaCO₃ на подложке из металлического

железа.

1600

RaCo₃

NiO

BaNiO_x

5000

Ni (thin fiems)

˅ NiO

BaO

♦ RaCo₃

1200

4000

● BaNiO_x

3000

800

2000

400

1000

2θ, град

Рис. 4. Дифрактограмма препарата, полученного про-

Рис. 5. Дифрактограмма препарата, полученного про-

каливанием Ra(NO₃)₂ на подложке из металлического

каливанием RaCO₃ на подложке из металлического

никеля.

9900

8100

Cr₂O₃

RaCrO₄

6300

BaCrO₄

алмаз

4500

2700

900

100

2θ, град

Рис. 6. Дифрактограмма препарата, полученного прокаливанием Ra(NO₃)₂ на подложке из металлического хрома.

РАДИОХИМИЯ том 63 № 3 2021

256

БУТКАЛЮК и др.

15000

13000

▲ RaTiO3

● Ti₄O₇

11000

♦ Ra(NO₃)₂

9000

7000

5000

3000

1000

2θ, град

Рис. 7. Дифрактограмма препарата, полученного прокаливанием Ra(NO₃)₂ на подложке из металлического титана.

▲ RaCO3

10000

♦ CeAlO₃

8000

° TiO2

● TiO_1.76

6000

4000

2000

2θ, град

Рис. 8. Дифрактограмма препарата, полученного прокаливанием RaСO₃ на подложке из металлического титана.

сов металлического Сr и его оксидов был выделен

рост для RaCrO₄ (00-027-0488), по данным PDF-2,

оставшийся набор рефлексов, предположительно

составляет 24.6 Å³, что выглядит несколько завы-

основной фазы. Рефлексы были идентифицирова-

шенным. Завышенные значения параметров кри-

ны по аналогии с литературными данными BaCrO₄,

сталлической решетки в данном случае могли быть

и методом наименьших квадратов были уточнены

следствием экспериментальных погрешностей при

параметры кристаллической решетки в орторомби-

рентгенографировании фотометодом в камере диа-

ческой сингонии, пространственная группа Pnma

метром 57.3 мм.

(табл. 4 и 5). Совпадение экспериментальных и

На рентгенограмме, полученной при прокалива-

вычисленных межплоскостных расстояний вполне

нии нитрата радия на титановой подложке, выделя-

удовлетворительное.

ется набор из 14 отражений, хорошо совпадающих с

Структура орторомбического BaCrO₄ относит-

набором для кубической фазы, близкой к составу Ra-

ся к структурному типу орторомбического BaSO₄

TiO₃, с параметром кубической решетки а = 8.236 ±

(минерал барит), где Ba имеет координационное

0.002 Å и пространственной группой F3m3m.

число 12. Исходя из ионных радиусов Ba²⁺ и Ra²⁺,

равных соответственно 1.61 и 1.70 Å, и числа фор-

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

мульных единиц в ячейке, можно ориентировочно

оценить прирост объема элементарной ячейки при

Установлено, что соли радия при температуре

переходе от бариевого к радиевому соединению.

800°С на воздухе реагируют с отдельными компо-

Вычисленный прирост составляет 12.5 Å³. Экс-

нентами нержавеющей стали с образованием сме-

периментальный прирост для полученной нами

шанных оксидов состава RaCrO₄,RaFeO3-x, RaTiO₃

фазы составляет 15.7 Å³. В то же время этот при-

и RaNiO_x. Таким образом, образование данных сое-

РАДИОХИМИЯ том 63 № 3 2021

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ СОЛЕЙ Р

АДИЯ

257

Таблица 4. Расчет межплоскостных расстояний и индицирование рефлексов фазы RaCrO_4.

Номер линии

Интенсивность, %

2θ_эксп, град

d_эксп, Å

d_расч, Å

hkl

22.03

4.021

4.026

111

22.47

3.942

3.933

201

23.78

3.729

3.728

002

24.87

3.569

3.565

210

25.66

3.461

3.459

102

27.62

3.220

3.216

211

30.31

2.940

112

31.11

2.867

2.852

301

100

32.04

2.786

2.793

020

34.71

2.578

2.577

212

37.53

2.390

2.400

103

39.49

2.276

2.278

221

40.51

2.222

2.235

022

40.79

2.207

2.205

113

41.08

2.193

2.190

203

42.02

2.145

2.139

410

45.31

1.997

1.996

321

46.72

1.940

1.936

303

49.29

1.845

1.855

412

49.78

1.828

1.829

313

51.51

1.770

1.773

131

52.58

1.737

114

52.94

1.726

1.733

421

54.47

1.681

1.694

403

56.09

1.637

1.640

132

56.39

1.629

1.621

413

57.77

1.593

1.591

323

60.48

1.528

1.529

124

62.14

1.491

1.490

033

63.13

1.470

224

64.01

1.452

404

66.21

1.409

1.405

414

67.02

1.394

1.392

040

67.85

1.379

1.376

215

69.35

1.353

1.352

432

71.69

1.314

504

75.80

1.253

433

81.38

1.181

441

РАДИОХИМИЯ том 63 № 3 2021

258

БУТКАЛЮК и др.

Таблица 5. Параметры кристаллической решетки изоструктурных фаз BaCrO₄ и RaCrO₄

Соединение

Номер набора PDF-2

a, Å

b, Å

c, Å

V, Å³

BaCrO₄

00-015-0376

9.105

5.541

7.343

370.5

00-035-0642

9.112

5.541

7.343

370.8

RaCrO₄

00-027-0488

9.300

5.620

7.560

395.1

RaCrO₄,

9.260 ± 0.001

5.5870 ± 0.0003

7.4644 ± 0.0007

386.2

экспериментальные

данные

динений возможно также при реакции солей радия

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

с оболочками мишеней, выполненными из нержа-

веющей стали. Этот факт хорошо согласуются с

Kuznetsov R.A., Butkalyuk P.S., Tarasov V.A.,

ранее полученными данными о высокой скорости

Baranov A.Yu., Butkalyuk I.L. // Radiochemistry. 2012.

Vol. 54, N 4. P. 383-387.

выщелачивания компонентов из стальных оболо-

Butkalyuk P.S., Butkalyuk I.L., Kuznetsov R.A.,

чек облученных радиевых мишеней. Появление в

Tomilin S.V. // Radiochemistry. 2013. Vol. 55, N 1.

облученном радии значимых количеств продуктов

P. 41-45.

его взаимодействия с материалом оболочки необхо-

Буткалюк И.Л., Буткалюк П.С., Томилин С.В. //

димо учитывать при разработке технологии перера-

Изв. Самарск. науч. центра РАН. 2013. Т. 15, № 4-5.

ботки облученных радиевых мишеней.

C. 1053-1057.

Бараш Л.Ю. Испарение и динамика лежащей на под-

ложке капли: Дис. … к.ф.-м.н. М.: Ин-т теор. физики

КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ

им. Л.Д. Ландау, 2009. 74 с.

Кузнецов Р.А., Тарасов В.А., Романов Е.Г. и др. //

Авторы заявляют об отсутствии конфликта

Изв. Самарск. науч. центра РАН. 2014. Т. 16, № 6.

интересов.

С. 136-141.

РАДИОХИМИЯ том 63 № 3 2021