Đề tài Hóa phóng xạ và phép đo sự phóng xạ

-----(((((----- ĐỀ TÀI HÓA PHÓNG XẠ VÀ PHÉP ĐO SỰ PHÓNG XẠ Giáo viên hướng dẫn : Họ tên sinh viên : -----(((((----- MỤC LỤC 6.1. Khảo sát đại cương 4 6.1.1. Xử lý trước khi chiếu xạ 5 6.1.2. Hạt tải 8 6.1.3. Sự phân ly hoá học 11 6.2. Các phương pháp tách 17 6.2.1. Sự kết tủa 17 6.2.2. Sắc ký trao đổi ion 25 6.2.3. Chiết xuất dung môi 33 6.2.4. Chưng cất và điện phân 41 6.3. Phân tích hạt nhân phóng xạ 53 6.3.1. Phân tích định tính 53 6.3.2. Hiệu chuẩn định lượng 55 6.3.3. Phổ tia Gamma 59 6.3.4. Electron biến hoán chất bán dẫn (semiconductor conversion-electron) và phổ tia Gamma 75 6.3.5. Đặc điểm phổ tia X 79 6.4. Tài liệu tham khảo 83 6.4.1. Tham khảo chung 83 6.4.2. Sự phân ly hóa học phóng xạ 84 6.4.3. Thử nghiệm bức xạ kế 85 PHẦN MỘT ((( Nhóm 6 : Võ Thị Dưỡng Tôn Nữ Thuỳ My Nguyễn Minh Hằng Phan Thị Thuỳ Giang Nguyễn Thanh Tùng HÓA PHÓNG XẠ VÀ PHÉP ĐO SỰ PHÓNG XẠ Hóa phóng xạ trong phép phân tích sự kích hoạt phóng xạ là một chủ đề gây tranh luận đáng kể. Hóa phóng xạ được định nghĩa là sự áp dụng hóa học để nghiên cứu sự phóng xạ. Với một nhà hóa học hạt nhân thì có thể xem phép phân tích kích hoạt như là sự ứng dụng của hóa phóng xạ. Còn đối với những người khác, không phải nhà hóa học, tiến hành phép phân tích bằng sự phóng xạ và phép đo bức xạ có thể coi phép phân tích kích hoạt là một dạng của phép phân tích dụng cụ. Trong phương pháp sau, việc xác định một nguyên tố phóng xạ là dùng đường đặc trưng phóng xạ của đồng vị phóng xạ với nó. Một số thuận lợi của phép phân tích kích hoạt là sử dụng được ngay và thực hiện một cách khá chính xác với bất kì sự xử lí hóa học nào của vật mẫu trước khi chiếu xạ. Trong một vài trường hợp sự cách ly của nguyên tố phóng xạ là cần thiết. Trong hóa phóng xạ, phép phân tích kích hoạt thường bao hàm luôn việc cách ly của nguyên tố phóng xạ bằng sự phân ly hóa học. Tuy nhiên, trong một vài trường hợp, với sự cách ly hóa học, phép trắc phổ phóng xạ là cần thiết để đo từng đồng vị phóng xạ. Vậy vấn đề của hóa phóng xạ trong phép phân tích kích hoạt là có nên sử dụng hóa phóng xạ hay hạn chế, cái gì là tốt nhất cho sự khớp của việc xử lí mẫu, cả hóa học và dụng cụ, chúng sẽ đưa đến sự xác định thích hợp ở mức độ chính xác với độ chính xác cao. Hai phương pháp này bổ sung cho nhau; hóa phân tích làm phép đo phóng xạ dễ dàng hơn (trong một vài trường hợp việc khử cần cho phổ phóng xạ) ngược lại phổ phóng xạ làm cho độ tinh khiết hóa học bớt khó khăn (trong một số trường hợp việc khử cần cho một vài hoặc bất kì xử lý hóa học). Đó là điều hiển nhiên, ví dụ với phép đo thông lượng neutron nhiệt bằng việc kích hoạt một lá vàng nguyên chất thì không cần tới việc xử lí để đo hoạt độ của một sản phẩm duy nhất 198Au. Trong phương pháp khác, phép phân tích kích hoạt cho các nguyên tố trong phạm vi của độ nhạy có mặt trong ma trận mà dễ được kích hoạt và sự phóng xạ quan tâm bị che mờ đi trong sự nhạy của phổ kế phóng xạ cần đến khả năng phân ly hóa học với độ tinh chế cao và có thể đo trong bộ đếm phóng xạ phông thấp. Giữa các cực trị thì các phép phân tích kích hoạt có thể được thực hiện bằng sự phân ly hóa học đơn giản và các phép đo phóng xạ thông thường. Sự phân ly hóa học đơn giản có thể là việc loại bỏ một trạng thái của nguyên tố quan tâm hoặc có thể là việc loại bỏ một số lớn các nhân phóng xạ không quan tâm. Thông thường với bất kì vấn đề nào, sự khảo sát cơ bản trong việc ước lượng sự quan trọng giữa hóa phân tích và phân tích dụng cụ thì mức độ của độ nhạy cần thiết và độ chính xác mong muốn (hoặc độ phân giải của tính không đơn trị) của sự nhận biết nhân phóng xạ và việc lấy mẫu. Khảo sát đại cương Phép phân tích hóa phóng xạ có thể tính toán tới việc xác định định tính cũng như định lượng của hạt nhân phóng xạ bằng phép phân tích hóa học và phép đo phóng xạ. Nó khác với phép phân tích hóa cổ điển là khối lượng của hạt nhân phóng xạ tìm thấy thông thường không cân được và nó không chỉ chứa một lượng lớn vật liệu ban đầu mà còn có một vài hạt nhân khác. Việc xác định hạt nhân phóng xạ trong nguồn có chứa các hạt nhân phóng xạ khác thì thường thực hiện được bằng việc chọn một phương pháp có hiệu quả của phép đo phóng xạ. Các phép đo này thường thực hiện được với độ chính xác cao. Tuy nhiên, trừ trường hợp chiếu bức xạ neutron nhiệt vào một đồng vị của nguyên tố ổn định, sự kích hoạt phóng xạ trong vật mẫu đó chứa hỗn hợp hạt nhân phóng xạ. Việc xác định hạt nhân phóng xạ cần nhận biết tính chất một cách chính xác và lựa chọn phép đo định lượng đặc biệt. Phổ năng lượng là một trong những phương pháp đó. Nếu trong vật liệu ban đầu có chứa hạt nhân phóng xạ ít hoạt động với một số nguyên tố hoạt động thì việc xác định thường thực hiện hai bước sau: Sự phân ly nguyên tố hóa học của hạt nhân phóng xạ. Việc xác định đồng vị phóng xạ của nguyên tố bằng cách chọn phép đo phóng xạ. Đầu tiên là việc làm sạch một cách cẩn thận đến độ tinh khiết cao của nguyên tố hoặc đơn giản hơn là phân ly nhanh nhóm nguyên tố có tính chất hóa học tương tự. Sau đó có thể đo hoạt độ phóng xạ trong một máy đếm đơn giản, việc đo hoạt độ phóng xạ mức thấp bằng máy đếm phông thấp hoặc phân tích phổ năng lượng của tia gamma. Tổng hợp một cách khách quan thì việc đo phóng xạ từ nhân phóng xạ với sự có mặt của bức xạ từ hạt nhân phóng xạ và số đếm phông. Hóa phóng xạ áp dụng phép phân tích hoạt độ phóng xạ, dùng tất cả các phương pháp riêng của hóa phân tích. Tuy nhiên, với những hạt nhân phóng xạ có khối lượng nhỏ trong vật mẫu có số đếm thay đổi. Đó không chỉ là việc điều khiển ngăn sự phân tích trọng lượng mà còn là giữ nguyên vẹn vật mẫu gây nguy hiểm bởi có thể mất nhân phóng xạ vào thành của hộp chứa hoặc vào vật liệu khác. Sau đó tách riêng các tia phóng xạ trong sản phẩm phóng xạ không phải là đồng vị của nguyên tố bia. Đó là lí do mà hóa phóng xạ trong phép phân tích phóng xạ thường sử dụng phương pháp chất tải, đây là sự lựa chọn một lượng nguyên tố đồng vị có thể cân được để thêm vào với hạt nhân phóng xạ sau khi chiếu xạ. Phương pháp hạt tải của hóa phóng xạ thường cần các bước sau: Lấy mẫu. Xử lý trước khi chiếu xạ (nếu cần thiết). Chuẩn bị cho việc chiếu xạ. Sự phân hủy của vật mẫu bị chiếu xạ. Việc thêm hạt tải. Phân tích hóa học. Tính toán chất pha chế. Xử lý trước khi chiếu xạ Lấy mẫu Một trong những yêu cầu cơ bản trong hóa phân tích là vật mẫu phải đặc trưng cho vật liệu có chứa nguyên tố tìm kiếm. Yêu cầu này là đặc biệt quan trọng trong việc ứng dụng mà vật chất là hỗn hợp dạng rắn, mà trong đó là sự phân bố kích thước phần tử hoặc vật chất kết tinh có chứa miền giới hạn. Một vật mẫu “grab” được lấy với giả định rằng vật liệu là đồng nhất, chì có thể dùng để xác định cho sự tập trung của một ít nguyên tố thì chính xác nhưng không đặc trưng. Kỹ thuật lấy mẫu đã được phát triển đáng kể ở khía cạnh nào đó. Quá trình lấy mẫu chuẩn đã được phát triển cho hầu hết các vật liệu. Việc thu mẫu cho phép phân tích thì thay đổi với các vật liệu khác nhau và với từng trạng thái khác nhau của một số vật liệu nhưng thường gồm ba điều kiện sau: Lấy một vật mẫu thực nghiệm từ nguồn vật liệu Lấy các vật mẫu thật cho các phép phân tích từ vật mẫu thực nghiệm Kiểm tra các mẫu thật trước khi đem cân. Việc đồng nhất của nguồn vật liệu là nhân tố cơ bản trong điều kiện đủ của vật mẫu thực nghiệm. Nếu nguồn vật liệu không hoàn toàn đồng nhất, phạm vi chú ý có thể bị giới hạn trong mẫu thực nghiệm. Ngay cả sự chú ý lớn nhất có được sau khi ước lượng mẫu thực nghiệm trong mẫu thử cho phép phân tích. Sự nghiền, sự phân hủy và các tính chất khác để tăng dần sự đồng nhất có thể cho kết quả trong sự làm bẩn của vật mẫu bởi các nguyên tố tìm thấy. Khối lượng của các mẫu thử thì cần đến một sự cân nhắc cho việc xử lí mẫu. Một số vật mẫu có thể được cân như vậy. Số khác thì có thể chứa lượng nước thay đổi được sấy ở 105-1100C trước khi đem cân hoặc việc xác định hơi nước có thể được thực hiên để biến đổi việc đo sự cô cạn từ cách thức trên để sấy khô. Nếu tính chất hóa học kết hợp nước được loại bỏ trong việc sấy khô, vật mẫu có thể cần đến sự bốc cháy ở nhiệt độ cao để thu được mẫu với thành phần cấu tạo xác định. Sự hấp thụ CO2 và các khí khác bằng mẫu tinh mặt đất cũng cần được quan tâm. Số lượng vật mẫu tái tạo thì phụ thuộc nhiều vào mức độ của sự cô cạn và độ chính xác mong muốn. Trong một số bản sao các thành phần thử thì được làm từ hai mẫu; trong các phần tử thử đơn lẻ khác thì được làm từ ba mẫu. Thông thường, độ sai sót trong việc lấy mẫu phải thích hợp với độ sai sót trong tất cả các phép phân tích trên. Xử lý hóa học trước khi chiếu xạ Đây gần như là tiên đề trong phép phân tích kích hoạt mà việc xử lí hóa học cho một mẫu nhỏ trước khi chiếu xạ là tuyệt đối bắt buộc. Vấn đề phải giải quyết ở đây là khả năng nhiễm bẩn bởi việc thêm lượng dư thuốc thử để đánh dấu sự cô cạn của nguyên tố quan tâm trong các mẫu thì dễ dàng nhận thấy. Đây cũng chính là lí do mà việc xử lí hóa học trước khi chiếu xạ là rất cần thiết. Các mẫu quá lớn để chiếu xạ trong khi sự cô cạn cho lượng nhỏ mẫu chứa quá ít các nguyên tố quan tâm. Việc biến đổi với số lượng lớn hoặc biến đổi về thể tích là rất cần thiết. Vật mẫu có thể bị tan hoặc phân rã và được cô đặc bằng sự bay hơi hay bởi các điều kiện hóa học. Các mẫu mà không đồng nhất để đạt được mẫu tiêu biểu cho việc chiếu xạ thì việc xử lí để thu được mẫu đồng nhất có thể làm được nhờ máy móc hoặc hóa chất. Các mẫu mà có chứa nhiều thành phần của sự hoạt hóa mà các nguồn phóng xạ chứa mức độ nguy hiểm cho sự phóng xạ, hóa phân tích cho số lượng lớn thì rất cần thiết trước khi kích hoạt. Đó chính là các tiên đề mà trong các trường hợp kiểm tra số lượng lớn và quá trình điều chỉnh chất lượng là cần thiết để đảm bảo rằng các mẫu không bị bẩn bởi các vật liệu riêng và các quá trình hoạt động thì cần để xử lí. Chuẩn bị cho việc chiếu xạ Xử lí hay không xử lí các mẫu được chuẩn bị để chiếu xạ bằng việc lựa chọn một phương pháp tóm gọn. Phương pháp này có tính đến kích thước và hình dạng của mẫu, các yếu tố hình học với sự chú ý đến tia hoặc thông lượng chiếu xạ và sự có mặt của các tiêu chuẩn thích hợp, máy đo thông lượng và khoảng trống. Mẫu thì thường ngưng tụ thành thể tích nhỏ nhất phù hợp với việc xử lí tối thiểu. Sự phân hủy Dung dịch các mẫu sau khi chiếu xạ thì bị phân hủy trong hầu hết các phương pháp tiện lợi mà bảo đảm không làm mất các nguyên tố quan tâm, ví dụ: Iot (I) và các nguyên tố khác dễ bay hơi có thể cần đến sự phân hủy của vật mẫu trong chu trình khép kín. Dung dịch mẫu hữu cơ có thể bị hòa tan trong nước. Các dung dịch hữu cơ hoặc rắn có thể cần đến sự hóa tro để giải phóng các nguyên tố đánh dấu vô cơ. Việc hóa tro này có thể thực hiện khô hoặc ướt. Hóa tro khô thì đơn giản nhưng nó có thể đưa đến việc mất các nguyên tố đánh dấu bởi sự bay hơi hoặc có thể chuyển thành các thành phần chịu nhiệt. Hóa tro ướt, thường dùng với HNO3, thì dài dòng hơn nhưng nó khắc phục được các vấn đề của hóa tro khô. Các vật liệu vô cơ có thể bị phân hủy trong dung dịch axit thích hợp; trong một số trường hợp các nguyên tố quan tâm có thể có số lượng lớn được lọc ra từ lúc đầu để cung cấp cho sự phân ly ban đầu từ số lượng lớn vật liệu. Các vật liệu chịu nhiệt có thể bị phân hủy bằng hóa nhiệt. Axit riêng, bazo và thông lượng oxi hóa là khả dụng cho từng vật liệu. Hạt tải Phương pháp hạt tải của hóa phóng xạ thì tương tự như phương pháp đánh dấu chất phóng xạ, trừ nhiệm vụ của chất đánh dấu là ngược. Trong phương pháp đánh dấu một lượng rất nhỏ của một đồng vị phóng xạ được thêm vào hệ và được theo dõi. Trong phương pháp hạt tải, một lượng vật liệu trơ cần được thêm vào hệ mà một vài phần hạt nhân bị phân chia. Trong trường hợp giả thiết rằng vật liệu chứa hạt tải và hạt nhân phóng xạ kết hợp đồng nhất trong suốt bất kì các quá trình sau. Giả thiết này là hoàn toàn vững chắc cho hóa phân tích khi hạt tải và hạt nhân phóng xạ là đồng vị với nhau. Nó cũng đủ vững chắc cho chất đánh đấu đồng vị và hạt tải khi không phải là đồng vị của nhau nhưng tính chất hóa học của chúng là tương tự trong phương pháp để sử dụng. Ví dụ, khi chiếu tia bức xạ proton vào hỗn hợp của Rubidium (Rb) và Cesium (Ce) có thể sinh ra các hạt nhân phóng xạ của nguyên tố kiềm thổ 185Sr và 133Ba. Canxi, một nguyên tố khác thuộc dãy kiềm thổ, có thể được dùng để loại bỏ 185Sr và 133Ba. Tuy nhiên, phản ứng riêng có thể tách ba nguyên tố này ra khỏi nhau. Để đảm bảo hiệu quả của việc tách 185Sr từ 133Ba người ta thêm các hạt tải là strontium (Sr) và barium (Ba). Hóa học không có hạt tải Một nguồn hạt nhân phóng xạ mà chức một lượng rất nhỏ ( thường
) đồng vị bền của một vài nguyên tố được gọi là không có hạt tải. Một dung dịch của nguồn thỉnh thoảng xuất hiện những tính chất khác thường; ví dụ một dung dịch không có hạt tải của 64-d85Sr có hoạt độ phóng xạ là
thì nồng độ của Sr2+ được tính như sau:
Tại điểm có hoạt độ cực tiểu, ion có thể hấp thụ trên hầu hết bất kì hạt vật chất như bụi hoặc tấm chắn. Việc có mặt của một lượng microgram của hạt tải thì thường đủ để ngăn sự mất mát bởi sự hấp thụ. Độ phóng xạ riêng thì đôi khi đạt được độ mong muốn cao (ví dụ giảm sự mất mát do tự hấp thụ trong vật mẫu với tia chiếu xạ yếu) và quá trình đó thì không phụ thuộc vào khối lượng cũng như trao đổi ion hoặc dung môi chiết xuất thì thường sử dụng cho hóa học không có hạt tải. Tính chất của hạt tải Để phù hợp cho phương pháp định lượng thì một hạt tải thường yêu cầu phải có 2 tính chất sau: Nhân phóng xạ quan tâm được quan sát bằng tính chất hạt tải trong tất cả các bước tách. Hạt tải phải có đầy đủ tính chất như hạt nhân phóng xạ. Tính chất đầu tiên thì quá rõ ràng. Với hạt tải đồng vị chỉ có ‘hiệu ứng đồng vị’ (sự phân li của các đồng vị khác trong khối lượng nguyên tử) có thể cô đặc. Việc làm giàu 0.7% 235U trong tự nhiên lên tới 90% là một ví dụ cho việc ứng dụng hiệu ứng đồng vị. Tuy nhiên, trong tất cả các phòng thí nghiệm thực nghiệm hiệu ứng đồng vị không mấy quan trọng. Tính chất thứ hai có tầm quan trọng đáng kể, đặc biệt nếu hạt nhân phóng xạ không phải là dung dịch ion khi thêm hạt tải vào hoặc nếu nguyên tố có thể thoát ra trong một vài trạng thái oxi hóa; ví dụ sự kết tủa của hạt tải I khi được thêm I- có thể loại bỏ tất cả các tia phóng xạ I trước nếu trong dung dịch có mặt IO3. Trong trường hợp mà hạt nhân có thể thoát ra trong vài trạng thái oxi hóa nguyên tố (hạt tải và đồng vị) thường là chất oxi hóa và giảm trong suốt sự oxi hóa của nó bằng chất phản ứng phù hợp trước bất kì bước tách nào. Sự cản trở hạt tải Hạt tải thì rất hữu dụng cho các nhân phóng xạ không liên quan mà có tính chất hóa học tương tự với nhân phóng xạ đang xét. Vì thế hạt tải được gọi là sự cản trở hạt tải, trước khi chúng ngăn cản lượng nhỏ hạt nhân phóng xạ không liên quan từ sự hấp thụ hoặc được tải bằng nguyên tố. Sự cản trở hạt tải thì thường sử dụng cho nhân phóng xạ mà được hi vọng là sẽ sinh ra số lượng lớn các hạt nhân phóng xạ mong muốn hoặc chia ra thành các nguyên tố đồng đẳng trong phương pháp mà hiệu suất của sự phân ly không quá lớn. Hiệu suất hoá học Phương pháp hạt tải của hóa phóng xạ bao hàm việc xác định hiệu suất hóa học. Nếu biết được lượng hạt tải thêm vào ( thường đơn vị là mg), sự phân ly của hạt nhân phóng xạ không cần định lượng. Cần chú ý đến việc phân ly nhanh của các hạt nhân phóng xạ có thời gian sống ngắn hoặc của sự phân ly cực trị tinh khiết cho độ nhạy cực đại, phần bị mất của hạt nhân phóng xạ có thể chấp nhận được. Khi độ phóng xạ riêng của hạt nhân phóng xạ là không đổi sau khi hòa trọn với hạt tải, tỉ số hồi phục của hạt tải (hiệu suất hóa học) thì cũng như tỉ số hồi phục của hạt nhân phóng xạ. Rõ ràng là lượng nguyên tố hạt tải có mặt trong một mẫu ban đầu thì nhỏ kết hợp với lượng thêm vào. Đây thường là trường hợp mà phép phân tích sự kích hoạt sử dụng để đo chất đánh dấu bằng microgam hoặc lượng rất nhỏ. Hiệu suất hóa học của sự phân ly thì được định nghĩa bằng việc đo lượng hạt tải còn lại. Việc xác định này có thể được thực hiện bằng vài phương pháp sau: Trọng lượng: mặc dù phương pháp này có rất sớm nhưng lại không phổ biến là vì hóa học có thể phân ly hạt tải. Trong vài trường hợp, hợp chất đem cân có thể không đồng nhất, đó là do không xác định được hoặc không biết sự tổng hợp, đặc biệt quan tâm tới nước kết tinh. Thể tích hoặc trắc quang và các dụng cụ khác: những phương pháp này thì thường đặc trưng hơn cho từng nguyên tố. Chúng cần cho sự lấy mẫu, chuẩn và khoảng trống. Bức xạ kế: dùng một lượng biết trước của một đồng vị phóng xạ khác như một chất đánh dấu cho hạt tải. Phương pháp này thì tiện lợi nhưng thường không thích hợp. Bên cạnh những tính chất thông thường của một chất đánh dấu phù hợp, cụ thể là diễn biến hóa học tương tự, thời gian bán rã tương thích và dễ dàng đo sự phóng xạ, chất đánh dấu không ảnh hưởng đến việc đo hoạt độ phóng xạ của nhân phóng xạ đang xét. Một ví dụ cho kỹ thuật này là phép phân tích hoạt độ của vanadium V. Hạt tải của 52V (T1/2 = 3.7 phút) được sinh ra từ phản ứng 51V
thì V được đánh dấu bằng 49V( T1/2 = 330 ngày), mà phân rã hoàn toàn bằng việc bắt electron và trước đó không có sự đóng góp từ việc đo đỉnh phổ của 52V. Sau đó 52V đã bị phân rã hoàn toàn, chất đánh dấu 49V thì được đo bằng ống đếm nhấp nháy. Phép phân tích kích hoạt: phương pháp này sử dụng cho sản phẩm phóng xạ có thời gian sống ngắn. Sau khi đo phân rã hạt nhân phóng xạ, việc đếm vật mẫu mà chứa hạt tải được phục hồi thì được chiếu bằng cách tương tự như vật mẫu ban đầu. Trước khi lượng hạt tải lớn hơn lượng nguyên tố đánh dấu ban đầu, thì giờ đây hoạt độ phóng xạ sinh ra từ phép đo của lượng hạt tải có mặt trong mẫu đếm. Kỹ thuật này đã được sử dụng để xác định hiệu suất hóa học của vanadium (V). Sự phân ly hoá học Sự phân ly hóa học là một phần của phương pháp hóa phóng xạ mà kết quả là sự cách ly sản phẩm phóng xạ từ những nhân phóng xạ không phải là đồng vị được sinh ra trong việc chiếu xạ ban đầu. Trong phương pháp hạt tải, quá trình này được thực hiện bằng việc cách ly nguyên tố hạt tải thích hợp cho phép đo phóng xạ và việc xác định hiệu suất hóa học. Tài liệu của phép phân tích hóa học chứa rất nhiều phương pháp hóa học mà sẽ tương ứng với việc tách bất kì nguyên tố nào. Mục 6.4 liệt kê một số hướng dẫn giới thiệu các phương pháp hóa phóng xạ rất đa dạng cho tất cả các nguyên tố. Thoạt nhìn cơ sở cho một sự lựa chọn của một phương pháp cụ thể bởi một nhà phân tích thiếu kinh nghiệm thực sự rất nhiều rắc rối. Tuy nhiên việc lựa chọn các bước cụ thể trong phương pháp hóa phóng xạ nói chung thông thường là tập hợp các mục tiêu khi tách. Những mục tiêu này nói chung bao gồm : Sự giảm khối lượng của vật mẫu đến mức tối ưu hoặc phù hợp với các điều kiện của phép đo phóng xạ. Những điều kiện đó và hiệu suất cho trước sẽ xác định được lượng hạt tải cần thêm vào. Ví dụ: vật mẫu cuối cùng có thể là một chất kết tủa mỏng trên một giấy lọc để đếm beta, một thể tích dung dịch nhỏ để đếm tia gamma trong một ống đếm nhấp nháy, hoặc một vật mẫu được phủ lên một lớp kim loại để đo phổ anpha. Sự cách ly nguyên tố hạt tải với độ tinh khiết hóa học và xác định hợp phần để xác định hiệu suất hóa học. Vài loại khác của phương pháp cách ly có thể được sử dụng để phân ly vài nhóm tạp chất. Các nguyên tố được phân ly từ tất cả các phương pháp đó có thể vẫn cần tới một bước khác để chuyển đổi nó thành một dạng hóa học cho việc đo hiệu suất định lượng. Sự phân ly hóa học của các sản phẩm nhân phóng xạ từ các nhân phóng xạ không đồng vị khác, đặc biệt chúng có mặt trong hạt tải tự do hoặc nồng độ hoạt độ riêng cao. Phép đo hoạt độ phóng xạ cần phải đủ cao hơn hoạt độ phông để phù hợp với độ cính xác mong muốn của phép phân tích. Phổ phóng xạ có thể vẫn cần để đo hạt nhân phóng xạ với sự có mặt của các hạt nhân phóng xạ đồng vị của nó. Độ hụt khối lượng Sự hòa tan vật mẫu trước khi chiếu xạ và sự cân bằng của nhân phóng xạ quan tâm với các hạt tải trong phương pháp phân ly ban đầu thường phân phối