Principios de análisis instrumental

))} 32( Métodos de activación de neutrones 825 Irradiación Procesamiento simultánea Periodo de Ruta no r------ enfriamiento destructiva Cuenta y presentación de muestras de datos y estándares Separación del analito Ruta destructiva FIGURA 32.8 Diagrama de flujo para dos tipos de métodos de activación de neutrones. proceso de enfriamiento las interferencias de vida corta se desin– tegran sin afectar el resultado del análisis. Otra razón para dejar que una muestra irradiada se enfríe es que se reduce el riesgo para la salud asociado con los altos niveles de radiactividad. Métodos no dest ructivos Como se muestra en la figura 32.8, en el método no destructivo la muestra y los estándares se cuentan directamente después del enfriamiento. En este caso, la capacidad de un espectrómetro de rayos gamma para discriminar entre las radiaciones de diferente energía proporciona selectividad. La ecuación 32.21 se utiliza entonces para calcular la cantidad de analito en la muestra desco– nocida, como se ilustra con el ejemplo 32.5. EJEMPLO 32.5 Se realizó un análisis por activación de neutrones de dos alícuo– tas de 5.00 mL de agua de río. A una de ellas se le añadió exac– tamente 1.00 mL de una disolución patrón que contenía 1.00 flg de AlH y a la otra alícuota se le añadió 1.00 mL de agua desio– nizada. Las dos muestras se irradiaron en forma simultánea con un flujo de neutrones homogéneo. Después de un breve periodo de enfriamiento, se contó la radiación gamma de la desintegración del 28 Al en cada muestra. La disolución que fue diluida con agua dio una velocidad de conteo de 2315 cpm, y la disolución que contenía el AlH añadido dio una lectura de 4197 cpm. Calcule la masa de Al en la muestra de 5.00 mL. ) Solución Se trata de un problema de adición estándar simple que se puede resolver al sustituir los datos en las ecuaciones 32.19 y 32.20. Entonces, 2315 = kmx 4197 = k(mx + m 5 ) = k(mx + 1.00) Luego de resolver estas dos ecuaciones se tiene mx = 1.23 flg Sin duda, el éxito del método no destructivo requiere que el espectrómetro sea capaz de aislar la señal de rayos gamma produ- cida por el analito de las señales de los otros componentes. El que la resolución adecuada sea posible o no depende de la compleji– dad de la muestra, de la presencia o ausencia de elementos que produzcan rayos gamma de casi la misma energía que la del ana– lito y del poder de resolución del espectrómetro. Las mejoras en el poder de resolución, que se han conseguido en las décadas pasa– das a causa del desarrollo de los detectores de germanio de alta pureza (sección 12B.4), han ampliado mucho el campo de apli– cación del método no destructivo. La gran ventaja de esta moda– lidad es su sencillez en términos de manipulación de la muestra y el tiempo mínimo de operación que se requiere para completar el análisis. De hecho, los equipos de activación modernos están ampliamente automatizados. Con frecuencia, la técnica instru– mental puramente no destructiva se denomina análisis instrumen– tal mediante activación de neutrones. Métodos destructivos Como se muestra en la trayectoria de la parte baja de la figura 32.8, un método destructivo requiere que el analito se separe de los otros componentes de la muestra antes del conteo. Si se utiliza un método de separación química, esta técnica se llama activa– ción de neutrones radioquímica. En este caso, una cantidad cono– cida de la muestra irradiada se disuelve y el analito se separa por precipitación, extracción, intercambio iónico o cromatografía. El material aislado o una fracción conocida del mismo se cuenta entonces para conocer su actividad gamma (o beta) . Los patro– nes son irradiados simultáneamente y tratados de igual ma.nera que en el método no destructivo. Se utiliza la ecuación 32.21 para calcular los resultados del análisis. 32C.5 Aplicación de la activación de neutrones Los métodos de activación de neutrones ofrecen varias ventajas, entre las que están la alta sensibilidad, la preparación mínima de la muestra y la fácil calibración. A menudo estos procedimien– tos son no destructivos y por ello se aplican al análisis de objetos de arte, monedas, muestras forenses y objetos arqueológicos. La mayor desventaja de los métodos de activación es que necesitan un equipo grande y caro e instalaciones especiales para la mani– pulación y para el desecho de materiales radiactivos. Otra des– ventaja es el largo tiempo de análisis que se requiere cuando se utilizan radionúclidos de vida larga.