§ 30. Методы определения содержания химических элементов по излучению их естественных радиоактивных изотопов
Многие химические элементы являются радиоактивными, т. е. все их изотопы радиоактивны. К ним относятся технеций, прометий и все естественные и искусственные элементы, стоящие в периодической системе элементов после висмута. Кроме того, ряд нерадиоактивных химических элементов в естественной смеси изотопов содержит радиоактивные изотопы.
Следует сказать, что на практике из нерадиоактивных элементов только калий определяется этим способом.
Для определения содержания радиоактивных элементов или нерадиоактивных, содержащих в естественной смеси радиоактивные изотопы, можно использовать два способа.
В первом способе определяется активность анализируемого образца (распад/сек) и по формуле (1) рассчитывается количество искомого элемента.
Величина 
должна быть известна. Этот способ сложен, так как определение активности (распад/сек) в большинстве случаев представляет собой трудную задачу (см. стр. 344).
Практически более доступно относительное измерение, т. е. измерение активности анализируемого образца и эталона или серии эталонов с известным содержанием определяемого элемента. Необходимо, чтобы была достигнута полная идентичность условий измерения образца и эталонов: положение их относительно детектора излучения, толщина слоя и плотность. В этом случае содержание элемента в анализируемом образце может быть найдено по калибровочному графику в координатах активность — содержание элемента или по формуле:
где 
— содержание искомого элемента в образце и эталоне; 
активность анализируемого образца и эталона.
Третий способ основан на определении количества дочернего радиоактивного изотопа, накапливающегося за определенный промежуток времени из материнского:
где 
— количества атомов дочернего и материнского радиоактивных изотопов; 
— константы распада дочернего и материнского изотопов; 
— время накопления дочернего изотопа из чистого материнского.
Этот способ применяется для определения содержания тех изотопов, которые распадаются с образованием других радиоактивных изотопов, например радия по дочернему радону, урана по 
и т. п.
В этом способе, как и в предыдущем, можно измерить абсолютную активность дочернего элемента и по формуле (46) вычислить число атомов материнского элемента и его содержание в анализируемом образце. Более применим относительный метод, в котором активность дочернего элемента в анализируемом образце определяют сравнением ее с активностью эталонного образца, содержание материнского элемента в котором известно. Накопление дочернего элемента в образце и эталоне должно осуществляться за одно и то же время, и материнский элемент перед накоплением должен быть тщательно химически очищен от дочернего. В этом случае для расчета применима формула (52).
Если продолжительность накопления дочернего элемента в образце и эталоне неодинакова, то необходимо вносить поправку на время накопления и расчет проводить по формуле:
где 
— время накопления дочернего элемента в анализируемом образце и эталоне.
