MEV 013: Unit 15 - Radiochemical Techniques

-

UNIT 15: RADIOCHEMICAL TECHNIQUES

15.1 Introduction

Radiochemical techniques involve the use of radioactive substances and radiation detection methods for scientific analysis. These techniques are crucial in fields like environmental monitoring, nuclear chemistry, medicine, and archaeology for tasks such as pollutant tracing, carbon dating, and radioactive labeling.

15.1.1 Learning Outcomes

After completing this unit, learners will be able to:

  • Understand the fundamentals of radioactivity and isotope behavior.
  • Explain the working of radiation detection instruments.
  • Describe various radiochemical methods such as tracer techniques and isotope dilution.
  • Identify practical applications in environmental monitoring.

15.2 Basics of Radiochemical Techniques

Radiochemical techniques involve the use of radioactive isotopes for quantitative and qualitative analysis. They are based on detecting and measuring radiation emitted by unstable nuclei.

15.2.1 Key Concepts

  • Isotopes: Atoms of the same element with different numbers of neutrons.
  • Radioactive Decay: Spontaneous breakdown of unstable nuclei, emitting radiation.
  • Units of Radioactivity:
    • Becquerel (Bq) – SI unit (1 disintegration/sec)
    • Curie (Ci) – Traditional unit (1 Ci = 3.7 × 10¹⁰ Bq)
  • Half-Life: Time taken for half of a radioactive substance to decay.
  • Carbon Dating: Technique for estimating the age of organic material using Carbon-14 isotope.

15.3 Radioactive Labeling

Radioactive isotopes are used to label compounds, allowing researchers to track their movement, transformation, or interaction in environmental or biological systems.

Applications:

  • Tracing nutrient cycles
  • Studying pollutant transport
  • Drug metabolism in pharmaceuticals

15.4 Tracer Technique

In this method, a radioactive isotope (tracer) is introduced into a system to trace the pathway of a substance. It helps analyze:

  • Groundwater movement
  • Atmospheric circulation
  • Metabolic pathways

15.5 Isotope Dilution

This quantitative technique involves adding a known amount of radioactive isotope to a sample. After mixing, the concentration of the substance is calculated based on isotope dilution.

Used in:

  • Water and soil analysis
  • Determining trace metal concentrations
  • Industrial process tracking

15.6 Measurement of Radiation

Radiation emitted from radioactive substances is measured using specialized detection instruments.

15.7.1 Geiger-Müller (GM) Counter

  • Detects alpha, beta, and gamma radiation
  • Click-based output with readouts
  • Common for surveying radiation levels

15.7.2 Scintillation Counter

  • Uses scintillators that emit light when radiation is absorbed
  • Light is converted to electric signals for counting
  • High sensitivity for low-level radiation

15.7.3 Gamma Counter

  • Specifically designed to detect gamma radiation
  • Used in radioimmunoassays and environmental testing

15.7.4 Neutron Activation Analysis (NAA)

  • Involves bombarding samples with neutrons
  • The resulting radioactive isotopes are measured to determine element concentrations
  • Highly sensitive for trace element detection in air, water, and soil

15.8 Application of Radiochemical Techniques in Environmental Monitoring

Radiochemical methods help in:

  • Tracing pollutants in ecosystems
  • Dating geological and archaeological samples
  • Monitoring nuclear waste contamination
  • Studying radioactive fallout
  • Analyzing biogeochemical cycles

These techniques are particularly useful for non-destructive testing, long-term environmental studies, and global monitoring of radionuclides.

15.9 Summary

This unit covered:

  • The principles and types of radioactive decay
  • Various radiochemical methods such as tracer techniques and isotope dilution
  • Radiation detection tools including GM counters and scintillation counters
  • Real-world applications of these techniques in environmental chemistry

15.10 Glossary

  • Isotope-Atom with same atomic number but different number of neutrons
  • Radioactivity-Spontaneous emission of radiation from unstable atomic nuclei
  • Half-life-Time required for half of a radioactive isotope to decay
  • Carbon Dating-Technique to determine the age of organic material using C-14 isotope
  • Tracer Technique-Use of radioactive isotope to track movement or reactions of substances
  • Isotope Dilution-Analytical method using radioisotope addition to calculate unknown concentrations
  • GM Counter-Device that detects ionizing radiation through gas ionization
  • Scintillation Counter-Detector using light pulses from scintillators to measure radiation
  • Gamma Counter-Specialized instrument for detecting gamma radiation
  • Neutron Activation Analysis-Method of detecting elements via induced radioactivity from neutron bombardment
  • Radiochemical Labeling-Process of tagging a compound with a radioactive isotope

Comments

Post a Comment

Popular Posts

Jcert Class 8 Daffodil Chapter 1a: The Naive Friends Solutions

-
Chapter 1a : The Naive Friends Answer the following questions: 1. Which questions made Keshav and Shyama curious about the egg? Ans.         How did the chick come out? How big would the eggs? How many? What colours would they? What did they eat? Such types of questions made Keshav and Shyama curious about the egg. 2. What three things did the children do to protect the eggs? Ans.         The children done three things are: (i)          Adjustment of food. (ii)        Adjustment of water. (iii)      Adjustment of roof. 3. Why did Keshav think of making a cushion for the eggs? Ans.         When Keshav saw the egg on direct sun light, he thaught making a cushion for the eggs. 4. What excuse did Keshav give for not showing the eggs to Shyama? Ans.     ...
Read more

Jcert Class 8 भाषा मंजरी Chapter 3 मित्रता Solutions

-
अध्याय - 3 : मित्रता 1. आप किस प्रकार कह सकते हैं कि मित्रों के चुनाव की उपयुक्तता पर हमारे जीवन की सफलता निर्भर करती है? उ. मित्रों के चुनाव की उपयुक्तता पर हमारे जीवन की सफलता निर्भर करती है क्योंकि संगति का गुप्त प्रभाव हमारे आचरण पर पड़ता है और यदि हमें अच्छी संगति, अच्छे मित्र मिलते हैं तो वे हमें सफलता की ओर ले जाते हैं जबकि बुरी संगति हमारे जीवन को खाक में मिला देती है।  2. 'विश्वासपात्र मित्र जीवन की एक औषध है।' आशय स्पष्ट कीजिए। उ. 'विश्वासपात्र मित्र जीवन की एक औषध है'- ऐसा इसलिए कहा गया है कि यदि हमें विश्वासी मित्र मिल गया तो हम अपने जीवन में चाहे जैसा भी कदम उठाएँ, उस कदम की आलोचना करके वह हमें सही दिशा की ओर उन्मुख करेगा। हम अपनी गलती रूपी बीमारी को उसकी आलोचना रूपी औषधि से दूर कर सकेंगे।  3. मित्र का चुनाव करते समय हमें किन बातों का ध्यान रखना चाहिए? उ. मित्र का चुनाव करते समय हमें निम्नलिखित बातों का ध्यान रखना चाहिए हमारे अच्छे विचारों (संकल्पों) को दृढ़ करने वाला हो। हमें दोषों और त्रुटियों से बचाए। हमारे सत्य, पवित्रता ...
Read more

Jcert Class 8 भाषा मंजरी Chapter 8 अमरूद का पेड Solutions

-
अध्याय - 8 : अमरूद का पेड 1. लेखक को क्यों लगता है कि इन सब पिछड़े खयालातों का हमारे घर में गुजर नहीं हो सकेगा। उ. अमरूद के पेड़ को देखकर सबसे पहले बाबू कन्हैयालाल की बूढ़ी पत्नी ने एक दिन टोका कि पश्चिम की तरफ अगर मकान का मुखड़ा हो और सामने ही अमरूद का पेड़ तो 'राम-राम बड़ा अशुभ होता है और माँ के चेहरे पर थोड़ा-सा भय दिखा पर लेखक को विश्वास था कि इन सब पिछड़े खयालातों का हमारे घर में गुजर नहीं हो सकेगा क्योंकि उसके घर के लोग आधुनिक विचारधारा के थे उसकी माँ सत्याग्रह के दिनों में अजमेर में लम्बा जेल कर चुकी है। पिताजी खुद राजनैतिक सामाजिक उदारता वाले आदमी थे। बुआ ने विवाह नहीं किया था, पढ़ने-लिखने में ही अपनी सम्पूर्ण जिन्दगी लगा दी और समाज कोई चुनौती देने का साहस नहीं कर सका। साथ ही परिवार के सभी लोगों में पिछड़ेपन के प्रति भर्त्सना का भाव था। 2. अमरूद के पेड़ की छाया किस प्रकार लेखक को उनके भाई-बहनों के साथ जोड़ती है ? उ. अमरूद के पेड़ की छाया लेखक को उसके भाई-बहनों के साथ जोड़ती है। वे सभी अमरूद की छाया में बेंत की कुर्सियों पर बैठ चर्चाएँ करते थे जिससे उनके बीच...
Read more