УДК 669.782:543.06:006.354    Группа    В59

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

КРЕМНИЙ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ И КВАРЦ

Метод определения примесей

Semiconductor silicon and quart/

Method of impurities determination

ОКСТУ 1709

Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 13 июля 1984 г. № 2490 срок действия установлен

с 01.01.86 'до 01.01.91

Несоблюдение стандарта преследуется по закону

Настоящий стандарт устанавливает нейтронно-активационный метод определения примесей в полупроводниковом кремнии и кварце в интервалах значений массовых долей примесей:

Метод основан на облучении анализируемых образцов и образцов сравнения нейтронами ядерного реактора и измерении наведенной активности радионуклидов определяемых элементов на гамма-спектрометре с полупроводниковым детектором.

Массовую долю примесей в образце определяют путем сопоставления скорости счета импульсов аналитических гамма-линий радионуклидов в спектрах образцов и образцов сравнения.

ГОСТ 26239.5-14 Стр. 2

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Общие требования к методу анализа — по ГОСТ

26239.0—84.

2. АППАРАТУРА, МАТЕРИАЛЫ И РЕАКТИВЫ

Ядерный реактор с потоком тепловых нейтронов (1—3)-10¹³ нейтр./(с-см²).

Гамма-спектрометр, состоящий из многоканального анализатора (число каналов анализатора не менее 1000), блока усиления сигналов. полупроводникового германиевого или германий-литиевого детектора с фотоэффективностью регистрации гамма-квантов линии ¹³⁷Cs неменее 0,7% (в угол 4я). Разрешение спектрометра не более 5 кэВ по линии ¹³⁷Cs. Отношение пик/комптон для ⁶⁰Со не менее 12:1.

Бокс защитный типа 1Б11 — 1НЖ-

Контейнер свинцовый транспортный марки КЛ-7,0 с толщиной стенок 70 мм.

Контейнер свинцовый настольный марки КТ-10 с толщиной стенок 10 мм.

Средства индивидуальной защиты от излучения и загрязнения радиоактивными веществами, согласно Основным санитарным правилам ОСП 72/80.

Пеналы алюминиевые, изготовленные из алюминия марки 995-А.

Радиометр «Тисс».

Набор образцовых стандартных гамма-излучателей (ОСГИ).

Фильтры обеззоленные «синяя лента».

Алюминиевая фольга марки 995-А толщиной 0,05—0,1 мм.

Колбы мерные вместимостью 50, 100, 1000 см¹.

Цилиндры мерные вместимостью 10 и 25 см¹.

Микропипетки на 0,1 см¹ (первого класса).

Стаканы фторопластовые вместимостью 150 см¹.

Стаканы стеклянные химические вместимостью 100 см¹.

Шкаф сушильный с температурой до 150 °С.

Печь муфельная типа МП-2УМ.

Азот жидкий по ГОСТ 9293-74.

Ступка и пестик из агата или яшмы.

Плитка электрическая.

Весы аналитические.

Весы микроаналитические типа ВЛМ-1 г.

Лампа инфракрасного излучения типа ИКЗ-220—500.

Ацетон по ГОСТ 2603-79.

Вода дистиллированная по ГОСТ 6709-72.

Кислота соляная особой чистоты по ГОСТ 14261-77.

Стр. 11 ГОСТ 26239.5-84

При определении индия по гамма-линии ^114mIn £_т =192 кэВ вклад гамма-линии ⁵⁹Fe учитывают аналогично описанному выше для меди.

Присутствие определяемых элементов (чаще всего натрия, меди и скандия) в полосках фильтровальной бумаги, на которую накапывают стандартные растворы, учитывают по формуле

_N_0C

/2₀с    +    П-ос+ф Я-ф>

*ос

А/^ос    •*

где Пос —--скорость счета импульсов аналитической гамма-ли-

*ос

нии радионуклида определяемого элемента, обусловленная содержанием этого элемента, накапанным из образца сравнения, имп/мин;

/г осн-ф —скорость счета импульсов аналитической гамма-линии радионуклида определяемого элемента, полученная при измерении образца сравнения, имп/мин;

Пф—скорость счета импульсов гамма-линии радионуклида определяемого элемента, обусловленная присутствием этого элемента в фильтровальной бумаге, имп/мин.

Для каждой определяемой примеси за результат анализа принимают среднее арифметическое двух результатов параллельных определений, проведенных каждое из отдельной навески как в пп. 3.1; 4.1; 4.2 и 5.1.

5.2.    Разность большего и меньшего из двух результатов параллельных определений не должна превышать величин абсолютных допускаемых расхождений для доверительной вероятности Р = 0,90, указанных в табл. 2.

5.3.    Для проверки правильности результатов анализа готовят искусственные смеси (№ 1—4) на основе полупроводникового кремния, растертого в агатовой ступке до порошкообразного состояния, в который вводят определяемые элементы введением из ранее приго" товленных стандартных растворов (разд. 2). Порошкообразный кремний предварительно проверяют нейтронно-активационным методом на содержание всех определяемых элементов. Массовая доля определяемых элементов в порошкообразном кремнии должна быть не более 20 % от содержания элементов, вводимых в виде добавок из растворов.

Массовая доля каждой из вводимых добавок должна быть не менее утроенной величины нижней границы определяемых содержаний элементов по методике и не больше верхней границы определяемых содержаний элементов.

ГОСТ 26239.5-84 Стр. 12

Стр. 13 ГОСТ 26239.5-84

Порошкообразный кремний помещают в агатовую ступку, вводят растворы определяемых элементов, затем под слоем спирта перетирают смесь 2,5—3 ч и высушивают смесь под инфракрасной лампой до постоянной массы.

См^есь 1: к 10,0 г порошкообразного кремния добавляют по 0,1 см³ растворов, содержащих натрий, лантан, европий, лютеций и скандий. Массовая доля натрия в полученной смеси составит 1,0*10—⁵ %, лантана 1,0-10—⁶ %, европия 2,0-10“⁷%, лютеция 2,0*10~⁷%, скандия 1,0-10^—6 %.

Смесь 2: к 10,0 г порошкообразного кремния добавляют по Г,05 см³ растворов, содержащих серебро и хром, по 0,1 см³ растворов, содержащих сурьму и молибден. Массовая доля серебра в по-. ученной смеси составит 1,0-10~⁵ %, хрома 5,0* 10^—5 %, сурьмы

1.0- 10“⁶ % и молибдена 5,(МО^-5 %.

Смесь 3: к 10,0 г порошкообразного кремния добавляют по 0,05 см³ растворов, содержащих кобальт и тантал, 0,02 см³ раствора, содержащего железо, и по 0,1 см³ растворов, содержащих мышьяк и галлий. Массовая доля кобальта в полученной смеси составит 1,0* 10^-5 %, тантала 5,0* 10”⁶ %, железа 1,0* 10^-3 %, мышьяка

1.0- 10 “⁵ % и галлия 1,0-10—⁵ %.

Смесь 4: к 10,0 г порошкообразного кремния добавляют 0,05 см³ раствора, содержащего медь и цинк, 0,1 см³ раствора, содержащего золото, 0,02 см³ раствора, содержащего никель, и 0,1 см³ раствора, содержащего индий. Массовая доля меди в полученной смеси составит 1,0*10"^ь%, цинка 5,0*10“⁵%, золота 2,0*10“⁷ %, вольфрама 5ДМ0^-6 %, никеля 1,0-10—³ % и индия 5,0-10^-5 %•

От каждой из приготовленных смесей отбирают три навески по 2,0 г и анализируют по пп. 3.1—4.3 и по разд. 5.

Время выдержки навесок искусственных смесей при определении элементов приведено в табл. 3.

Таблица 3

Номер смеси	Определяемый iieMem	Время иыдержки, ч
1	Натрий, европии	20“ 80
	Лантан	50—80
	Лютеций, скандий	100 и более
о	Молибден, сурьма	20—30
	Серебро, хром	80—100
о	Галлий, мышьяк	20—40
О	Кобальт, железо, тантал	60—100
4	Вольфрам, медь, цинк	20—30
	Индий, никель	100 и более
	Золото	80—120

ГОСТ 26239.5-84 Стр 14

Для каждой определяемой примеси получают результат анализа (за вычетом массовой доли элемента в порошкообразном кремнии до введения добавки) как среднее арифметическое из трех результатов параллельных определений, проведенное каждое из навески 2,0 г. Анализ считается правильным, если найденные при этом значения массовой доли примесей (% ) находятся в пределах: вольфрам 5,0-10~⁶±0,8-10~⁶, галлий 1,0-10“⁵±0,2-10~⁵, европий 2,0Д0~⁷±0,4-Ю~⁷, золото 2,0*10“⁷±0,4-10~⁷, кобальт 1,0-10~⁵± ±0,2-!0~⁵, лютеций 2,0-10“⁷±0,4*10^-7, молибден 5,0-10^-5± 1,0-10^-5, натрий 1,0-10“⁵ ±0,2-10^-5, скандий 1,0-10“⁶±0,2-10“⁶, сурьма

1,0-10~⁶±0,2-10“⁶, хром 5,0-10~⁵± 1,0-10”^г\

77

Изменение № 1 ГОСТ 26239.5-84 Кремний полупроводниковый и кварц. Метод определения примесей

Утверждено и введено в действие Постановлением Государственного комитета. СССР по управлению качеством продукции и стандартам от 26.06.90 № 1847

Дата введения 01.01.91

Вводную часть изложить в новой редакции: «Настоящий стандарт устанавливает нейтронно-активационный метод определения примесей в нелегированном полупроводниковом кремнии и кварце в интервалах значений массовых долей примесей:

вольфрама	от	ыо-10	1 до	МО-5 %	молибдена	от	ыо-9	о"4 1 о о
галлия	от	2-ю-11	до	ыо-5 %	мышьяка	от	НО-10 до ыо-5 %
европия	от	ыо-!0	до	ЫО-5 %	натрия	от	ыо-8	до Н0“5 %
железа	от	2-ю-8	до	о"- со 1 о	никеля	от	00 1 о	до ПО-3 %
золота	от	мо-11	ДО	по-6 %	скандия	от	ыо-11	до ПО-6 %
индия	от	мо-8	ДО	ыо-4 %	серебра	от	ыо-9	©*- со 1 О О
кобальта	от	по-ю	до	ыо-6 %	сурьмы	от	ыо-10	до Г10-6 %
лантана	от	ыо-10	ДО	по-5 %	тантала	от	ыо-10	o'- со 1 О т—Ч О *=t
лютеция	от	ыо-9	ДО	по-4 %	хрома	от	ыо-9	до ПО-5 %
меди	от	ыо-9	до	ыо-5 %	цинка	от	ыо-9	до НО-4 %

Метод не распространяется для анализа кремния марок КЭС-0,01 и КЭМ-

-0,01».

Раздел 2. Первый, второй абзацы изложить в новой редакции:    «Ядерный

реактор с плотностью потока нейтронов 0,5—НО¹⁴ нейтрон/(см²-с) и кадмиевым отношением по золоту в канале для облучения проб, равном 2—5.

Гамма-спектрометр, состоящий из многоканального анализатора (число каналов анализатора не менее 2000), блока усиления сигналов, полупроводникового германиевого или германий-литиевого детектора с фотоэффективностью регистрации гамма-квантов линии ⁶⁰Со с энергией 1332 кэВ не менее 1,5 % ( в угод 4я). Отношение пик/комптон для ⁶⁰Со не менее 30:1. Разрешение спектрометра не более 3 кэВ по линии ⁶⁰Со с энергией 1332 кэВ»;

четвертый абзац изложить в новой редакции: «Контейнер свинцовый транспортный марки КЛ-10,0 с толщиной стенок 100 мм»;

одиннадцатый абзац дополнить ссылкой: ГОСТ 618-73; заменить слова: «Весы аналитические» на «Весы лабораторные по ГОСТ 24104—88»;

«Стандартный раствор серебра». Заменить значения: 0,02 мг/см³ на 0,002 мг/ /см³, 0,0315 г на 0,00315 г.

«Стандартный раствор молибдена и хрома». Заменить значения: 0,1 мг/см³ на 0,01 мг/см³, 0,10 мг/см³ на 0,01 мг/см³.

«Стандартный раствор тантала готовят в день употребления». Заменить значения: 100 см³ на 1000 см³, 0,01 мг/см³ на 0,001 мг/см³.

«Стандартный раствор кобальта». Заменить значения: 0,02 мг/см³ на 0,002 мг/см³, 0,0200 г на 0,0020 г;

заменить ссылки: ГОСТ 18300-72 на ГОСТ 18300-87; ОСП 72/80 на ОСП 72/87.

Пункт 3.1. Второй абзац изложить в новой редакции: «От каждой анализируемой пробы отбирают две навески толщиной 2—3 мм, массой 4—6 г, помещают каждую навеску в алюминиевый пакет, пакет маркируют»;

четвертый абзац. Заменить слова:    «молибдена    0,01    мг»    на    «молибдена

0,001 мг», «серебра 0,002 мг» на «серебра 0,0002 мг», «тантала, 0,001 мг» на «тантала 0,0001 мг», «хрома 0,01 мг на «хрома 0,001 мг»;

последний абзац изложить в новой редакции: «Пенал с анализируемыми образцами и образцами сравнения облучают в ядерном реакторе в течение:

100 ч, если ожидаемая массовая доля примесей, которые необходимо определить, составляет менее 10^-7 % масс;

(Продолжение см. с. 114)

113

(Продолжение изменения к ГОСТ 26239.5—84) Продолжение табл. 2

Определ яемын элемент Массовая доля определяемого элемента, % Абсолютное допускаемое расхождение, % 1,0-10-6 0,23-10-6 Золото, скандий 1,0-10-8 0,23-Ю-8 1,0-10-!0 0,30-10-'° 1,0-10-" 0,50-10-" 1,о-ю-6 0,23-10-6 Кобальт, сурьма, тантал 1,0-10-8 0,23-10-6 1,0-Ю-9 0,30-10-9 1,0-Ю-10 0,50-10-'°

Допускаемые расхождения для промежуточных значений массовых долей находят методом линейного интерполирования»;

пятый абзац. Заменить значения: 1,0*10^-5 % на 1,0-10~⁶ %; 5,(МД-⁵ % на

5.0- 10—⁶ % (2 раза):

шестой абзац. Заменить значения: 1,0-10“⁵ % на 3,0-10~⁶ %; 5,ОТО^-6 % на

5.0- 10^-7 %;

таблицу 3 изложить в новой редакции:

(Продолжение см. с. 116)

(Продолжение изменения к ГОСТ 26239.5—84) Таблица 3

Номер смеси Определяемый элемент Время выдержки, ч 1 Натрий, европий 30—70 Лантан 50—80 Лютеций, скандий Более 100 2 Молибден, сурьма 30—70 Серебро, хром Более 100 3 Галлий, мышьяк 30—40 Кобальт, железо, тантал Более 100 Вольфрам, медь, цинк 30—40 4 Индий, никель Более 100 Золото 80—120

(ИУС № 10 1990 г.)

Стр. 3 ГОСТ 26239.5-84

Кислота азотная особой чистоты по ГОСТ 11125-78.

Кислота фтористоводородная по ГОСТ 10484-78.

Кислота серная особой чистоты по ГОСТ 14262-78.

Натрия гидроокись по ГОСТ 4328-77.

Натрий сернокислый пиро по ГОСТ 18344-78.

Аммоний виннокислый по ГОСТ 4951-79.

Спирт этиловый ректификованный технический по ГОСТ 18300-72.

Аммоний молибденовокислый по ГОСТ 3765-78, х.ч.

Галлий металлический по ГОСТ 12797-77.

Железо карбонильное радиотехническое по ГОСТ 13610-79, марки ПС.

Европия окись чистотой 99,9 %.

Золото по ГОСТ 6835-80.

Индий металлический по ГОСТ 10297-75.

Калий двухромовокислый по ГОСТ 4220-75, х. ч., высушенный до постоянной массы при 140 °С.

Кобальт металлический по ГОСТ 123-78, марки К-1.

Кремний полупроводниковый, марки КП-Г—6.

Лантана окись чистотой 99,9 %.

Лютеция окись чистотой 99,9 % •

Медь металлическая порошкообразная по ГОСТ 859-78, марки М3.

Мышьяк металлический чистотой 99,9 %,.

Натрий вольфрамовокислый 2-водный по ГОСТ 18289-78, х.ч.

Натрий хлористый по ГОСТ 4233-77, х.ч., высушенный до постоянной массы.

Никеля окись черная по ГОСТ 4331-78, ч.

Серебро азотнокислое поГОСТ 1277-75, х.ч., высушенное до постоянной массы при 140 °С.

Скандия окись чистотой 99,9 %.

Сурьма металлическая по ГОСТ 1089-82, марки Су-0000.

Тантала пятиокись чистотой 99,9 %.

Цинк металлический по ГОСТ 3640-79.

Стандартный раствор натрия, содержащий 0,01 мг/см³ натрия: 0,0254 г хлористого натрия, высушенного до постоянной массы, помещают в мерную колбу вместимостью 1000 см³ и растворяют в дистиллированной воде, доводят до метки, перемешивают.

Стандартный раствор серебра, содержащий 0,02 мг/см³ серебра: 0,0315 г азотнокислого серебра помещают в мерную колбу вместимостью 1000 см³ и растворяют дистиллированной водой, доводят до метки, перемешивают.

Стандартный раствор молибдена и хрома, содержащий 0,1 мг/см³ молибдена и 0,10 мг/см³ хрома: 0,0184 г молибденовокислого аммония и 0,0283 г двухромовокислого калия помещают в мер- ²

ГОСТ 26239.5-84 Стр. 4

яую колбу вместимостью 100 см³, растворяют в дистиллированной воде, доводят до метки, перемешивают.

Основной раствор меди и цинка, содержащий 0,1 мг/см³ меди и 0,5 мг/см³ цинка: 0,1000 г меди и 0,5000 г цинка помещают в химический стакан вместимостью 100 см³ и растворяют при нагревании в 50 см³ смеси соляной и азотной кислот (1:5), после растворения меди и цинка раствор охлаждают и переносят в мерную колбу вместимостью 1000 см³, доводят дистиллированной водой до метки, перемешивают. От основного раствора отбирают 10 см³ и переносят в мерную колбу вместимостью НЮ см³, доводят дистиллированной водой до метки, перемешивают. Этот раствор, содержащий 0,01 мг/см³ меди и 0,05 мг/см³ цинка, используют в качестве стандартного раствора.

Стандартный раствор вольфрама, содержащий 0,005 мг/см³ вольфрама: 0,00897 г вольфрамовокислого натрия растворяют в дистиллированной воде в мерной колбе вместимостью 1000 см³, доводят дистиллированной водой до метки, перемешивают.

Основной раствор тантала, содержащий 0,5 мг/см³ тантала: 0,0610 г пятиокиси тантала сплавляют в муфельной печи с 2 г пиро-сернокислого натрия при 900 °С до получения прозрачного плава. Плав растворяют при кипячении в 40 см³ 10 %-ного раствора виннокислого аммония, раствор охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 100 см³, доводят дистиллированной водой до метки, перемешивают.

Стандартный раствор тантала готовят в день употребления. От основного раствора отбирают 2 см³, переносят в мерную колбу вместимостью 100 см³ и доводят до метки 8 %-ным раствором виннокислого аммония, перемешивают. В стандартном растворе тантала содержится 0,*01 мг/см³ тантала.

Стандартный раствор железа, содержащий 10 мг/см³ железа: 1,000 г железа помещают в химический стакан вместимостью 100 см³, добавляют 30 см³ концентрированной соляной кислоты и 1,5 см³ азотной кислоты и нагревают до полного растворения навески, после охлаждения раствор переносят в мерную колбу вместимостью 100 см³, доводят дистиллированной водой до метки, перемешивают.

Стандартный раствор кобальта, содержащий 0,02 мг/см³ кобальта: 0,0200 г кобальта помещают в химический стакан вместимостью 50 см³ и растворяют в минимальном объеме азотной кислоты, раствор переносят в мерную колбу вместимостью 1000 см³, доводят дистиллированной водой до метки, перемешивают.

Стандартный раствор мышьяка, содержащий 0,01 мг/см³ мышьяка: 0,0100 г мышьяка помещают в химический стакан вместимостью 50 см³ и растворяют при нагревании в 5 см³ серной кислоты, после растворения мышьяка раствор упаривают примерно до 1 см³, охлаждают и переносят в мерную колбу вместимостью

3*

Стр. 5 ГОСТ 26239.5-84

1000 см³, доводят дистиллированной водой до метки, перемешивают.

Основной раствор европия, лютеция и лантана, содержащий 0,01 мг/см³ европия, 0,01 мг/см³ лютеция и 0,05 мг/см³ лантана: 0,0116 г окиси европия, 0,0114 г окиси лютеция и 0,0596 г окиси лантана помещают в химический стакан вместимостью 100 см³, добавляют 20 см³ концентрированной соляной кислоты, разбавленной дистиллированной водой в соотношении 1:1, растворяют при нагревании, охлаждают, переносят в мерную колбу вместимостью 1000 см³, доводят дистиллированной водой до метки, перемешивают. От основного раствора отбирают 2,0 см³ и переносят в мерную колбу вместимостью 1000 см³, доводят дистиллированной водой до метки, перемешивают.

Этот раствор, содержащий 0,0002 мг/см³ европия, 0,0002 мг/см³ лютеция и 0,001 мг/см³ лантана, используют в качестве стандартного раствора.

Основной раствор скандия, содержащий 0,1 мг/см³ скандия: 0,1500 г окиси скандия помещают в химический стакан вместимостью 100 см³, добавляют 25 см³ концентрированной соляной кислоты, разбавленной дистиллированной водой в соотношении 1:1, растворяют при нагревании, после охлаждения раствор переносят в мерную колбу вместимостью 100 см³, доводят до метки дистиллированной водой, перемешивают. Этот раствор, содержащий 0,001 мг/см³ скандия, используют в качестве стандартного раствора.

Основной раствор сурьмы, содержащий 0,01 мг/см³ сурьмы: 0,0100 г сурьмы растворяют в 5 см³ царской водки (1 часть азотной кислоты и 3 части соляной кислоты) при нагревании, после удаления окислов азота раствор переносят в мерную колбу вместимостью 1000 см³, разбавляют 6М раствором соляной кислоты до метки, перемешивают. От основного раствора отбирают 10 см³ и переносят в мерную колбу вместимостью 100 см³, доводят до метки 6М раствором соляной кислоты, перемешивают. Этот раствор, содержащий 0,001 мг/см³ сурьмы, используют в качестве стандартного раствора.

Основной раствор золота, содержащий 0,01 мг/см³ золота: 0,0100 г золота растворяют в 5 см³ царской водки при нагревании* после удаления окислов азота раствор переносят в мерную колбу вместимостью 1000 см³, доводят дистиллированной водой до метки, перемешивают. От основного раствора отбирают 2,0 см³ и переносят в мерную колбу вместимостью 100 см³, доводят дистиллированной водой до метки, перемешивают. Этот раствор, содержащий 0,0002 мг/см³ золота, используют в качестве стандартного раствора золота.

Стандартный раствор никеля, содержащий 0.5 мг/см³ никеля: 0,0704 г окиси никеля помещают в химический стакан вместимостью 50 см³ и растворяют в 10 см³ разбавленной азотной кислоты,

ГОСТ 26239.5-84 Стр. 6

раствор переносят в мерную колбу вместимостью 100 см³, доводят дистиллированной водой до метки, перемешивают.

Стандартный раствор индия, содержащий 0,01 мг/см³ индия: 0,0100 г индия помещают в химический стакан вместимостью 50 см³¹ и растворяют при нагревании в минимальном объеме царской водки (1 часть азотной кислоты и 3 части соляной кислоты), после охлаждения раствор переносят в мерную колбу вместимостью 1000 см³, доводят дистиллированной водой до метки, перемешивают.

Стандартный раствор галлия, содержащий 0,01 мг/см³ галли: : 0,0100 г галлия растворяют в минимальном объеме царской водки (1 часть азотной кислоты и 3 части соляной кислоты) в химическом стакане вместимостью 50 см³ при нагревании, после охлаждения раствор переносят в мерную колбу вместимостью 1000 см³, довод: т до метки 1 %-ным раствором соляной кислоты, перемешивают.

3. ПОДГОТОВКА К АНАЛИЗУ

3.1. Подготовка анализируемых проб и образцов сравнения к облучению

Пенал для облучения и алюминиевую фольгу для упаковки образцов и образцов сравнения промывают ацетоном, затем спиртом.

От каждой анализируемой пробы отбирают два образца толщиной от 1,5 до 2,5 мм, массой по 2—2,5 г, помещают каждый образец в алюминиевый пакет, пакет маркируют.

Общая масса анализируемых образцов в пенале не должна превышать 30 г.

От каждого стандартного раствора отбирают по 0,1 см³ и накапывают на отдельные полоски фильтровальной бумаги «синяя лента», размером 1x3 см, высушивают под инфракрасной лампой, ыь тем полоску складывают в три слоя до размера 1 X 1 см и заворачивают в алюминиевую фольгу, маркируют. В контейнер для облучения помещают одновременно с образцами по два образца сравнения на каждый определяемый элемент. В каждом образце сравнения содержится: вольфрама 0,0005 мг, галлия 0,001 мг, европия 0,00002 мг, железа 1,0 мг, золота 0,00002 мг, индия 0,001 мг, кобальта 0,002 мг, лантана 0,0001 мг, лютеция 0,00002 мг, меди 0,001 мг, молибдена 0,01 мг, мышьяка 0,001 мг, натрия 0,005 мг, никеля 0,5 мг, скандия 0,0001 мг, серебра 0,002 мг, сурьмы 0,0001 мг, тантала 0,001 мг, хрома 0,01 мг, цинка 0,005 мг.

В каждый пенал для облучения помещают одну полоску фильтровальной бумаги, подготовленную и упакованную как описано выше, но без накапанных на нее стандартных растворов.

Пенал с анализируемыми образцами и образцами сравнения облучают в ядерном реакторе в течение 200 ч. Облученные образцы перевозят в лабораторию в свинцовом контейнере КЛ-7.0. ³

Стр. 7 ГОСТ 26239.5-84

4. ПРОВЕДЕНИЕ АНАЛИЗА

4.1.    Обработка анализируемых образцов и образцов сравнения после облучения

Пенал с облученными анализируемыми образцами и образцами сравнения помещают в защитный бокс типа 1Б11—1НЖ. Через 20—25 ч после облучения анализируемые образцы освобождают от алюминиевых пакетов и помещают во фторопластовые стаканы и трижды протравливают в свежеприготовленной смеси азотной и фтористоводородной кислот (5:1). Время каждого травления 20— 40 с без нагревания. После кислотного травления образец обрабатывают 10 %-ным раствором щелочи в течение 40—80 с. После каждого травления образцы промывают водой, а по окончании щелочного травления высушивают под инфракрасной лампой, взвешивают на аналитических весах, упаковывают в алюминиевую фольгу, маркируют.

Образцы сравнения и полоску фильтровальной бумаги без накапанных на нее стандартных растворов извлекают из алюминиевых пакетов и помещают в необлученные алюминиевые пакеты.

Анализируемые образцы и образцы сравнения помещают в разные защитные контейнеры типа КТ.

4.2.    Подготовка гамма-спектрометра к измерению активности и измерение активности анализируемых образцов и образцов сравнения

Измерению активности анализируемых образцов и образцов сравнения предшествует калибровка спектрометра по энергии с помощью набора ОСГИ. При калибровке подбирают такое усиление сигналов, при котором на 1 канал анализатора приходилось 1,0—1,5 кэВ.

Перед измерением активности образцов измеряют в течение 30— 40 мин уровень естественного фона детектора. Если в спектре присутствуют гамма-линии радионуклидов, которые могут быть идентифицированы как искусственно радиоактивные вещества, принимают меры к уменьшению фона до уровня естественного фона детектора, обусловленного естественно-радиоактивными элементами, находящимися в материалах, окружающих детектор (стены, защита и т. п.).

При измерении активности образцов и образцов сравнения загрузка спектрометра не должна приводить к искажению формы амплитудного распределения более чем на 10 %.

Если необходимо снизить загрузку спектрометра от тормозного излучения, вызванного радионуклидами, образующимися из кремния и от низкоэнергетических гамма-квантов радионуклидов примесных элементов, применяют фильтр излучения — слой алюминия 3 мм и слой железа толщиной 3—4 мм. ⁴

ГОСТ 26239.5-84 Стр. 8

Если необходимо снизить загрузку спектрометра только от низко-энергетического излучения радионуклидов примесных элементов, применяют фильтр излучения — слой алюминия 2 мм и слой свинца 2—3 мм.

Активность анализируемых образцов и образцов сравнения измеряют в одинаковых геометрических условиях.

В качестве аналитических используют гамма-линии радионуклидов, которые приведены в табл. 1.

Таблица 1

Определяемый элемент (радионуклид) Период полураспада радионуклида Энергия аналитической гамма-линии, кэВ* Вольфрам (1^7\V) 23,9 ч 686 Галлий (|72Ga) 14,1 ч 834 Европий (152mEu) 9,3 ч 841 Железо (°9 Fe) 44,6 дня 1099 Золото (198 Аи) 2,7 дня 412 Индий ( П4т1п) 49,5 дня 192 Кобальт (60 Со) 5,26 года 1332 Лантан (i40La) 40,2 ч 1596 Лютеций (177Lu) 6,7 дня 208 Медь (^4Си) 12,8 ч 511 Молибден (" Мо) 66,0 ч 140 Мышьяк (76As) 26,3 ч 559 Натрий (24Na) 15,0 ч 1368 Никель (58 Со) 71,3 дня 811 Серебро (UOmAg) 253 дня 657 Скандий (46 Sc) 84,0 дня 889 Сурьма (122 Sb) 2,71 дня 564 Тантал (!82Та) 115 дней 1189 Хром (51 Сг) 27,7 дня 320 Цинк (69mZn) 14,0 ч 439

* Переводной множитель 1 кэВ= 1,602* 10-9 эрг.

Время измерения активности анализируемых образцов зависит от содержания определяемых элементов и составляет 10—60 мин. Время измерения активности образцов сравнения и полоски фильтровальной бумаги, на которую не накапан стандартный раствор, составляет 1—3 мин. Время выдержки образцов зависит от массовой доли и соотношения примесных элементов в анализируемых пробах. Для проб, в которых массовая доля высокоактивирующих-ся примесных элементов (натрия, скандия, кобальта, меди, галлия, мышьяка, брома, сурьмы, редкоземельных элементов, гафния, тантала, вольфрама, рения, иридия и золота) не более (1—3)*10"⁵%, вольфрам, галлий, европий, лантан, медь, мышьяк, натрий и цинк ⁵

Стр Я ГОСТ 26239.5-84

определяют при времени выдержки, равном 20—30 ч, а остальные элементы — при времени выдержки 60—100 ч. Если массовая доля перечисленных выше высокоактивирующихся элементов меньше (1—3)>10~⁷ %, допускается одновременное определение всех элементов после выдержки в течение 20—30 ч.

Спектры образцов расшифровывают по энергиям наиболее интенсивных гамма-линий радионуклидов определяемых элементов с использованием калибровки спектрометра по энергии и по положению аналитических гамма-линий в спектрах образцов сравнения.

5. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

5.1. Массовые доли определяемых элементов (X) в процентах вычисляют по формуле

^__200 -/7?_сс - ./У_н • KY_

,    Г    ЛСс,    —0,693* A/j/J , ЛУ_С, -0..93-ЛИТ ’

*н^,тнч / 'в    -г * -е

L t_0Cl    t(_)Cj    J

где Nн —число импульсов в аналитическом пике радионуклида определяемого элемента в спектре анализируемого образца, имп;

ЛУ_С, , Nос₂ - число импульсов в аналитическом пике в спектре образцов сравнения 1 и 2 соответственно, имп;

Ci/ f о;_:, foe,-- время измерения спектра анализируемого образца и образцов сравнения 1 и 2 соответственно, мин;

/п_н —масса анализируемого образца, мг;

/пос — содержание определяемого элемента в образце сравнения, мг;

К_г — поправочный коэффициент, обусловленный различием в геометрических размерах анализируемого образца и образцов сравнения; находится экспериментально для каждого детектора (К_г >1);

7 — период полураспада радионуклида;

Afi, Af₂ — промежуток между временем измерения спектра образца сравнения 1 и образца сравнения 2 и серединой времени измерения спектра анализируемого образца.

Поправки на распад радионуклидов могут не учитываться при

Y~ <0,01, где At есть AU или А/₂, т. е. как правило при расчете

массовой доли скандия, хрома, кобальта, железа, серебра, лютеция, индия, тантала и сурьмы. В этом случае

£-0,Д}3-ДП.Г ^ q-Л) Г93-Д*,.Т - [

Поправочный коэффициент К_г , учитывающий разную форму анализируемых образцов и образцов сравнения, определяют экспериментально. Облучают навеску кремния (кварца) по массе и фор- ⁶

ГОСТ 26235.5-84 Стр. 10

ме, близкую к анализируемым образцам. Эта навеска должна содержать примеси элементов, из которых образуются радионуклиды с энергиями гамма-линий в области 0,1—0,2 МэВ, 0,4—0,5 МэВ и 1—1,3 МэВ. Такими элементами могут быть, например, вольфрам и тантал, гафний и кобальт и др. Названные элементы могут быть введены в качестве добавок (массовая доля 10~⁵—10“⁷ %) в кремний или кварц, растертый до порошкообразного состояния в агатовой ступке под слоем спирта, или может быть использован кремний, легированный этими элементами. После облучения измеряют удельную интенсивность соответствующих гамма-линий (имп/мин-мг) для всей навески К _г и части навески (размер 1X1 см, масса 100— 200 мг) Кг,. Отношение Кг₂ /Кг, дает значение поправочного коэффициента /С_гдля энергии соответствующей гамма-линии. Значения Kr_gfKr_t для промежуточных значений аналитических гамма-линий находят методом линейной интерполяции.

При определении меди по линии аннигилляционного излучения ⁶⁴Cu(£_v =511 кэВ) необходимо учитывать возможность вклада гамма-линии ^I87W(£_V =511,6 кэВ) и линий аннигилляционного излучения от радионуклидов ²⁴Na, ⁶Ga и ⁶⁵Zn. С этой целью измеряют активность анализируемого образца и устанавливают наличие в спектре радионуклидов вольфрама, галлия, натрия и цинка. Если какой-либо из перечисленных элементов присутствует в анализируемом образце, то в образцах сравнения данных элементов измеряют не только интенсивности аналитических гамма-линий, но и интенсивность линий с энергией 511 кэВ, а для вольфрама 511,6 кэВ.

При вычислении массовой доли меди в анализируемом образце кремния число импульсов в аналитическом пике ⁶⁴ Си(ЛГн(Сп) ) определяют по формуле

где N2—число импульсов в гамма-линии с энергией 511 и 511,6 кэВ, обусловленных излучением ⁶⁴Си и излучением радионуклидов элементов-помех, имп;

Na —■ число импульсов в аналитической гамма-линии радионуклида элемента-помехи в спектре анализируемого образца, имп (для ²⁴Na — 1368 кэВ, ⁶⁵Zn — 1115 кэВ, ⁶Ga — 834 кэВ, ¹⁸⁷W — 686 кэВ); п₂ — скорость счета импульсов в гамма-линии 511 кэВ (для вольфрама 511,6 кэВ) в спектре образца сравнения имп/мин;

т—-скорость импульсов в аналитической гамма-линии радионуклида элемента-помехи в спектре образца сравнения, имп/мин;

т — число радионуклидов-помех, принятых в рассмотрение.

73

1

За ;. 2335

2

3

4

5

6