放射性和核化学
放射性化学与核化学
放射性化学与核化学放射性化学与核化学作为现代化学的一个分支，放射性化学与核化学主要研究放射性物质的化学性质以及核反应等相关问题。
它不仅在核能工业、核武器研究等领域有着广泛的应用，还对科学家深入了解元素的结构、性质与变化、揭示化学反应机理等起着重要作用。
放射性化学放射性化学是研究放射性物质的化学性质、动力学和分析方法的科学。
放射性物质具有放射性变化，在发生放射性衰变的同时释放出大量的能量，这种能量的产生对物质的化学性质有着很大的影响。
因此，放射性化学研究的主要目标就是探究放射性物质与其它物质的相互作用及其原因。
放射性核素的放射性衰变可以引起化学键的破裂，甚至引发新的化学反应，放射性核素的分析方法也与正常物质分析有着很大的不同。
比如，白金族元素的谱分析中，由于贡献的精细分裂结构被放射性产生大的撕裂，因此其谱线常常会被其他元素的谱线掩盖。
所以放射性化学家需要使用特殊的技术，如伽马光谱学、放射化学反应、比较计数技术等来分离和分析放射性核素，揭示它们的化学与物理性质。
放射性物质在自然界和工业环境中的存在，对大气、水体以及植物、动物等生物体都会产生影响。
放射性物质的环境污染和核污染事件都对人类和地球的生存环境构成了威胁。
放射性化学的研究在核工业、核墨子、核医学等方面起着关键作用。
知道放射性核素的化学性质，有助于人们避免或减少辐射危害。
核化学核化学是研究原子核的化学性质和函数的学问，它是物理化学与核物理学之间的交叉学科。
核化学理论奠定了合成超重衰变的理论基础，这是目前制备超重元素的唯一途径。
核化学在化工、化纤、电子等工业中也有着广泛的应用和推广。
核化学主要研究原子核与电子壳层和各种化学元素之间的相互作用和反应，探究核反应的机理及其应用。
核化学的研究涉及到放射性核素的合成、分离、净化、分析、测量及其在科学研究和工业生产中的利用，还研究核反应的过程、中间体及其动力学，揭示核反应的本质，为核工程应用提供重要的理论基础。
放射化学与核化学
放射化学与核化学1 用DPTP 从硝酸介质中分离镅与镧系元素唐洪彬，程琦福，叶国安，叶玉星，蒋德祥，朱文彬，陈 辉本工作采用改进的方法合成Am 3＋与Ln 3＋的新型萃取剂2,6-二-(5,6-二正丙基-1,2,4-三嗪-3-取代)-吡啶(DPTP ），并用MS 、1HNMR 、IR 等对它进行了分析与鉴定。
选定30%辛醇-正十二烷(ODOD ）作稀释剂，研究了DPTP 体系的平衡时间、萃取剂浓度、NO 3－浓度、初始水相HNO 3浓度、相比等因素对Am 和Eu 分配比的影响。
实验结果表明：该萃取体系在5 min 内可达到萃取平衡；D Am随NO 3－浓度增加而增大；随着水相酸度提高，D Am 和D Eu 均显著增大，但二者间的分离因子SF Am/Eu 恒定在100～120范围内；在0.5～2.0 mol/L HNO 3介质条件下，可有效分离Am(Ⅲ）和Eu(Ⅲ）。
此外，实验研究了0.02 mol/L DPTP/ODOD 体系对La 、Ce 、Nd 、Sm 、Gd 等5种常量元素的萃取。
在0.5 mol/L HNO 3条件下，5个镧系元素的分配比均为10－2，这一结果与用152～154Eu 作示踪剂的实验结果一致。
经103 Gy 辐照后，萃取剂的萃取性能基本不变；当辐照剂量达到5⨯104 Gy 后，D Am 下降较快。
实验考察了0.02 mol/L DPTP/ODOD 有机相中Am 的反萃。
用0.01 mol/L HNO 3进行3级反萃，可定量反萃有机相中的Am 。
2 iPr-BTP 对镅和稀土元素的萃取行为研究程琦福，唐洪彬，蒋德祥，叶国安，叶玉星，朱志轩以正十二烷/30%辛醇溶液为稀释剂，研究了2,6-双（5,6-二异丙基-1,2,4-三唑-3）吡啶（iPr-BTP ）在硝酸介质中对镅和15种稀土元素的萃取行为，测定了各元素的萃取分配比，实验考察了水相酸度、iPr-BTP 浓度、稀释剂组成、萃取时间、离子强度对萃取Am(Ⅲ）和Eu(Ⅲ）分配比的影响。
核化学
三、从核燃料后处理厂提取铀核裂变产物
铀核裂变产物多达200多种。 大多数裂变产物寿命短、产额低，难以提
取。 某些重要产物见表2-4
§2-4 人工放射性元素
放射性元素：指该元素所有的同位素都是放射性核 素。
某些重要产物在大气中的产生速度与含量见表
2-3。
2、地壳中天然放射性引起的核反应产物
地壳中的天然放射性核素放出的α粒子和γ射线也可引起核 反应，而生成新的放射性核素。例如： 19F(α,n)22Na
18O(α,n)21Ne
9Be(α,n)12C
由核自发裂变产生的中子和其它天然核反应产生的中子几乎 可以和所有的核素发生(n,γ),(n,2n),(n,p)或(n, α)核 反应而得到新的放射性核素。
二、钷 Pm Promethium 普罗米修斯（希腊 神话中的火神）
发现： 1945年 Jacob Marinsky 等从铀核 裂变产物中分离得到。
17种同位素， 4种同质异能素 重要核素：147Pm 只发射0.225Mev的β射
线，半衰期长（2.26年），可作为软β辐 射源用于密度计等制造。
2、对靶子物的要求
靶子物：生产放射性核素时，反应堆中受照射的物质 选择靶子元素含量最高的化合物，最好是单质。如果
靶子物是金属元素，常用氧化物或碳酸盐；如果是非 金属，常用它们的钾盐。特殊情况，用富集靶，以便 得到高比活度，高放射化学纯度的产品。 靶子物要有较高的纯度，特别是不能含有热中子截面 大的杂质（如B和Cd等）。 照射后易于化学Байду номын сангаас理。 靶子物应有较好的辐照稳定性和热稳定性，在反应堆 强辐射场中不分解，不生成有害于反应堆的气体和毒 物。
核化学与放射性元素
核化学与放射性元素在现代科学中，核化学是一个重要的分支，涉及到研究原子核的特性和核变化过程，以及与核反应相关的化学现象。
在核化学中，放射性元素是一个特别的组成部分，具有独特的性质和应用。
本文将探讨核化学的基本概念，放射性元素的特征以及它们在科学和工业中的重要性。
一、核化学的基本概念核化学是研究原子核内及周围质子、中子和电子之间的相互作用、核反应以及放射性衰变等现象的学科。
它不同于一般化学，更关注于原子核层面上的变化和相互作用。
核化学的目标是理解和控制核反应、核转变和核衰变等过程，以解决能源、环境和医学等领域的问题。
二、放射性元素的特征放射性元素是指具有不稳定核的元素，其中核内部的质子和中子的比例不平衡，导致核内能量不稳定，因而放射射线以释放能量。
放射性元素的特征包括放射性衰变、半衰期、放射性能力等。
放射性元素可分为α衰变、β衰变和γ衰变等几种类型，这些衰变类型会导致元素原子核的变化和放射射线的释放。
三、放射性元素的应用1. 医学用途：放射性元素在医学诊断和治疗中发挥重要作用。
例如，放射性同位素可以用于核医学影像学，通过放射性示踪剂在人体内部生成图像，以检测疾病或病变部位。
另外，放射性治疗可以用于癌症治疗，如放射性碘可用于甲状腺癌的治疗。
2. 能源生产：核能是一种清洁、高效的能源形式，核反应堆中使用放射性元素作为燃料，通过核裂变过程释放能量，从而驱动发电机产生电力。
核能的利用可以有效减少对化石燃料的依赖，降低环境污染。
3. 工业应用：放射性元素在工业领域也有广泛的应用。
例如，放射性同位素可以用作检测和测量材料的厚度、密度和缺陷，广泛应用于金属加工、材料科学和无损检测等领域。
此外，放射性元素还用于辐射灭菌、食品辐照和酒泵探测器等工业应用。
四、放射性元素的安全问题尽管放射性元素在许多领域中有重要应用，但其安全问题也不容忽视。
放射性元素具有辐射性，对人体和环境可能造成潜在的危害。
因此，在使用和处理放射性元素时，需要严格遵循安全操作规程，并建立有效的防护措施以减少辐射风险。
什么是核化学
什么是核化学？核化学是一门研究核反应和核变化的学科，它涉及到核反应动力学、核反应产物的生成和分离、辐射化学等领域。
核化学在核能、放射性同位素、核医学、核燃料再处理等领域都有着广泛的应用。
在本篇文章中，我们将深入探讨核化学的基本概念、原理和应用。
一、核化学的基本概念1. 核反应核反应是指核粒子之间的相互作用和变化，包括核聚变、核裂变、放射性衰变和核共振等。
核反应是一种具有高能量、高速度和高辐射性的化学反应，其特点是需要高能粒子的激发和核能量的释放。
2. 核稳定性核稳定性是指核粒子处于一种稳定的状态，不会发生任何核反应或衰变。
核稳定性受到核子数、核子结合能、核自旋和核磁矩等因素的影响。
当核子数越接近壳层结构、核子结合能越大、核自旋和核磁矩越小时，核稳定性越高。
3. 放射性放射性是指核反应或核变化导致核粒子和辐射粒子的放射。
放射性分为α放射、β放射、γ放射和中子辐射等类型。
放射性是核化学的重要研究对象，也是核能和核医学应用的基础。
4. 核同位素核同位素是指具有相同核电荷数、不同核质量数的同位素。
核同位素在核化学中有着广泛的应用，如核燃料再处理、放射性同位素的制备和应用等。
二、核化学的基本原理1. 核反应动力学核反应动力学是研究核反应速率和反应物浓度之间关系的学科。
根据动力学原理，反应速率与反应物浓度的关系可以用反应速率方程来描述。
在核化学中，反应速率方程可以用来描述核反应速率和反应物浓度之间的关系。
2. 核反应产物的生成和分离核反应产物的生成和分离是核化学中的重要研究内容。
核反应的产物可以通过放射性同位素的制备和应用来研究。
在核反应产物的分离中，放射性同位素的物理和化学性质被广泛应用。
核化学家可以使用放射性同位素的特定性质，如半衰期、衰变模式和能谱等来分离、鉴定和测量核反应产物。
3. 辐射化学辐射化学是研究辐射与物质相互作用的学科。
在核反应中，辐射可以引起物质的化学变化，如电子捕获、电离、激发和解离等。
核化学与放射化学考研真题
核化学与放射化学考研真题核化学与放射化学是化学学科的重要分支之一，主要研究核反应、放射性同位素及其衰变、核辐射等相关内容。
在考研中，这部分知识通常是化学专业的学生需要掌握的重点内容。
本文将以考研真题为线索，围绕核化学与放射化学的相关知识进行论述，旨在帮助考生更好地理解和掌握这一领域。
一、选择题1. XX短寿命核素的半衰期为0.1s，则等效密度为多少？这道题主要考察半衰期与等效密度之间的关系。
等效密度（ρ）定义为单位体积内含有的核素数目（N）与物质密度（ρ0）的比值，即ρ=N/ρ0。
根据放射性衰变的规律，半衰期（T）与衰变常数（λ）之间存在着以下关系：T=0.693/λ。
因此，我们可以利用半衰期计算出衰变常数，再根据密度计算等效密度。
2. 关于α粒子穿透能力的说法，下列选项中正确的是：A. 相对于β粒子，其穿透能力强B. 由于质荷比较大，其穿透能力强C. 由于能量较大，其穿透能力强D. 相对于γ射线，其穿透能力强3. 下列关于β射线的说法，正确的是：A. 能够在电场中偏转B. 能够照相底片C. 具有较强的穿透能力D. 具有双电荷二、应用题4. 以下是某放射性同位素的衰变过程：A→B→C→D。
已知初始浓度为100 mol/L的A经历4个半衰期后，其浓度降至6.25 mol/L。
求每个半衰期的半衰期常数。
这道题考察的是放射性衰变的定量计算。
根据放射性衰变规律，每经过一个半衰期，核素的浓度会减少一半。
因此，我们可以根据给出的数据，逆推半衰期的数量和常数。
5. 某个核反应的截面随入射粒子的能量增加而呈现以下变化趋势：能量/MeV 截面/mb1 5010 100100 2001000 300请根据给出的数据，画出能量与截面的变化趋势图，并描述能量对截面的影响。
这道题目涉及到核反应中截面与入射粒子能量之间的关系。
根据给出的数据，我们可以绘制出能量与截面的变化趋势图，并解释能量对截面的影响。
三、综合题6. 以下是某个放射性同位素的衰变过程：A→B→C→D。
化学核化学反应练习题核素转变与放射性衰变计算
化学核化学反应练习题核素转变与放射性衰变计算化学核化学反应练习题：核素转变与放射性衰变计算核化学反应是指涉及到原子核的转变和核能的释放或吸收的化学反应。
在核化学中，核素转变与放射性衰变是非常重要的概念。
本文将讨论化学核化学反应练习题，并介绍如何进行核素转变与放射性衰变的计算。
1. 题目一：放射性同位素的衰变放射性同位素是具有不稳定核的同位素，它们通过放射性衰变逐渐转变成稳定同位素。
假设有一个放射性同位素A，其半衰期为t1/2。
请计算在n个半衰期后，剩余同位素A的质量分数为多少？解答：放射性同位素衰变的质量分数计算公式为：质量分数（f）=（1/2）^n其中n为半衰期的倍数。
2. 题目二：核素转变的反应方程式核素转变是指放射性同位素发生衰变或通过核反应转变成其他核素的过程。
请给出以下核素转变的反应方程式：a) 锕-227（Ac-227）经过α衰变变成何种核素？解答：Ac-227 -> Th-223 + αb) 镭-226（Ra-226）经过β衰变变成何种核素？解答：Ra-226 -> Rn-226 + βc) 镭-226（Ra-226）经过γ衰变变成何种核素？解答：γ衰变不涉及核素的转变，只有能量的释放。
3. 题目三：放射性同位素的衰变速率计算放射性衰变速率是指单位时间内放射性同位素发生衰变的次数。
假设有一个放射性同位素B，其半衰期为t1/2。
请计算n个半衰期后，剩余同位素B的衰变速率为多少？解答：放射性同位素的衰变速率计算公式为：衰变速率（R）=初始衰变速率 x (1/2)^n其中初始衰变速率为指定时间内发生衰变的次数，n为半衰期的倍数。
4. 题目四：放射性同位素的衰变常数计算放射性衰变常数是指一个核素在单位时间内发生衰变的概率。
假设有一个放射性同位素C，其半衰期为t1/2。
请计算其衰变常数。
解答：放射性同位素的衰变常数计算公式为：衰变常数（λ）= 0.693 / t1/2其中t1/2为半衰期。
放射化学
放射化学：基础放射化学、放射性元素化学、核化学、放射分析化学、应用放射化学低浓度 和微量发射性溶液行为：形成放射性胶体溶液、放射性气体溶胶；易被器皿或其他固体物质沉淀所再带和吸附减少吸附的方法有：加载体、提高溶液的酸度、硅烷化放射化学的特点：放射性、不稳定性、低浓度和微量放射性:某些核素自发放出粒子或γ射线，或在轨道电子俘获后放出χ射线，或发生自发裂变的性质放射性元素:具有放射性的化学元素。
放射性核素：某种元素中发生放射性衰变的核素。
放射性核素按其来源有天然放射性核素和人工核素之分。
载体：载体是以适当的数量载带某种微量物质共同参与某化学或物理过程的另一种物质。
反载体：为了减少分离过程对杂质核素的载带，在加入被分离核素和载体之外，还必须加入这些杂质核素的稳定同位素或化学类似物，以减少它们对被分离核素和器皿的污染，即起反载带作用，这类稳定同们素或化学类似物就称为反载体或抑制体。
放射性核素纯度：放射性核素纯度也称放射性纯度，指在含有某种特定放射性核素的物质中，该核素的放射性活度对物质中总放射性活度的比值。
放射化学纯度：简称放化纯度，指在一种放射性样品中，以某种特定的化学形态存在的放射性核素占总的该放射性核素的百分数比活度：单位质量的某种放射性物质的放射性活度。
S=A/(M1+M2)放射性浓度：放射性浓度C 是指单位体积某放射性活度。
C=A/V 单位为Bq/ml 或Bq/L 。
分配系数 D ：某一物质M 在不相溶的两相中达到分配平衡即在两相中的浓度不再变化时，它分别在两相中的表观浓度之比。
分离系数α：是指物料中两种物质经过某一分离过程后分别在不相溶的两相中相对含量之比,它表示两物质经过分离操作之后所达到的相互分离的程度化学回收率Y ：净化系数DF 净化系数又称去污系数或去污因子萃取率E 经萃取而进入有机相的欲萃取物的量占其在两相中总量的百分数。
萃取剂：通常把有机相中能将处于水相中的欲萃取物质转移到有机相的有机试剂叫做萃取剂。
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12.1.2 放射性射线
天然放射 α-射线 42He2＋ α-射线是带二个正电荷的氦核流，粒子的质量大约为 氢原子的四倍，速度约为光速的1/15，电离作用强，穿透 本领小，0.1 mm厚的铝箔即可阻止或吸收α-射线。 母核放射出α-射线后，子体的核电荷和质量数与母体 相比分别减少2和4。子核在周期表中左移二格，如 226 Ra 222 Rn2－＋4 He2＋。 88 86 2 一般认为，只有质量数大于209的核素才能发生α衰变， 因此，209是构成一个稳定核的最大核子数。
每一种基本粒子都有确定的质量、电荷、自旋和平均 寿命，它们多数是不稳定的，在经历一定的平均寿命后转 化为别种基本粒子。 根据基本粒子的静止质量大小及其他性质差异可将基 本粒子分为四类：光子、轻子、介子和重子(包括核子，超 子)。 一些重要的基本粒子的性质已经确定并列成了表，认 识这些基本粒子的特性对了解放射性衰变具有重要意义。 物质是无限可分的，基本粒子的概念将随着人们对物 质结构认识的进展而不断发展。 事实上，“基本粒子”也有其内部结构，因而不能认 为“基本粒子”就是物质最后的最简单且基本的组成单元， 而且，也并非所有的基本粒子都存在于原子核中，一些基 本粒子，如正电子、介子、中微子等都是核子(质子和中子 的总称)——核子以及质——能相互作用的副产物。
正电子在独立存在时是稳定的，但与电子相遇时就一 起转化为一对光子。 反质子 P － 与质子具有相同的特征，只是电荷相反， 在自然界反质子不能稳定存在，因为它能同物质相互作用 而迅速毁灭。 如 果 由 一 个 中 子 10n 变 为 一 个 质 子 11P 和 一 个 电 子 0 － 1e(三个粒子的自旋均为 1/2)时，为了平衡自旋需要生成 一个中微子00ν。中微子静止质量为0，电中性，自旋1/2， 以光速运动，几乎不被物质所吸收，穿透力极强。 可以将中子看成是被等量的负电荷所围绕的质子，作 为一个整体，中子是电中性的。
放射性和核化学
12.1 放射性衰变过程－自发核反应 12.2 放射性衰变动力学 12.3 核的稳定性和放射性衰变类型的预测 12.4 质量亏损和核结合能 12.5 核裂变与核聚变 12.6 超重元素的合成
放射性和核化学
原子核通过自发衰变或人工轰击而进行的核反应与化 学反应有根本的不同： 第一，化学反应涉及核外电子的变化，但核反应的结 果是原子核发生了变化。 第二，化学反应不产生新的元素，但在核反应中，一 种元素嬗变为另一种元素。 第三，化学反应中各同位素的反应是相似的，而核反 应中各同位素的反应不同。 第四，化学反应与化学键有关，核反应与化学键无关。 第五，化学反应吸收和放出的能量大约为 10 ～ 103 kJ· mol－1，而核反应的能量变化在108～109 kJ· mol－1。 最后，在化学反应中，反应前后物质的总质量不变， 但在核反应中会发生质量亏损。
12.1 放射性衰变过程－自发核反应
12.1.1 基本粒子简介
基本粒子是泛指比原子核小的物质单元，包括电子、 中子、质子、光子以及在宇宙射线和高能原子核实验中 所发现的一系列粒子。 已经发现的基本粒子有 30 余种，连同它们的共振态 (基本粒子相互碰撞时，会在短时间内形成由二个、三个 粒子结合在一起的粒子)共有300余种。 许多基本粒子都有对应的反粒子。
(2) β-射线 0－1β(或0－1e) β- 射线是带负电的电子流，速度与光速接近，电离 作用弱，穿透能力约为α-射线的100倍。 核中中子衰变产生0－1β： 1 n 1 P＋ 0 0 ν e ＋ 0 1 －1 0 核素经β衰变后，质量数保持不变，但子核的核电荷 较母核增加一个单位，在周期表中位置右移一格。如 210 Pb 210 Bi＋0 0 ν e ＋ 82 83 －1 0 (3) γ-射线 γ- 射线是原子核由激发态回到低能态时发射出的一 种射线，它是一种波长极短的电磁波(高能光子)，不为电 场、磁场所偏转，显示电中性，比X-射线的穿透力还强， 因而有硬射线之称，可透过200 mm厚的铁或88 mm厚的 铅板，没有质量，其光谱类似于元素的原子光谱。 发射出 γ- 射线后，原子核的质量数和电荷数保持不 变，只是能量发生了变化。
208 Pb； Th(4n)系，包括13种核素，由23290Th 10步衰变 82
U(4n＋2)系，包括18种核素，由23892U 14步衰变20682Pb；
235 92U
3步衰变
207 82Pb。
Ac(4n＋3)系，包括15种核素，由22789Ac 8步衰变
括号中的数字表示一个特定系列的所有成员其质量数都 可以恰好被4整除，或者被4整除后的余数为2或3。
(6) 中子辐射
1
0n
具有高中子数的核都可能发生中子衰变，不过，由 于核中中子的结合能较高，所以中子衰变较为稀少。 87 Kr 86 Kr＋1 n＋0 ν 36 36 0 0
12.1.3 放射性衰变系
在自然界出现的天然放射性核素，按其质量，可以划分 为Th、U和Ac三个系列。 其中Th、U和Ac是三个系列中半衰期最长的成员。它们 通过一系列的α和β衰变，变成原子序数为82的铅的同位素。 系与系间没有交错，即一个序列的核不能衰变为另一序 列的核。
(4) β＋-射线 0＋1β或0＋1e 作为电子的反物质 β ＋ ，它的质量和电子相同，电荷 也相同，只是符号相反。 β＋衰变可看成是核中的质子转化为中子的过程： 1 P 1 n＋ 0 0 1 0 ＋1e＋ 0ν 式中 00ν 是反中微子。当 β ＋ 粒子中和一个电子时，放 出两个能量为0.51 MeV的 γ -光子(这种现象叫“湮没”)。 β＋＋ β－ 2γ (5) K电子俘获 人工富质子核可以从核外 K层俘获一个轨道电子，将 核中的一个质子转化为一个中子和一个中微子： 1 P＋ 0 1 n＋ 0 ν e 1 －1 0 0 7 Be＋0 7 Li＋0 ν 4 －1e(K) 3 0 在K电子俘获的同时还会伴随有X-射线的放出，这是 由于处于较高能级的电子跳回K层，补充空缺所造成的。