Радиометрические методы анализа теоретические основы. Радиометрический анализ
Методы основаны на измерении радиационного спектра излучения исследуемого образца как по характеру излучения, так и по его интенсивности. Метод позволяет определять характер излучения, энергию и интенсивность излучения.
Выделяют 2 метода в радиометрии: прямой и активационный.
Прямой метод . Если природный образец содержит в своем составе примесь радиоактивного вещества, то концентрацию этой примеси определяют, непосредственно измеряя интенсивность радиоактивного излучения. Среди обычных природных веществ такие объекты крайне редки, потому что большинство элементов периодической системы представляют собой смеси стабильных изотопов.
Чтобы исследовать систему, представляющую собой в естественных условиях смесь стабильных изотопов, прибегают к ее радиохимической активации, т.е. вызывают в ней реакции радиоактивного распада. Активационный метод заключается в облучении вещества, при обычных условиях не имеющего радиоактивного излучения, путем воздействия на образец мощным источником радиоактивного излучения. Для этого исследуемый образец помещают в реактор, представляющий собой свинцовый контейнер с ампулой, заполненной радиоактивным веществом, Например Sr 90 (источник γ-излучения). В некоторых случаях в качестве источника с небольшой энергией β-излучения используют изотоп Гидрогена – тритий. Вызванная в результате облучения в исследуемом образце, радиохимическая реакция исследуется, т.е. измеряется характер излучения и его интенсивность.
Виды излучения: α-частицы – это дважды ионизированные ионы Гелия Не 2+ ; β - – поток электронов; β + – поток позитронов; γ – электромагнитные колебания с длиной волны меньше рентгеновского; p – поток протонов, ионизированные атомы Гидрогена; n – поток нейтронов, частиц с массой = 1 и зарядом 0 (количество нейтронов определяют: n = A-z); мезоны …
Излучение можно характеризовать по величине энергии в электрон-вольтах (эВ).
эВ – это такая энергия, которой обладает частица, имеющая элементарный заряд в поле напряженностью 1В/см 2 . Чем больше энергия частицы, тем больше ее проникающая способность в материал.
Период полураспада характеризует длительность жизни радиоактивного изотопа.
Это время, за которое распадается половина радиоактивных изотопов.
Изотопы
– нуклиды, имеющие одинаковый заряд,
но различную массу, например,
и
.
Изобары – нуклиды с одинаковым массовым числом.
Изотоны – это нуклиды с одинаковым числом нейтронов.
Интенсивность излучения – это число радиоактивных распадов в единицу времени. За единицу интенсивности принято 1 кюри – это составляет 3,7·10 10 распадов в секунду. Такую радиоактивность имеет 1 г Радия. В аналитической практике пользуются объектами, излучение которых не превышает сотни микрокюри.
В качестве приборов для измерения радиоактивности применяют счетчики Гейгера-Мюллера
(β - счетчики) .R
Счетчик представляет собой трубку из алюминиевой фольги, заполненную молекулами газообразного органического вещества. Корпус подключен к отрицательному полюсу источника электрического тока. В центре трубки находится металлическая нить, подключенная к положительному полюсу источника электрического тока высокого напряжения.
Процессы в счетчике. Электроны, пронизывая стенку счетчика, попадают в положительное цилиндрическое поле, создаваемое нитью. Напряженность этого поля увеличивается по мере приближения электронов к центру. Таким образом, электрон ускоряется и в близи нити приобретает такую энергию, которая способна ионизировать молекулы газообразного вещества. В результате, к нити подходят не электроны, а ионизированная ими лавина ионов. При ее разряде во внешней цепи возникает импульс электрического тока. В современных радиометрах вместо гальванометра, регистрирующего этот импульс, используются счетчики импульса – механические или электрические.
Таким образом, схема радиометра для измерения β-импульсов включает β-счетчик (детектор), усилитель и пересчетное устройство, которое считает число импульсов.
Радиометрические методы являются важной частью комплекса поисково-разведочных методов на руды радиоактивных элементов, а также полезных ископаемых, находящихся в парагенетической связи с радиоактивными элементами (фосфориты, редкие и редкоземельные элементы, осадочные руды ванадия, молибдена и др.).
Радиометрические методы исследования горных пород в условиях их естественного залегания можно разделить на две группы:
1. Полевые радиометрические методы (радиометрическая съемка), применяемые для приближенной оценки радиоактивности горных пород;
2. Методы радиометрического опробования, позволяющие более точно определять радиоактивность горных пород в условиях их естественного залегания (в скважинах, шурфах, обнажениях и т. п.)
В основе радиометрических методов лежит обнаружение различных поисковых признаков в виде коренных выходов руд и ореолов рассеяния вокруг рудного тела.
Рассмотрим кратко классификацию ореолов рассеяния, их формирование и важнейшие особенности. Различают открытые ореолы, выходящие на дневную поверхность, и закрытые, развивающиеся лишь на некоторой глубине от поверхности.
По генетическим признакам различают:
1. Первичные (эндогенные) ореолы, образовавшиеся одновременно с формированием рудного тела.
2. Вторичные ореолы, образующиеся при преобразовании руд и первичных ореолов в приповерхностных частях геологического разреза.
Элементный состав первичных ореолов близок к составу самих руд. Их формы подобны формам рудных тел, а размеры значительно превышают размеры залежи, распространяясь над крутопадающими телами до 100-200 м и более, а в стороны от нее до нескольких десятков метров.
Вторичные ореолы могут образовываться в результате переноса радиоактивного вещества и элементов-спутников в твердой, жидкой или газообразной форме. Эти ореолы можно классифицировать по виду вещества, содержащего радиоактивные элементы.
Механические ореолы - это область вокруг рудного тела, покрытая рудными обломками, образовавшимися при физическом выветривании и устойчивыми в поверхностных условиях. Образование механических ореолов урана возможно также за счет устойчивых вторичных скоплений урансодержащих гидроокислов железа, марганца, глинистых минералов или органических соединений.
Водные ореолы образуются за счет растворения урана и радия в подземных водах, омывающих рудное тело, и выноса их во вмещающие породы.
Солевые ореолы образуются за счет выпадения растворенного в воде урана при взаимодействии вод с вмещающими горными породами или при испарении воды. Солевые ореолы имеют более низкую концентрацию, чем механические, но гораздо большие размеры (до многих десятков метров, считая от границ залежи). На образование солевых ореолов большое влияние оказывают режим приповерхностных почвенно-грунтовых вод и климатические условия.
Рассеяние газообразных продуктов распада вокруг рудного тела или же вокруг механического и солевого ореолов приводит к образованию газовых (эманационных) ореолов.
Отдельные полевые радиометрические методы поисков направлены на обнаружение поисковых признаков, связанных с различными ореолами рассеяния радиоактивных элементов.
Радиометрическими методами поисков иногда называют методы, основанные на изучении радиационных ореолов. Вследствие распространенности закрытых ореолов важной характеристикой полевых (поисковых) методов является их глубинность, т. е. максимальная мощность неактивных отложений, перекрывающих рудное тело или ореол рассеяния, при которой возможно обнаружение последних. Для повышения надежности поисков радиометрическая съемка проводится в комплексе с другими геофизическими, геологическими, гидрохимическими и геохимическими исследованиями. Роль методов общей геофизики (электро-, магнито-, гравиразведка) особенно велика при поисках месторождений, не имеющих выхода на дневную поверхность. Однако ведущее место при этом остается за радиометрическими методами, среди которых основными являются авиационный, пешеходный и автомобильный гамма-методы.
Пешеходный гамма-метод . При поисках месторождений радиоактивных элементов и сопутствующих им полезных ископаемых применяется пешеходный гамма-метод (гамма-съемка). Широкое применение метода обусловлено:
1. Простотой методики, портативной, достаточно чувствительной, простой в обращении аппаратуры;
2. Высокой результативностью и относительно небольшой стоимостью съемки;
3. Возможностью применения в любых геоморфологических и климатических условиях, включая горные и иные районы, недоступные для авиационных и автомобильных гамма-методов.
В зависимости от задач выделяют рекогносцировочную, маршрутную и площадную съемки.
Глубинность гамма-метода. Для ее оценки рассчитаем поток у-квантов от бесконечного полупространства, перекрытого неактивными наносами мощностью h. Учитывая приближенный характер расчетов, будем исходить из следующей упрощенной модели, в которой необходимо рассчитать поток γ-квантов от бесконечного по простиранию пласта, перекрытого неактивными наносами мощностью h. γ-излучение каждого элементарного объема dV представляется в виде шести пучков, параллельных осям координат и имеющих интенсивность (I 0 /6)*dV, где I 0 – интенсивность γ-излучения элементарного объема. Поток γ-излучения на поверхности земли от тонкого активного слоя толщиной dz, лежащего на глубине z от подошвы наносов, равен:
где μ н и μ п – эффективные коэффициенты поглощения γ-квантов в наносах и в пласте.
Поток излучения от всего полупространства:
где Ф γ0 = I 0 /(6μ п) – поток излучения при нулевой мощности наносов.
За глубинность метода принимается мощность наносов hmax, ослабляющая интенсивность излучения в 20 раз.
В среднем для наносов μ н ≈ 0.07 см -1 , отсюда h max ≈ 45 см.
Дальнейшее увеличение глубины исследования возможно лишь за счет развития ореолов рассеяния над активными объектами.
Методика проведения пешеходной съемки . По данным рекогносцировки, предшествующей проведению поисков, уточняются природные условия ведения работ, мощность и характер рыхлых отложений, условия формирования в них ореолов рассеяния, нормальные значения радиоактивности отдельных типов горных пород. Выделяются наиболее перспективные по геологическим данным участки, намечаются маршруты, обычно в крест простирания геологических структур, зон тектонических нарушений, контролирующих оруденения.
Густота точек наблюдения намечается, исходя из масштаба поисков и сложности геологического строения. На участках простого строения с небольшим изменением радиоактивности по маршруту расстояние между точками наблюдения достигает 20 м при масштабе съемки 1:10 000 и 40 - 50 м при более мелком масштабе съемки. В пределах зон тектонических нарушений, на участках частой смены пород и при больших колебаниях радиоактивности это расстояние уменьшается вдвое.
Пешеходную гамма-съемку по маршрутам проводят путем непрерывного прослушивания излучения пород с помощью телефона и отсчета показаний по стрелочному прибору радиометра в отдельных точках. Оператор медленно передвигается (скорость 1-2 км/ч) по маршруту, держа выносной датчик на высоте 5-10 см от поверхности земли. На намеченных для наблюдения точках датчик прикладывается к обследуемой поверхности. Отсчет записывается в мкР/ч или иногда в делениях шкалы. Кроме измерений по маршруту оператор отклоняется от него в полосе шириной до 100 м для обследования имеющихся там горных выработок, обнажений пород, крупных валунов, осыпей и т. п.
При обнаружении на маршруте точки с повышенным γ-излучением проводится более тщательное обследование окружающей зоны. После нахождения точки с максимальным в этой зоне γ-излучением проводится измерение γ-излучения в закопушах с целью обнаружения высокоактивного образца. Аномальные точки отмечаются на местности репером. Для определения размера аномалии проводят дополнительные профили, параллельные маршруту (основному профилю). На поисковом этапе параллельно проводят геологические наблюдения, отбирают образцы пород, пробы воды, растений, донных осадков для последующего лабораторного изучения.
Разновидностью пешеходной гамма-съемки является шпуровая гамма-съемка. Она проводится на площадях, где рудные тела или их ореолы перекрыты рыхлыми неактивными отложениями мощностью 1-3 м и более и недоступны для обычной гамма-съемки, а применение более глубинных методов (эманационного и др.) нецелесообразно (обводненность отложений, выход на поверхность непроницаемых для эманации пород и т. д.). Измеряют γ-излучения в шпуре (мелкой скважине) через каждые 10-20 см с помощью радиометров с телескопическим зондом.
. Этот этап работ включает:
1. Перевод показаний, зарегистрированных в делениях шкалы, в мкР/ч (с помощью эталонировочного графика или переводной таблицы), и вычитание натурального (при измерениях на поверхности) или остаточного фона (при измерениях в шпурах).
2. Нанесение на радиометрическую карту результатов измерений, включая радиоактивность обнажений, горных выработок и водопунктов.
3. Графическое изображение результатов съемки в виде карты, профилей интенсивности излучения, карты изолиний интенсивности γ-излучения.
4. Геологическая интерпретация результатов: изучение нормального распределения радиоактивных элементов в различных комплексах пород; выявление участков повышенной активности среди однотипных пород с целью проведения на этих участках детальных исследований; выявление локальных аномалий γ-поля и их перспективная оценка.
За аномалию принимают превышение активности над средним фоном пород более чем на утроенную величину среднеквадратического отклонения нормального фона. Аномалии γ-поля делят на три группы:
1. Рудные аномалии, связанные с рудными скоплениями радиоактивных элементов или ореолами их рассеяния. Подразделяются на урановые, уран-ториевые и ториевые.
2. Аномалии, связанные с потоками рассеяния.
3. Безрудные аномалии, связанные с изменением нормальной радиоактивности горных пород, степени их обнажения и т. п.
По интенсивности g-излучения выделяют малоинтенсивные (до 3 - 4 мкР/ч), средней интенсивности (4 - 8 мкР/ч) и интенсивные (более 8 мкР/ч) аномалии. По протяженности аномалии разделяют на локальные (до 0,35 км) и нелокальные.
Оценка аномалий - завершающий этап наземных поисков, имеющий исключительное значение для определения эффективности поисковых работ. Из большого числа аномалий, выявленных при съемке, лишь несколько процентов оказываются связанными с рудопроявлением, а из последних лишь небольшая часть (несколько десятков процентов) оказываются промышленными месторождениями.
Критерии выделения, перспективных на поиски урана, аномалий:
1. Большинству выходов урановых тел и ореолов рассеяния соответствуют относительно небольшие размеры аномалий - от десятков до 500 м. Поэтому небольшая протяженность аномалий является критерием оценки ее перспективности. Однако, локальные аномалии наблюдаются также над пегматитами, и обнажениями пород с повышенными кларками радиоактивных элементов, например тория.
2. Достаточно высокая интенсивность γ-излучения, соответствующая содержанию урана в приповерхностном слое более 0,01%, является признаком перспективности аномалии.
3. Аномалии, с содержанием урана в 2 - 3 раза выше содержания урана во вмещающих породах, в некоторых случаях могут приниматься за перспективные.
Эманационная съемка используется в основном при крупномасштабных поисках на участках, закрытых рыхлыми отложениями мощностью до 5-8, иногда до 10 м. Преимуществом съемки является относительно высокая глубинность исследований, а недостатком - резкое падение эффективности в условиях малопроницаемых, сильно увлажненных и мерзлых грунтов.
Физические основы. Часть атомов эманации (Rn, Tn), образующихся при распаде изотопов радия, из минеральных зерен породы попадает в поровое пространство, заполненное газом или жидкостью. В результате диффузии, а также движения подземных вод, эманации могут уноситься на значительное расстояние, создавая вокруг рудных тел газовые ореолы рассеяния.
Отношение количества эманации, выделяющихся из породы в ее поры, ко всему количеству образующихся эманации называется коэффициентом эманирования К э. Последний колеблется от долей процента в породах с плотной кристаллической решеткой до 95 - 98% в сильно разрушенных породах. Большой диапазон изменения коэффициента эманирования затрудняет интерпретацию результатов эманационной съемки.
Удельная активность эманации С э, в порах бесконечной однородной среды определяется по формуле:
С э = (С х К э ρ)/К п
где С х - удельная активность радиоактивного элемента, из которого образуется эманация; К п - коэффициент пористости в долях от объема породы; ρ - плотность породы, г/см 3 .
Если величину С х выразим в Ки/г, значение С э получим в Ки/см 3 . Эта формула пригодна для оценки концентрации эманации лишь на достаточно большой глубине, на которой отсутствует влияние утечки в атмосферу. По мере удаления от рудного тела или другого источника эманации их концентрация убывает тем быстрее, чем меньше период полураспада и чем ниже коэффициент диффузии в породе.
Рассмотрим количественно распределение эманации в наносах, покрывающих плоский активный пласт, предполагая, что миграция эманации обусловлена только диффузией:
где С э0 – концентрация эманаций на границе эманирующего пласта; С э – концентрация эманаций в точке с координатами (x, y, z); λ – постоянная распада радона; D – коэффициент диффузии эманаций в наносах.
На рисунке показано изменение концентрации радона в зависимости от расстояния до рудного тела. Мощность наносов h = ∞ (сплошная линия) и h = 2 м (пунктир). Коэффициент диффузии d = 0.01 см 2 /сек, λ = 3.05*10 - 6 с -1 (для радона).
Глубина отбора проб подпочвенного воздуха 0.8 – 1 м, в зависимости от типа покрышки (почвы), глубинность метода составляет, в среднем, от 3 до 7 метров. При наличии механических и солевых ореолов глубинность метода возрастает. Основным фактором, определяющим глубинность съемки для данного изотопа, является коэффициент диффузии D. Он растет с увеличением пористости и проницаемости пород и почв, а также с уменьшением их влажности. Именно низким значением D обусловлена неэффективность эманационных поисков в условиях заболоченности, вечной мерзлоты, моренных отложений, а также частично при обнажениях плотных коренных пород с низкой проницаемостью.
Наиболее благоприятны для проведения эманационной съемки площади развития рыхлых отложений однородного состава с относительно постоянной мощностью (в пределах 1-5 м) и небольшими колебаниями нормального эманационного поля. При мощности малопроницаемых наносов 1,5-2 м обычные эманационные съемки малоэффективны и вместо них используют глубинные поиски.
Методика исследований . Различают эманационные исследования рекогносцировочные, площадные и детальные.
Рекогносцировочная (маршрутная) съемка в плохо изученных районах на первом этапе поисковых работ для выявления перспективности на уран площадей, закрытых рыхлыми отложениями, и выделения благоприятных рудоконтролирующих структур и пород. Расстояние между профилями до нескольких километров, расстояние между точками наблюдения 10 - 25 м.
Площадная съемка в масштабе 1:25 000 (сеть наблюдений: профили через 200м, точки наблюдения – через 10 м) или чаще 1:10 000 (сеть наблюдений 100м; 10 м) используется для непосредственных поисков новых рудных полей и отдельных месторождений.
Детальная съемка в масштабе 1:5000 (сеть наблюдений 50м; 5 м) или 1:2000 (сеть наблюдений 20м; 2,5 м) используется с целью исследования выявленных радиометрических аномалий и оконтуривания рудных тел.
Обработка и интерпретация результатов . Результаты эманационной съемки изображают в виде графиков концентрации эманации по профилям, на которые наносится схематическая геологическая основа. По результатам детальных работ строят карты изоэман.
Задачей интерпретации является выделение среди обнаруженных аномалий тех из них, которые представляют интерес для дальнейшего исследования, т. е. рудных и ореольных. При оценке аномалий учитывают следующие факторы:
1. Концентрация эманации является надежным признаком рудной или ореольной аномалии лишь при ее значениях свыше 1000 эман.
2. Одним из наиболее информативных факторов является изменение концентрации аномалий с глубиной в шпурах и мелких скважинах. Для рудных аномалий характерен непрерывный рост, причем с глубиной градиент концентраций растет. Для аномалий эманирования концентрация по глубине остается постоянной. Для остальных типов аномалий характерно выполаживание кривой или нерегулярные изменения с глубиной.
3. Ореольные аномалии характеризуются широким площадным распространением и изометрической формой.
Комплекс радиометрических исследований на разных стадиях поисков и разведки месторождений радиоактивных руд. Выбор комплекса методов исследования должен учитывать геологические, гидрогеологические, геоморфологические особенности района.
1. Из геологических факторов наиболее сильное влияние на эффективность радиометрической съемки оказывают тектоническое строение, неоднородность поверхностных отложений и мощность наносов. От этого зависит постоянство нормального фона, эманирующая способность пород, ослабление γ-излучения и эманации наносами. Поэтому параллельно с радиометрическими исследованиями поисково-разведочные работы включают также изучение состава, свойств пород, их тектоники и т. п.
2. Из геоморфологических особенностей района основное значение имеет степень обнаженности пород, определяющая возможность применения методов той или иной глубинности.
3. Развитие гидросети в исследуемом районе, способствуя развитию водных и солевых ореолов, часто способствует применению различных методов радиометрической съемки. Свободный обмен подземных и поверхностных вод способствует нарушению радиоактивного равновесия с недостатком радия, что ограничивает возможность применения гамма-метода. Высокий уровень грунтовых вод снижает эффективность эманационной съемки. Районы с вечной мерзлотой и повышенной влажностью не благоприятны для эманационной съемки.
Выбор комплекса радиометрических методов базируется на районировании территории по условиям ведения поисково-разведочных работ. С учетом степени расчленения рельефа, условий эрозионного вскрытия пород, вмещающих рудные тела, характера четвертичного покрова и ряда других факторов выделяют четыре типа районов:
1. Горные области с сильно пересеченным рельефом; породы с урановым оруденением хорошо обнажены.
2. Предгорные и некоторые горные области с рельефом средней сложности. Коренные породы, несущие оруденения, частично обнажены, частично покрыты четвертичным покровом.
3. Районы со слабовсхолмленным рельефом и сплошным перекрытием коренных пород рыхлыми отложениями небольшой мощности (от нескольких метров до первых десятков метров) разделяют на два подтипа: районы, где механические и солевые ореолы хотя бы спорадически выходят на поверхность; районы, в основном закрытые аллохтонными осадками.
4. Районы, где формации, несущие оруденения, не вскрыты эрозией, а также районы с большой мощностью четвертичного покрова (более 30-40 м).
На каждом этапе геологоразведочных работ комплекс методов различен.
На этапе региональной геологической съемки поиски урановых месторождений являются не основной, а попутной задачей (массовые поиски). Основным методом массовых поисков является пешеходная гамма-съемка, проводимая в процессе геологической съемки повсеместно. Для проверки аномалий или рудопроявлений применяют в небольшом объеме гамма-спектрометрию и уранометрическую съемка по донным осадкам. Кроме того, обязательно проводится обследование на радиоактивность коллекций образцов руд, всех карьеров, горных выработок, старых и действующих рудников.
При проведении специализированных поисков урановых месторождений для перечисленных типов районов применяются следующие комплексы методов.
В районах I типа (горные районы) основным методом является пешеходная гамма-съемка. На участках, покрытых делювиальными отложениями небольшой мощности, применяют шпуровую гамма-съемку, реже эманационную. При детализации аномалий применяют гамма-профилирование, исследование обнажений, расчисток и канав, для количественной оценки радиоактивности - гамма-опробование, для определения типа радиоактивности – гамма-спектральные измерения.
В районах II типа применяют главным образом пешеходную гамма-съемку, а на слабо обнаженных участках - эманационную.
В районах III типа на первом этапе работ проводится авиагамма-съемка относительно мелкого масштаба (1:25 000). Для проверки и оценки выделенных аномалий используют пешеходную и шпуровую гамма- и эманационную съемки, а для детального изучения аномалий - радиометрическое опробование горных выработок.
В районах IV типа основным является гамма-метод исследования скважин в комплексе с изучением керна и вод.
В районах III и IV типов большое значение имеют общие геофизические методы: электроразведка, магниторазведка и сейсморазведка. Эти методы позволяют выделять глубинные разломы, границы раздела пород различного типа, а также определять мощность наносов. Ценную информацию может дать также геохимическая съемка по элементам - спутникам урана.
Применение радиометрических методов для изучения геологического строения района, поисков и разведки нерадиоактивных полезных ископаемых. Данные о содержании радиоактивных элементов в горных породах несут информацию о типе горных пород, условиях их образования и последующего изменения. Для многих полезных ископаемых наблюдаются генетические или парагенетические связи с радиоактивными элементами. Это позволяет решать такие геологические задачи, как литологическое расчленение горных пород, геологическое картирование (в частности, прослеживание тектонических нарушений), поиски и разведка полезных ископаемых.
Литологическое расчленение горных пород методами радиометрии основано на различии их радиоактивности. Особенно важен гамма-метод исследования скважин в комплексе с другими геофизическими методами в случае, когда бурение скважин осуществляется без отбора керна или процент выноса керна невелик.
Повышенная радиоактивность зон тектонических нарушений обусловлена как гидротермальными изменениями и подъемом радиоактивных флюидов по трещинам, так и повышенной эманирующей способностью пород в этой зоне.
Примером использования радиометрии для геологического картирования является оконтуривание структур в осадочной толще при поисках нефтяных и газовых месторождений. Над многими известными месторождениями нефти и газа наблюдается понижение γ-излучения (в основном ее радиевой составляющей). Это явление объясняется тем, что в районах с молодой тектоникой породы над сводами структур более грубозернистые, чем на крыльях этих структур, поскольку в момент отложения осадков глубина бассейна на своде была меньше.
Радиометрические методы широко применяются на всех этапах поисков и разведки нерадиоактивных полезных ископаемых, генетически и парагенетически связанных с ураном и торием. Поскольку радиоактивные элементы в виде минералов или изоморфных примесей присутствуют во всех пегматитах, то, например, для поисков пегматитовых редкоземельных месторождений с успехом используются гамма- и эманационные методы. Радиометрические методы полезны при поисках осадочных месторождений ванадия, молибдена, фосфоритов, углей и ряда других полезных ископаемых, также нередко отмечаемых повышением радиоактивности. Эти методы успешно применяются для поисков титановых россыпных месторождений, в которых всегда присутствуют циркон и монацит, содержащие примеси урана и тория. Наконец, радиометрические методы широко применяются при разведке месторождений калийных солей.
Радиометрический анализ, метод анализа химического состава веществ, основанный на использовании радиоактивных изотопов и ядерных излучений. В Р. а . для качественного и количественного определения состава веществ используют радиометрические приборы. Различают несколько способов Р. а . Прямое радиометрическое определение основано на осаждении определяемого иона в виде нерастворимого осадка избытком реагента известной концентрации, содержащего радиоактивный изотоп с известной удельной активностью. После осаждения устанавливают радиоактивность осадка или избытка реагента.
Радиометрическое титрование основано на том, что определяемый в растворе ион образует с реагентом малорастворимое или легкоэкстрагируемое соединение. Индикатором при титровании служит изменение, по мере введения реагента, радиоактивности раствора (в 1-м случае) и раствора или экстракта (во 2-м случае). Точка эквивалентности определяется по излому кривой титрования, выражающей зависимость между объёмом введённого реагента и радиоактивностью титруемого раствора (или осадка). Радиоактивный изотоп может быть введён в реагент или определяемое вещество, а также в реагент и определяемое вещество.
Метод изотопного разбавления основан на тождественности химических реакций изотопов данного элемента. Для его осуществления к анализируемой смеси добавляют некоторое количество определяемого вещества m0, содержащего в своём составе радиоактивный изотоп с известной радиоактивностью I0. Затем выделяют любым доступным способом (например, осаждением, экстракцией, электролизом) часть определяемого вещества в чистом состоянии и измеряют массу m1 и I1 радиоактивность выделенной порции вещества. Общее содержание искомого элемента в анализируемом объекте находят из равенства отношений радиоактивности выделенной пробы к радиоактивности введённого вещества и массы выделенного вещества к сумме масс введённого вещества и находящегося в анализируемой смеси: , откуда.
При активационном анализе исследуемое вещество облучают (активируют) ядерными частицами или жёсткими g-лучами, а затем определяют активность образующихся радиоактивных изотопов, которая пропорциональна числу атомов определяемого элемента, содержанию активируемого изотопа, интенсивности потока ядерных частиц или фотонов и сечению ядерной реакции образования радиоактивного изотопа.
Фотонейтронный метод основан на испускании нейтронов при действии фотонов высокой энергии (g-квантов) на ядра атомов химических элементов. Количество нейтронов, определяемое нейтронными детекторами, пропорционально содержанию анализируемого элемента. Эта энергия фотонов должна превышать энергию связи нуклонов в ядре, которая для большинства элементов составляет ~ 8 Мэв (лишь для бериллия и дейтерия она равна соответственно 1,666 Мэв и 2,226 Мэв; при использовании в качестве источника g-квантов изотопа 124Sb, с Eg = 1,7 и 2,1 Мэв, можно определять бериллий на фоне всех др. элементов).
В Р. а . применяются также методы, основанные на поглощении нейтронов, g-лучей, b-частиц и квантов характеристического рентгеновского излучения радиоактивных изотопов. В методе анализа, основанном на отражении электронов или позитронов, измеряется интенсивность отражённого потока. Энергия частиц, отражённых от лёгких элементов, во много раз меньше энергии частиц, отражённых от тяжёлых элементов, что позволяет определять содержание тяжёлых элементов в их сплавах с лёгкими элементами и в рудах.
25. ОСОБЕННОСТИ РАДИОХИМИЧЕСКОГО АНАЛИЗА .
Радиохимический анализ - раздел аналитической химии, совокупность методов определения качественного состава и количественного содержания радиоактивных изотопов в продуктах ядерных превращений. Радиоактивные изотопы могут при этом возникать за счёт ядерных реакций как в природных объектах, так и в специально облученных материалах. В отличие от радиометрического анализа, имеющего целью определение содержания радиоактивных элементов только с помощью физических приборов, целью Р. а. является нахождение содержания радиоактивных изотопов в исследуемых объектах с применением химических методов отделения и очистки.
Идентификация радиоактивных изотопов и количественное их определение осуществляются путём измерения γ- или α-активности облученных мишеней или веществ природного происхождения на γ- и α-спектрометрах. Радиометрическая аппаратура позволяет анализировать сложные по составу смеси радиоактивных изотопов без разрушения исходного вещества. При анализе объектов, содержащих большое число радиоактивных изотопов, или объектов, в которых относительные концентрации различных радиоактивных изотопов варьируют в широком диапазоне, а также в тех случаях, когда распад исследуемого радиоактивного изотопа сопровождается испусканием только β-частиц или рентгеновским излучением, исходное вещество растворяют в воде или кислоте. К раствору добавляют изотопные или неизотопные носители и проводят различные химические операции разделения смеси на исследуемые элементы и последующей их очистки (с этой целью наиболее часто используют методы осаждения, экстракции, хроматографии, электролиза, дистилляции и др.). Затем с помощью радиометрических счётчиков и спектрометров ядерных частиц идентифицируют и определяют абсолютные активности радиоактивных изотопов, выделенных в радиохимически и химически чистом состояниях. Поражающее действие радиоактивных излучений требует соблюдения особой техники безопасности.
Современный Р. а. получил широкое практическое применение при решении многих аналитических вопросов, возникающих при производстве ядерного топлива, при открытии и изучении свойств новых радиоактивных элементов и изотопов в активационном анализе, в исследовании продуктов различных ядерных реакций. Р. а. используется для обнаружения на поверхности Земли радиоактивных продуктов ядерных взрывов, для изучения индуцированной космическим излучением радиоактивности метеоритов и поверхностных слоев Луны и в ряде др. случаев.
26. СПЕКТРОФОТОМЕТРИЯ, метод исследования и анализа в-в, основанный на измерении спектров поглощения в оптической области электромагнитного излучения. Спектрофотометрический метод анализа основан на спектрально-избирательном поглощении монохроматического потока световой энергии при прохождении его через исследуемый раствор. Метод позволяет определять концентрации отдельных компонентов смесей окрашенных веществ, имеющих максимум поглощения при различных длинах волн, он более чувствителен и точен, чем фотоэлектроколориметрический метод. Известно, что фотоколориметрический метод анализа применим только для анализа окрашенных растворов, бесцветные растворы в видимой области спектра обладают незначительным коэффициентом поглощения. Однако многие бесцветные и слабо окрашенные соединения (особенно органические) обладают Характерными полосами поглощения в ультрафиолетовой и инфракрасной областях спектра, что используют для их количественного определения. Спектрофотометрический метод анализа применим для измерения светопоглощения в различных областях видимого спектра, в ультрафиолетовой и инфракрасной областях спектра, что значительно расширяет аналитические возможности метода.
27. ФОТОМЕТРИЧЕСКОЕ ТИТРОВАНИЕ - группа методов объемного анализа, в которых конечная точка титрования определяется по изменению оптической плотности раствора в ходе хим. р-ии м/д титрантом и титруемым в-вом. Спектрофотометрическое титрование позволяет быстро, точно и просто выполнять анализ. Относит. ошиб. опред. -<0,1 %. Можно титровать с достаточной точностью разбавленные растворы (10−5 моль). При фотометрии используют все многообразие аналитических реакций: кислотно-основные, осаждения, комплексообразования и пр.
Различают 2 варианта фотометрического титрования: титрование без индикатора и с одноцветным индикатором, титрование с 2-хцветным индикатором. Если хотя бы один из компонентов реакции окрашен, то титрование в видимой части спектра можно проводить без индикатора. В этом случае кривые титрования прямолинейны и за конечную точку принимается точка излома. Если ни один компонент реакции не окрашен, то применяют цветной индикатор, изменяющий окраску вблизи точки эквивалентности. При этом кривые титрования нелинейны, и за конечную точку принимают точку перегиба. Фототурбидиметрическое титрование. Этот метод применяют тогда, когда определяемое вещество образует взвесь с титрантом.
Прибавление каждой новой порции титранта (осадителя) ведет к образованию некоторого количества осадка. При этом мутность раствора увеличивается, что ведет к увеличению поглощения света раствором до достижения точки эквивалентности. При дальнейшем прибавлении титранта образование взвеси прекращается, мутность уменьшается вследствие разбавления, и поглощение света раствором соответственно уменьшается. Максимальная мутность и максимальное поглощение световых лучей соответствуют точке эквивалентности.
28. ФЛУОРИМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД анализа основан на возбуждении электронных спектров испускания молекул определяемого вещества при внешнем УФ-облучении и измерении интенсивности их фотолюминесценции. Для возникновения явления люминесценции молекулы вещества необходимо перевести из основного состояния в возбужденное с длительностью его существования, достаточной для осуществления излучательного электронного перехода из возбужденного состояния в основное. Это возможно для молекул с относительно устойчивым возбужденным состоянием. Флуориметрический метод определения микропримесей состоит из подготовки анализируемого вещества к анализу и оценки интенсивности его излучения. Высокая чувствительность метода требует применения реактивов с квалификацией особой чистоты или химически чистый. Во многих случаях реактивы подвергаются дополнительной очистке методами перекристаллизации, перегонки, экстракции, хроматографии. Чувствительность отдельных флуориметрических методов (например с морином) соизмерима с чувствительностью спектральных методов и значительно выше спектрофотометрических. Флуориметрические методы в большинстве случаев характеризуются более высокой избирательностью, чем спектрофотометриче-ские. Применяется для очистки вод, нефти и тд.
29. ИНФРАКРАСНАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ (ИКС) - раздел спектроскопии, охватывающий длинноволновую область спектра (>730 нм за красной границей видимого света). Инфракрасные спектры возникают в результате колебательного (отчасти вращательного) движения молекул, а именно - в результате переходов между колебательными уровнями основного электронного состояния молекул. ИК излучение поглощают многие газы, за исключением таких как О2, N2, H2, Cl2 и одноатомных газов. Поглощение происходит на длине волны, характерной для каждого определенного газа, для СО, например, таковой является длина волны 4,7 мкм.
По инфракрасным спектрам поглощения можно установить строение молекул различных органических (и неорганических) веществ с относительно короткими молекулами: антибиотиков, ферментов, алкалоидов, полимеров, комплексных соединений и др. Колебательные спектры молекул различных органических (и неорганических) веществ с относительно длинными молекулами (белки, жиры, углеводы, ДНК, РНК и др.) находятся в терагерцовом диапазоне, поэтому строение этих молекул можно установить с помощью радиочастотных спектрометров терагерцового диапазона. По числу и положению пиков в ИК спектрах поглощения можно судить о природе вещества (качественный анализ), а по интенсивности полос поглощения - о количестве вещества (количественный анализ). Основные приборы - различного типа инфракрасные спектрометры. С помощью ИК спектроскопии быстро и надёжно идентифицируются разнообразные функциональные группы: карбонильная, гидроксильная, карбоксильная, амидная, амино, циано и др.; а также различные непредельные фрагменты: двойные и тройные углерод-углеродные связи, ароматические или гетероароматические системы. Методами ИК-спектроскопии изучают внутри- и межмолекулярные взаимодействия, например, образование водородных связей. В химии древесины и химии природных соединений с помощью ИК-спектроскопии исследуют структуры углеводов, лигнинов, аминокислот, терпенов, стероидов и многих других веществ. ИНФРАКРАСНАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ (ИК спектроскопия), раздел мол. оптич. спектроскопии, изучающий спектры поглощения и отражения электромагн. излучения в ИК области, т.е. в диапазоне длин волн от 10-6 до 10-3 м. В координатах интенсивность поглощенного излучения - длина волны (или волновое число) ИК спектр представляет собой сложную кривую с большим числом максимумов и минимумов. Полосы поглощения появляются в результате переходов между колебат. уровнями осн. электронного состояния изучаемой системы (см. Колебательные спектры). Спектральные характеристики (положения максимумов полос, их полуширина, интенсивность) индивидуальной молекулы зависят от масс составляющих ее атомов, геом. строения, особенностей межатомных сил, распределения заряда и др. Поэтому ИК спектры отличаются большой индивидуальностью, что и определяет их ценность при идентификации и изучении строения соединений. Для регистрации спектров используют классич. спектрофотометры и фурье-спектрометры. Осн. части классич. спектрофотометра - источник непрерывного теплового излучения, монохроматор, неселективный приемник излучения. Кювета с в-вом (в любом агрегатном состоянии) помещается перед входной (иногда за выходной) щелью. В качестве диспергирующего устройства монохроматора применяют призмы из разл. материалов (LiF, NaCl, KCl, CsF и др.) и дифракц. решетки. Последовательное выведение излучения разл. длин волн на выходную щель и приемник излучения (сканирование) осуществляется поворотом призмы или решетки. Источники излучения - накаливаемые электрич. током стержни из разл. материалов. Приемники: чувствительные термопары, металлич. и полупроводниковые термосопротивления (болометры) и газовые термопреобразователи, нагрев стенки сосуда к-рых приводит к нагреву газа и изменению его давления, к-рое фиксируется. Выходной сигнал имеет вид обычной спектральной кривой. Достоинства приборов классич. схемы: простота конструкции, относит. дешевизна. Недостатки: невозможность регистрации слабых сигналов из-за малого отношения сигнал: шум, что сильно затрудняет работу в далекой ИК области; сравнительно невысокая разрешающая способность (до 0,1 см-1), длительная (в течение минут) регистрация спектров. В фурье-спектрометрах отсутствуют входная и выходная щели, а осн. элемент - интерферометр. Поток излучения от источника делится на два луча, к-рые проходят через образец и интерферируют. Разность хода лучей варьируется подвижным зеркалом, отражающим один из пучков. Первоначальный сигнал зависит от энергии источника излучения и от поглощения образца и имеет вид суммы большого числа гармонич. составляющих. Для получения спектра в обычной форме производится соответствующее фурье-преобразование с помощью встроенной ЭВМ. Достоинства фурье-спектрометра: высокое отношение сигнал: шум, возможность работы в широком диапазоне длин волн без смены диспергирующего элемента, быстрая (за секунды и доли секунд) регистрация спектра, высокая разрешающая способность (до 0,001 см-1). Недостатки: сложность изготовления и высокая стоимость. Все спектрофотометры снабжаются ЭВМ, к-рые производят первичную обработку спектров: накопление сигналов, отделение их от шумов, вычитание фона и спектра сравнения (спектра р-рителя), изменение масштаба записи, вычисление эксперим. спектральных параметров, сравнение спектров с заданными, дифференцирование спектров и др. Кюветы для ИК спектрофотометров изготовляют из прозрачных в ИК области материалов. В качестве р-рителей используют обычно ССl4, СНСl3, тетрахлорэтилен, вазелиновое масло. Твердые образцы часто измельчают, смешивают с порошком КВr и прессуют таблетки. Для работы с агрессивными жидкостями и газами применяют спец. защитные напыления (Ge, Si) на окна кювет. Мешающее влияние воздуха устраняют вакуумированием прибора или продувкой его азотом. В случае слабо поглощающих в-в (разреженные газы и др.) применяют многоходовые кюветы, в к-рых длина оптич. пути достигает сотен метров благодаря многократным отражениям от системы параллельных зеркал. Большое распространение получил метод матричной изоляции, при к-ром исследуемый газ смешивают с аргоном, а затем смесь замораживают. В результате полуширина полос поглощения резко уменьшается и спектр получается более контрастным. Применение спец. микроскопич. техники позволяет работать с объектами очень малых размеров (доли мм). Для регистрации спектров пов-сти твердых тел применяют метод нарушенного полного внутр. отражения. Он основан на поглощении поверхностным слоем в-ва энергии электромагн. излучения, выходящего из призмы полного внутр. отражения, к-рая находится в оптич. контакте с изучаемой пов-стью. Инфракрасную спектроскопию широко применяют для анализа смесей и идентификация чистых в-в. Количеств. анализ основан на законе Бугера-Ламберта-Бера (см. Абсорбционная спектроскопия), т. е. на зависимости интенсивности полос поглощения от концентрации в-ва в пробе. При этом о кол-ве в-ва судят не по отд. полосам поглощения, а по спектральным кривым в целом в широком диапазоне длин волн. Если число компонентов невелико (4-5), то удается математически выделить их спектры даже при значит. перекрывании последних. Погрешность количеств. анализа, как правило, составляет доли процента. Идентификация чистых в-в производится обычно с помощью информационно-поисковых систем путем автоматич. сравнения анализируемого спектра со спектрами, хранящимися в памяти ЭВМ. Характерные области поглощения ИК излучения наиб. часто встречающихся функц. групп хим. соед. приведены в табл. на форзаце в конце тома. Для идентификации новых в-в (молекулы к-рых могут содержать до 100 атомов) применяют системы искусств. интеллекта. В этих системах на основе спектроструктурных корреляций генерируются мол. структуры, затем строятся их теоретич. спектры, к-рые сравниваются с эксперим. данными. Исследование строения молекул и др. объектов методами инфракрасной спектроскопии подразумевает получение сведений о параметрах мол. моделей и математически сводится к решению т. наз. обратных спектральных задач. Решение таких задач осуществляется последовательным приближением искомых параметров, рассчитанных с помощью спец. теории спектральных кривых к экспериментальным. Параметрами мол. моделей служат массы составляющих систему атомов, длины связей, валентные и торсионные углы, характеристики потенциальной пов-сти (силовые постоянные и др.), дипольные моменты связей и их производные по длинам связей и др. Инфракрасная спектроскопия позволяет идентифицировать пространственные и конформационные изомеры, изучать внутри- и межмолекулярные взаимод., характер хим. связей, распределение зарядов в молекулах, фазовые превращения, кинетику хим. р-ций, регистрировать короткоживущие (время жизни до 10-6 с) частицы, уточнять отдельные геом. параметры, получать данные для вычисления термодинамич. ф-ций и др. Необходимый этап таких исследований - интерпретация спектров, т.е. установление формы нормальных колебаний, распределения колебат. энергии по степеням свободы, выделение значимых параметров, определяющих положение полос в спектрах и их интенсивности. Расчеты спектров молекул, содержащих до 100 атомов, в т.ч. полимеров, выполняются с помощью ЭВМ. При этом необходимо знать характеристики мол. моделей (силовые постоянные, электрооптич. параметры и др.), к-рые находят решением соответствующих обратных спектральных задач или квантовохим. расчетами. И в том, и в другом случае обычно удается получать данные для молекул, содержащих атомы лишь первых четырех периодов периодич. системы. Поэтому инфракрасная спектроскопия как метод изучения строения молекул получил наиб. распространение в орг. и элементоорг. химии. В отд. случаях для газов в ИК области удается наблюдать вращат. структуру колебат. полос. Это позволяет рассчитывать дипольные моменты и геом. параметры молекул, уточнять силовые постоянные и т.д.
Радиометрические методы анализа основаны на измерении излучений, испускаемых радиоактивными элементами. Для регистрации излучений применяют специальные установки с использованием счетчиков Гейгера-Мюллера. При действии приемник радиоактивных излучений в нем возникает электрический ток в виде кратковременных импульсов, которые специальной радиотехнической аппаратурой усиливаются, выравниваются по величине и поступают на регистрирующее счетное устройство.
Радиоактивные изотопы применяются в следующих методах анализа: метод осаждения в присутствии радиоактивного элемента; метод изотопного разбавления; радиометрическое титрование; активационный анализ; определения, основанные на измерении радиоактивности изотопов, встречающихся в природе и т. д.
Метод изотопного разбавления основан на тождественности химических реакций изотопов данного элемента. Для его осуществления к анализируемой смеси добавляют некоторое количество определяемого вещества m 0, содержащего в своём составе радиоактивный изотоп с известной радиоактивностью I 0. Затем выделяют любым доступным способом (например, осаждением, экстракцией, электролизом) часть определяемого вещества в чистом состоянии и измеряют массу m 1 и I 1 радиоактивность выделенной порции вещества. Общее содержание искомого элемента в анализируемом объекте находят из равенства отношений радиоактивности выделенной пробы к радиоактивности введённого вещества и массы выделенного вещества к сумме масс введённого вещества и находящегося в анализируемой смеси:
Метод изотопного разбавления имеет преимущество перед другими радиометрическими методами в тех случаях, когда полное выделение исследуемого вещества из анализируемой смеси затруднительно или невозможно.
Радиоактивационный анализ. Принцип этого метода заключается в переводе стабильных изотопов элемента в радиоактивные, измерение радиоактивности которых служит критерием содержания данного элемента в анализируемом объекте. Для этого анализируемые образцы подвергают облучению, например, в атомном реакторе. Активность измеряют при помощи специальных счетных устройств. Период полураспада и энергия излучения являются специфичными для индивидуальных радиоизотопов, т. е. применяя радиоактивационный анализ, можно контролировать чистоту получаемых веществ.
Измерив радиоактивность и зная время облучения, интенсивность потока облучающих частиц, соответствующие ядерно-физические данные определяемого элемента, можно вычислить его весовое количество. Одновременно с исследуемым веществом облучают стандартные образцы, содержащие точно известные количества определяемых элементов. Сравнивая в одинаковых условиях активности определяемого вещества и стандартных образцов, можно вычислить содержание определяемого элемента.
Радиоактивационный метод отличается многими преимуществами по сравнению с другими методами анализа. Метод обладает высокой чувствительностью. Основным недостатком его является то, что не все элементы можно определять этим методом. Образующийся после облучения радиоактивный элемент должен иметь сравнительно большой период полураспада, достаточный для того, чтобы можно было успеть провести химическое разделение и измерение активности выделенного элемента. Применяя радиоактивационный метод анализа, можно определять микроколичества различных элементов в морской воде; редкоземельных металлов в рудах; золото, платину, палладий и иридий в серебре и никеле; никель, кобальт, медь, мышьяк, теллур в сурьме и т. д.
Фотонейтронный метод основан на испускании нейтронов при действии фотонов высокой энергии (γквантов) на ядра атомов химических элементов. Количество нейтронов, определяемое нейтронными детекторами, пропорционально содержанию анализируемого элемента. Эта энергия фотонов должна превышать энергию связи нуклонов в ядре, которая для большинства элементов составляет 8 Мэ. В (лишь для бериллия и дейтерия она равна соответственно 1, 666 Мэ. В и 2, 226 Мэ. В; при использовании в качестве источника γ-квантов изотопа 124 Sb, с Eγ = 1, 7 и 2, 1 Мэ. В, можно определять бериллий на фоне всех др. элементов).
В радиометрии применяются также методы, основанные на поглощении нейтронов, γ-лучей, β-частиц и квантов характеристического рентгеновского излучения радиоактивных изотопов. В методе анализа, основанном на отражении электронов или позитронов, измеряется интенсивность отражённого потока. Энергия частиц, отражённых от лёгких элементов, во много раз меньше энергии частиц, отражённых от тяжёлых элементов, что позволяет определять содержание тяжёлых элементов в их сплавах с лёгкими элементами и в рудах.
Установка для регистрации радиоактивных излучений а)счетчики Гейгера-Мюллера б)внешний вид счетной установки в)схема счетной установки: 1 -газовый счетчик, 2 -высоковольтный выпрямитель, 3 -усилитель, 4 -пересчетное устройство, 5 -электромеханический счетчик
Радиометрические методы анализа отличаются рядом преимуществ по сравнению с химическими методами. Прежде всего следует отметить их высокую чувствительность, которая значительно выше чувствительности химических, физических и физикохимических методов анализа.
Применение радиоактивности в аналитической химии весьма многообразно. Измерение радиоактивности широко применяют также в научно-исследовательских целях: для исследования механизмов химических реакций, определения растворимости малорастворимых соединений, исследования процессов разделения и для решения многих других задач, включая определение важнейших физико-химических констант (констант устойчивости координационных соединений, констант ионообменных процессов и т. д.).
9 класс
1 вариант .
Часть 1.
1.Процесс историко-эволюционного становления человека как вида, развитие его трудовой деятельности, речи:
1)цитокинез
2)гаметогенез
3)кариокинез
4)антропогенез
2.М. М. Герасимов предложил метод:
1)радиометрического анализа
2)этологический
3)реконструкции
4)иммунологический
3.Человека относят к типу:
1)хордовых
2)членистоногих
3)кишечнополостных
4)иглокожих
4.Присутствие на теле рудиментарного волосяного покрова свидетельствует о:
1)приспособленности к холоду
2)родстве человека с млекопитающими
3)нарушении кровоснабжения кожи
4)родстве человека с рептилиями
5.О принадлежности человека к семейству гоминид свидетельствует:
1)наличие диафрагмы
2)приспособленности к прямохождению
3)наличие внутреннего скелета
4)большое сходство с человекообразными обезьянами в генетическом аппарате
6.Доказательство происхождения человека от животных:
1)редуценты
2)симбионты
3)рудименты
4)консументы
7.Питекантроп является представителем:
1)людей современного типа
2)древних людей
3)древнейшие люди
8.Неандерталец относится к:
1)древнейшим людям
2)древним людям
3)современным людям
4)человекообразным обезьянам
9.Объем головного мозга у современных людей:
1)1100 см3
2)1700 см3
3)1800 см3
4)2500 см3
10.Единство всех человеческих рас как представителей одного вида Человек разумный доказывает:
1)существование единого центра происхождения рас
2)общность анатомических признаков
3)возможность плодовитых браков между представителями разных рас
4)общность физиологических процессов
Часть 2.
1.Атавизмами у человека являются:
1)хвостатость
2)сильная волосатость всего тела
3)копчиковые позвонки
4)многососковость
5)аппендикс – отросток слепой кишки
6)верхнее и нижнее веко
2.Отличительные признаки, характерные для вида Человек разумный:
1)сводчатая пружинящая стопа
2)наличие S – образных изгибов позвоночника
3)преобладание лицевого отдела черепа над мозговым
4)хорошо выраженный подбородочный выступ
5)сохранение противопоставления большого пальца на руках и ногах
6)трехкамерное сердце с неполной перегородкой
Часть 3. Почему Африку считают родиной эволюции человека?
Проверочная работа по теме: «Антропология. Место человека в системе органического мира»
9 класс
2 вариант.
Часть 1. Из четырех предложенных вариантов выберите один верный ответ.
1.К.Линней поместил человека в отряд:
1)приматов
2)хордовых
3)млекопитающих
4)хищных
2.Свидетельством того, что человек относится к подтипу позвоночных, является наличие у него:
1)внутреннего скелета
2)хорды
3)диафрагмы
4)большого пальца, противопоставленного всем остальным
3.Человек относится к классу:
1)земноводных
2)приматов
3)млекопитающих
4)рептилий
4.Признаком того, что человек относится к отряду приматов, является наличие у него:
1)пальцев, заканчивающихся ногтями
2)четырехкамерного сердца
3)пальцев, заканчивающихся когтями
4)теплокровности
5.Общий предок человекооьразных обезьян и человека:
1)дриопитек
2)австралопитек
3)питекантроп
4)рамапитек
6.Обезьяной, ходившей на двух ногах, является:
1)гиббон
2)горилла
3)австралопитек
4)орангутан
7.Синантроп является представителем:
1)людей современного типа
2)древних людей
3)древнейших людей
4)обезьяноподобных предков человека
8.Объем головного мозга у древнейших людей составлял:
1)500-600 см3
2)650 см3
3)750 см3
4)1100 см3
9.Человеком современного типа является:
1)синантроп
2)дриопитек
3)кроманьонец
4)неандерталец
10.Социальным фактором, имеющим важное значение в эволюции предков современного человека, является:
1)членораздельная речь
2)естественный отбор
3)борьба за существование
4)наследственная изменчивость
Часть 2. Выберите три правильных ответа. В ответ запишите ряд цифр.
1.Рудиментарными органами человека являются:
1)аппендикс – отросток слепой кишки
2)ушные раковины
3)копчиковые позвонки – остатки скелета хвоста
4)верхнее и нижнее веко
5)остатки волосяного покрова по всему телу
6)многососковость
2.Расисткие теории:
1)служили оправданием колониальных захватов и работорговли
2)соответствуют данным современной науки
3)служат оправданием эксплуатации человека человеком
4)являются прогрессивными гуманистическими идеями
5)служат основой равенства и братства народов
6)полностью противоречат данным современной науки
Часть 3. Когда естественный отбор перестал быть ведущим фактором в эволюции человека?
Похожие статьи
-
Спасибо деду за победу: аппликации ко Дню Победы Аппликация на тему 9 мая день
Знакомство с Днем победы – важный этап в развитии ребятишек. Этот праздник пробуждает самые лучшие, патриотические чувства по отношению к своей стране, гордость за предков и уверенность в силах родной державы. Как сделать поделку на 9 мая...
-
Смирна — что это: древний античный город или смола для благовоний?
«Волхвы с востока» – вот все, что Евангелие говорит нам о пришедших поклониться Младенцу Христу чужестранцах. Священное Писание не называет их имен. На самом деле мы не знаем, были ли они царями или что их было именно трое. Три дара,...
-
Спас на убрусе - плат вероники
Спас на убрусе (Св. Мандилион). Симон Ушаков. 1658 г.Восточный вариант сказания о Нерукотворном образе прослеживается в сирийских источниках с IV века. Нерукотворный образ Христа был запечатлён для царя Эдессы (Месопотамия, современный г....
-
Элла Памфилова. Биография. Биография Взлет в карьере Эллы Памфиловой
В 1989г. избирается народным депутатом Верховного Совета СССР, членом Верховного Совета СССР. В Верховном Совете работала в Комитете по вопросам экологии и рационального использования природных ресурсов. Являлась также членом Комиссии по...
-
Борьба за власть в партии большевиков план-конспект урока по истории (9 класс) на тему Политические оппоненты конкретные разногласия итоги борьбы таблица
«11 s. о -а s: о t\ t\ s s rОСУДАРСТВЕННЫЙ.rEP& и ФЯАr Российской Федерации rОСУДАРСТВЕННЫЙ.".:. .·-rимн. Российской Федерации / Россия - священная наша держава, Россия - любимая наша...» -- [ Страница 3 ] -- Общественные организации....
-
Великая княгиня московская софия палеолог и ее роль в истории
Софья Фоминична Палеолог, она же Зоя Палеологиня (рожд. примерно 1455 г. - смерть 7 апреля 1503 г.) - Великая княгиня Московская. Жена Ивана III, мать Василия III, бабушка Ивана IV Грозного. Происхождение – византийская императорская...