铀资源地质学实验学习教案.ppt
上传人:王子****青蛙 上传时间:2024-09-13 格式:PPT 页数:34 大小:1MB 金币:10 举报 版权申诉
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会计学二、实验内容:1、常见铀矿物鉴定方法的介绍(1)放射性照相:实验条件和步骤(2)裂变径迹分析:实验条件和步骤(3)荧光分析:实验条件和步骤(4)能谱分析:操作步骤(课堂示范(shìfàn))(5)数字伽玛测量:操作步骤(课堂示范(shìfàn))(1)放射性照相放射性照相是利用铀、钍矿物对照相底片辐照后能使其感光的特性来检查铀、钍矿物和研究其分布特点的方法。该方法要求将含有铀、钍矿物的标本磨制成光面或光片。在暗室中将光面或光片紧压在照相底片(最好是X光底片)上,样品即自行对底片发生辐照(同时(tóngshí)可用弱光源在底片上作好定位标记)。经过一段时间后,取出底片,按规定处方冲冼即可。底片上与铀、钍矿物对应处因受射线辐照而变黑,其黑度与矿物中铀、钍含量及辐照时间成正比。辐照时间可通过试验确定,以变黑部分的轮廓比较清晰为宜。据试验,沥青铀矿等铀含量高的矿物只需4-5小时的辐照即可;铀含量1-5%的矿物需时1-3日,铀含量0.5-1%的矿物需时3-5日。当铀矿物单体很细小时,需适当延长辐照时间。放射性照相方法操作方便,设备简单,适于在普通岩矿实验室中使用。(2)裂变径迹分析裂变径迹分析是利用矿物中铀、钍原子核的裂变碎片(suìpiàn)在周围介质中形成的径迹来测定矿物中铀、钍含量和研究其空间分布的方法。铀、钍原子核在中子作用下能分裂为质量相近的两个新原子核-裂变碎片(suìpiàn),此种碎片(suìpiàn)具有很高的能量(相当于α粒子能量的15-30倍),能在周围的绝缘介质中(包括含铀、钍矿物本身)造成辐射损伤。这种辐射损伤表现为裂变碎片(suìpiàn)的径迹,此种径迹十分细小,一般长10μm,宽仅50Å。用化学试剂蚀刻后,裂变径迹的宽度加大到1-2μm,可用光学显微镜观察。裂变径迹的产生方式有两种:一种称为自发裂变径迹,是铀、钍原子核按一定速率自发地发生裂变,并由含铀、钍矿物本身或在周围矿物中记录下来的辐射损伤痕迹;第二种称为诱发裂变径迹,是铀、钍原子核在外来(wàilái)中子照射下发生裂变而在矿物本身和外加探测器中产生的辐射损伤痕迹。矿物中的自发裂变径迹主要是238U的贡献。在热中子照射下产生的诱发裂变径迹主要是235U的贡献(238U和234Th只是在高能量的快中子照射下才发生裂变)。在测定铀含量时一般都利用诱发裂变径迹。根据记录在外加探测器上的径迹密度即可测知铀含量。相对比较法的具体操作步骤如下:①制样待测样品需制成厚约0.05mm的光薄片,光薄片要两面抛光。粘合剂用618型环氧树脂与乙二胺(固化剂)按100﹕7的比例调制。可在烘箱中在70℃下加热以加速其固化。②样品的包装将探测器裁成比光薄片略小的小片,将其用透明胶纸固定在光薄片上(预先用丙酮擦净),然后用超纯铝箔包好,即可送反应堆照射。同时还要准备数块标准铀玻璃片,用同样方法包装,并将其与样品放在一起接受照射。③样品的照射测定样品的铀含量,需在核反应堆中用热中子对样品进行照射。中子积分通量应根据(gēnjù)样品的具体情况来选择。如待测样品中铀含量为1ppm时,可选用2×1015中子/cm2的中子积分通量;如待测样品中铀含量为10ppm时,则可选用2×1014中子/cm2的中子积分通量。④蚀刻照射后的样品经过一段时间的冷却后(让短寿命的放射性核素衰变掉),即可取下探测器进行蚀刻。蚀刻条件因探测器而异。对聚碳酸脂塑料可用6.25NNaOH在50℃下蚀刻45分钟。对白云母需用40%HF在室温下蚀刻50分钟。⑤观察蚀刻好的探测器用清水洗净晾干后,按定位标记复位于原光薄片上,即可观察记数。要注意探测器的上下两面都可能有径迹,其中紧贴光薄片的一面是样品产生的,另一面是相邻样品载玻片(一般都含微量铀)引起的。裂变径迹法测铀的灵敏度很高,可达10-8g/g,分析精度为10-15%,测定结果直观性强,因此,在测定造岩矿物及蚀变矿物中低含量铀时,本方法得到了广泛的应用。除铀的定量外,本方法还用于研究铀在岩石和矿物中的存在形式和铀在岩石中的配分等课题。判断铀存在形式的主要依据是径迹的密度与分布特点。例如,浓密放射状径迹常与铀矿物或铀以类质同象形式存在的含铀矿物有关;稀疏均匀(jūnyún)的径迹常与造岩矿物中分散吸附形式的铀有关。(3)荧光分析荧光分析是利用矿物在外来能量激发下能发出可见光的性质来鉴定矿物的方法。荧光性是六价铀矿物的特性。六价铀矿物的发光色多为淡黄绿色(钙铀云母型)和淡青绿色(板菱铀矿型),较少为淡褐黄色、淡污黄绿色(硅钙铀矿型)、淡黄色、淡绿色和橙褐色等。发光强度可分为五级:极强、强、中等、弱和极弱(见后表)。铀矿物的发光分析主要以长波紫外线(波长300-400纳米)为激发源,在暗室或暗箱(ànxiāng)中进行。