Производство циркония

Недостатки метода: относительно малая доступность источников ядерных частиц или γ-квантов, возможность деструкции и даже разрушения образцов при облучении мощными потоками излучений, относительная сложность выполнения анализа, радиационная опасность.

Основные области применения активационного анализа: анализ особо чистых веществ, геологических объектов и объектов окружающей среды; экспрессный анализ металлов и сплавов в промышленности; определение содержания микроэлементов в крови, плазме, тканях животных и растений; судебно-медицинская экспертиза.

Кислород и фтор в цирконии определяются нейтронно-активационным анализом на установках К-2, К-5, К-7 согласно методике, рекомендованной секцией общей и аналитической химии НТС Министерства протокол АК-355 от 24.02.77.

Данная методика распространяется на алюминий, бериллий, ванадий вольфрам, галлий, гафний, германий, графит, железо, иттрий, кальций, литий, магний, молибден, медь, ниобий, никель, олово, редкоземельные металлы, тантал, титан, цирконий, хром, на их сплавы и соединения и устанавливает нейтронно–активационный метод определения кислорода. Мешающими элементами являются бор и фтор. Допускается проводить анализ без введения поправок при содержаниях бора, в пробе не более 0,5 % и при следующих соотношениях фтора и кислорода в навеске пробы: не более 1,5 мг фтора при массе кислорода до 10 мг, не более 2,0 мг фтора – при массе кислорода до 50 мг, не более 5 % фтора от массы кислорода, при массе кислорода свыше 50 мг.

При анализе материалов, в которых содержание бора и фтора превышает вышеуказанные пределы, предусматривается введение поправок. Методика не распространяется на делящиеся материалы и материалы, содержащие более 3 % бора.

При каждом анализе выполняют не менее двух параллельных определений. Время выполнения одного определения не более 10 мин. Нижний предел измерения кислорода при использовании устройства генерирующего нейтроны с выходом не менее 6×108 с-1 составляет 3 мг. Верхний предел измерения не ограничен.

Последовательно облучают в одинаковых геометрических условиях навеску пробы и образец для градуировки нейтронами с энергией регистрируют гамма-излучение изотопа азота, оброзовавщегося по реакции 16О (n, p) 16N период полураспада 7,3с. Контроль интенсивности нейтронного потока осуществляют мониторным образцом для материалов, содержащих фтор, в результате определения кислорода вводят поправку, измеряя содержание фтора независимым методом, например, по реакции 19F (р, α ) 16N при облучении навески пробы нейтронами с энергией более 1,5 МэВ от изотопного источника (например, плутоний бериллиевого). Установка для определения кислорода К–2, К–5, К–7 показана на рисунке (?)    

Рисунок ? – Принципиальная схема установок (К-2, К-5 К-7) для определения кислорода.

В комплект установки входят; генератор нейтронов 1, размещенный в защитном блоке 2, который обеспечивает безопасные условия для работы обслуживающего персонала, пневмотранспортная система ТС-3 состоящая из двух каналов прямоугольного (установка 2. К-7) или круглого (установка К-5) сечения, один из которых (аналитический) служит для перемещения анализируемой навески или градуировочного образца; второй (сравнительный) – для перемещения монитора аналогичной формы. ПТС имеет загрузочное устройство 4, позволяющее осуществлять загрузку образцов в каналы и выгрузку их после анализа. Перемещение образцов по каналам осуществляется сжатым воздухом, подаваемым через клапаны распределительного устройства 5. Для регистрации гамма-излучения облученных образцов служат сцинтилляционные счетчики 6, помещенные в защитную свинцовую оболочку. Управление работой установки производится с пульта 7, в котором размещены органы управления ПТС, генератором нейтронов и системой регистрации излучения. Установка, осуществляет автоматический режим анализа, при котором производится заданное оператором число циклов измерения наведенной активности, после чего контейнер с навеской удаляется из канала, а набранная в процессе анализа информация снимается с пересчетных устройств и обрабатывается оператором или с помощью микропроцессора. Наряду с вышеописанной методикой допускаются другие модификации установки нейтронно-активационного анализа.

Измерение (взвешивание) массы навески производится с относительной погрешностью не более 0,2 % с помощью лабораторных весов общего назначения первого или второго класса точности и предельной нагрузкой 500 г.

Нейтронно–активационная приставка для определения фтора, с изотопным источником нейтронов с выходом нейтронов не менее 1×108 с-1 и энергией нейтронов от 1,5 до 10 МэВ.

Контейнеры для транспортировки навесок по каналам прямоугольного сечения и круглого сечения. Допускается изменение размеров контейнера соответственно размерам каналов ПТС. Изготавливают контейнеры из полиэтилена с содержанием кислорода меньше 2×102 % стали (например, Х18Н10Т) или  других материалов с низкой массовой долей кислорода (10-3–10-2  %).

Рисунок ? – Контейнеры для транспортировки навесок по каналам прямоугольного сечения и круглого сечения.

Образцы для градуировки:

1) стандартные образцы по ГОСТ 8.315;

2) смеси веществ и материалов  с установленными значениями  содержаний компонентов смеси  и характеристиками их погрешностей;

3) однородные пробы материала, проанализированные по методике исполнения измерений с установленными показателями точности;

4) вещества со стехиометрическим составом, предназначенные для установления градуировочной характеристики.

Образцы для градуировки изготавливают, например, из кислорода содержащих веществ с известным стехиометрическим составом (полиметилметакрилат), содержание кислорода — 32,0 % двуокись кремния — 53,25 % пятиокись тантала — 18,1 % и др. Образцам из полиметилметакрилата придают форму внутренней полости контейнера, порошки после предварительной прокалки запрессовывают в контейнер.

Образцы для контроля:

1) стандартные образцы по ГОСТ 8.315;

2) смеси веществ с установленными  значениями содержаний анализируемых компонентов и характеристиками их погрешностей, предназначенные для контроля точности анализа. Погрешность образцов для градуировки, а также образцов для контроля не должна превышать, одной трети, погрешности методики анализа.

Образцы для мониторирования нейтронного потока (мониторами) – изготавливают из соединений с возможно большим содержанием кислорода и фтора – предназначение для контроля интенсивности потока нейтронов. Они могут быть идентичны образцам для градуировки.

Выполнение анализа.

Анализируемые навески проб из компактных или подвергающихся прессованию материалов изготавливают — по форме и размерам, соответствующим размерам транспортного контейнера (см. – рис.2) либо размерам внутренней полости контейнера и взвешивают. Компактные образцы в процессе пробоотбора, при необходимости, промывают  ацетоном, спиртом или другими растворителями и высушивают на воздухе. Навески проб в виде порошка, стружки, кусочков, ленты и т.д. помещают до заполнения в предварительно взвешенные контейнера.

Загружают в каналы ПТС анализируемую навеску (компактную в контейнере) и мониторный образец и производят анализ. Ход анализа – контролируют по световым табло генератора нейтронов, устройств автоматизации и блоков спектрометрического тракта. По окончании измерения списывают со световых табло или других устройств регистрации количество импульсов. Допускается автоматическая  обработка результатов-измерений.

 Вычисление результатов  анализа.

1. Градуировочный коэффициент (К) вычисляют  по формуле:

          (1)

        где mo- масса кислорода в образце для градуировке, г; N oг, N м- количество импульсов, зарегистрированных от образца для градуировки и мониторного образца соответственно, за вычетом фона.

         2. Массовую долю кислорода в процентах (X) вычисляют по формуле:

        (2)

где Na, Nм - количество импульсов, зарегистрированных от анализируемой навески и мониторного образца, за вычетом фона; m— масса навески, г; α- Коэффициент учитывающий различие самопоглощения гамма-квантов в анализируемом и градуировочном образцах. Значение α  определяют для каждого типа транспортного контейнера по формуле:

          (3)

где Kγг, Kγa – коэффициенты самопоглощения ; γ- излучения с энергией 6 МэВ в градуировочном и анализируемом образцах. Значения коэффициентов самопоглощения для различных материалов находят по графикам (рис.3), используя справочные данные о макроскопическом сечении поглощения ∑ (см -1).

∆X – холостая поправка, вычисляемая для каждого типа транспортного контейнера по формуле:

          (4)

где m' - масса кислорода в материале контейнера и в воздухе, заполняющем объем контейнера, г.

Определяется в обычном режиме измерений для пустого контейнера. При анализе образцов без контейнера ∆Х=0

Рисунок ? – Значение коэффициентов самопоглощения для различных материалов.

Массовую долю кислорода (Х) в процентах для фторсодержащих продуктов вычисляют по формуле:

X= XE - BF∙XF                       (5)

где Х∑ – суммарная эффективная массовая доля кислорода и фтора в процентах;

ХF–массовая доля фтора в процентах. Определяют другим независимым методом, или используя изотопную приставку, т.e. заменяя генератор нейтронов изотопным источником;

ВF =0,42 + 0,02 – коэффициент, учитывающий соотношение эффективных сечений реакций на фторе и кислороде для нейтронов с энергией 14 МэВ, а также отношение массовых чисел изотопов 19F и 16О и их распространенностей.

Массовую долю кислорода (X) в процентах в продуктах, содержащих 0,5–3,0 % бора, вычисляют по формуле, аналогичной формуле (5):

Х = Хе – Вв ∙Хв                  (6)

 где  Xе – суммарная эффективная массовая доля кислорода и бора в процентах;

 Хв – массовая доля бора в процентах определяют любым независимым методом;

Вв – коэффициент для бора, аналогичный по физическому смыслу коэффициенту ВF  в формуле (6):

Bв= 0,0100 ± 0, 0005            (7)

За результат анализа (A) принимают среднее арифметическое (Хп) не менее двух незначимо различающихся параллельных определений. Незначимость расхождений результатов параллельных определений устанавливают согласно ОСТ 95 10353.

 

8. ОХРАНА ТРУДА И ЗАЩИТА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

 

8.1 Организация охраны труда на предприятии

 

Комплексное управление охраной труда на предприятии осуществляется со стороны государства, собственника предприятия и работников предприятия.

Государство является гарантом создания безопасных и безвредных условий труда для работников предприятий, учреждений, организаций всех форм собственности.

Законодательная и нормативная база Украины об охране труда:

• Конституция Украины;
• Закон Украины «О внесении изменений в Закон Украины «Об охране труда»;
• КЗоТ;
• Закон Украины «О пожарной безопасности»;
• Закон Украины «Об общеобязательном  государственном социальном страховании от несчастного случая на производстве и профессионального заболевания, повлекших утрату трудоспособности»;
• ССТБ и др.

Кабинет министров Украины является верховной исполнительной властью в области охраны труда. В его полномочия входит:

• обеспечение реализации государственной политики в области ОТ;
• подаёт на утверждение в Верховный Совет Украины общегосударственную программу улучшения состояния безопасности, гигиены труда и производственной среды;
• направляет и координирует деятельность министерств, других центральных органов исполнительной власти в отношении создания безопасных и здоровых условий труда и надзора за ОТ;
• устанавливает единую государственную статистическую отчётность по вопросам ОТ.

С целью координации деятельности органов государственного управления охраной труда создается Национальный совет по вопросам безопасной жизнедеятельности населения, который возглавляет вице-премьер-министр Украины.

Полномочия других министерств и других центральных органов исполнительной власти:

− проводят единую научно-техническую политику в области ОТ;

− разрабатывают и реализуют отраслевые программы улучшения состояния безопасности, гигиены труда и производственной среды при участии профсоюзов;

− осуществляют методическое руководство деятельностью предприятий отрасли по ОТ;

− заключают с соответствующими отраслевыми профсоюзами соглашения по вопросам улучшения условий и безопасности труда;

− берут участие в обработке и пересмотре нормативно-правовых актов по охране труда;