核化学与放射化学
第十三章 放射性核素在化学、 放射化学 课件(共42张PPT)
二、实验方法(fāngfǎ)： 1、由实验测得t=0和t⇒∞和t时刻固体中的放
射性活度，即可按(13-31)式求得交换度F 2、由计算出的F-Bt表查出Bt值。 3、由t值计算出B。为了得到平均值，一般是
测量不同时刻的F，由表中查出一系列Bt值， 做Bt-t曲线，应为一条直线，直线斜率即B 4、再根据固体半径r求得自扩散系数Ď。
等。 2、医学和生物方面： 医学上的诊断，治疗(zhìliáo)；光合作用等生物过程
研究。 3、化学研究方面： 分子结构研究；化学反响机理研究；各种动力学参数
测定；热力学平衡常数等的测定；分析元素含量等。
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三、对标记(biāojì)化合物所需放射性比活度的 估算
如：每分钟计数〔根据测量误差而定〕为A， 那么要求示踪原子的毫居里数q：
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4、放射性核素示踪剂的选择 (xuǎnzé)
• 半衰期：根据实验目的及周期长短选择适 合半衰期的放射性核素。太长太短都不好。 医用大多项选择择半衰期为几小时到十几 天之间。
• 辐射类型和能量：常用β和γ，β测量效率高， 且容易防护。对需穿过较厚物质(wùzhì)层 那么需用γ射线。如脏器的扫描和γ照相。 对于β，要求Eβ=0.01-2Mev; 对于γ， Eγ=100-600Kev。
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§13-4配合(pèihé)物稳定常数的 测定
一、测定原理〔见讲义〕 关键是引入配合度Ф和函数ψ。然后逐级外推，即可
求得β1、β2……βn。 二、实验方法： 通常是先用实验求得无配体时的分配比D和有配体
时的分配比D’，再按照(13-19)式，以log(D/D’1)对log[L]作图，从直线截距可求得logβn，由斜 率求得配位数n。 由于示踪原子(shì zōnɡ yuán zǐ)方法灵敏度高，可 以在中心离子浓度非常低时进行。
第三届核化学与放射化学战略研讨会圆满召开
《核化学与放射化学》2008年(第30卷)总目次
波 ， 和义 ， 葵平 ， （３ 王 翁 等 ２）
自动 化合 成 Ｎ 琥 珀酰 亚 胺 一一 Ｆ 氟 苯 甲 酸酯 … … … … … … …… … … … … … … … …… 刘 晓 飞 ， 锦 明 ， ４［ ］ 张 田嘉 禾 ， （ ９ 等 ２） Ｔ Ｅ Ｆ的 直接 法 合 成 及 其 在荷 ｃ ｃ一 Ｇ ６动 物体 内生 物 学 分 布 …… … … … … … … … …… 董 孟 杰 ， 少 林 ， 庆 兰 ， （ ４ 李 任 等 ３）
… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …
赵慧云 ， 贾
兵 ， 纪云 ， （７ 史 等 １）
纯 Ｆ 和 ３６ ｅ １ Ｌ不锈 钢 在 液 态锂 铅 合 金 中的 腐 蚀 行 为 … … … … …… … … … … … … … …… 谢
３氨一一 丙 基一 ，～ 一 １羟 １ １二膦 酸盐 的” Ｉ 记 化 合 物 的合 成 及 其 初 步 动 物 实 验 … …… … … … 林 如 山 ， 标 蒲满 飞 ， 杨远 友 ， （５ 等 ７）
多 巴胺 受 体 Ｐ Ｔ显 像 剂 Ｆ Ｆ Ｅ — ＨＴＰ的生 物 学 评 价 … … … … … … … … … …… … … … 李 谷 才 ， 尹端 ＇ 程登 峰 ， （ Ｏ 『 止， 等 ８）
低 温精 馏 分 离 Ｈｚ ＨＤ …… … … … … …… …… … … … … … … … … … …… … … … … … 夏修 龙 ， 兴 碧 ， ／ 任 古
包 头 铁矿 石 中痕 量 铀 的测 定
…… … … … … …… … … … … … … … … … … …… … … … … 李 伯平 ， 明标 ， 罗 刘 维 ， （ １ ） 等 １ ２
《核化学与放射化学》2011年(第33卷)总目次
舵 ， 浩 骑 ， （４ 龙 等 ８） 虎 ， 国安 ， （ ９ 叶 等 ８）
梅 ， （６ 等 ９）
离 子选 择 电 极 法 测 定 铀 及 铀 铌 合 金 中 的 微 量 氮 … … … … … … … … … … … … … … … … … 武 红 英 ， 英 秋 ， 李 吴
铀 （ Ｉ 在 氯 化 １丁 基 一一 Ｖ） 一 ３甲基 咪 唑 中 的 电 化 学 性 质 … … … … … … … … … … … … … … … 张 秋 月 ， 小 红 ， 黄 唐洪 彬 ， （０ ） 等 １ １
Ｔ ｃ在 膨 润 土 中 的吸 附和 迁 移 行 为 … … … … …… … … … … … … … … … … … … … … … 张
静， 司高 华 ， 云 贵 ， （１ ） 黄 等 １９
言 ， 志鑫 ， 良进 ， （２ ） 宋 包 等 １４
第 ３期
单 质 碘 、 酸根 和 碘 离 子 的 吸 附 研 究 进 展 … … … … … … …… … … … … … … … … … … … 张 慧 芳 ， 晓雷 ， 碘 高 郭
Ｉ Ａ２０ ＡＥ ０ ８年 国 际 比对 水 体 样 品 中总 ａＢ放 射 性 分 析 … … … … … … … … … …… … … … 张耀 玲 ， ／ 赵
热 室 中用 反 滴 定 法 测 定 工 艺 料 液 中 的 铝 含 量 … … … … … … … … … … … … … … … … … … 牟
探 ， （２） 等 １９
用 Ｔ Ｐ溶 剂 萃 取 法 制 备 核 电纯 二 氧化 铀 … … … … … … … … … … … … … … … … … … … 牛 玉 清 ， 凤 岐 ， Ｂ 赵 舒祖 骏 ， （３ ） 等 １６
放射性分析与核化学实验讲义
实验1：NaI(Tl)闪烁谱仪实验目的1． 了解谱仪的工作原理及其使用。
2． 学习分析实验测得的137Cs γ谱之谱形。
3． 测定谱仪的能量分辨率及线性。
内容1． 调整谱仪参量，选择并固定最佳工作条件。
2． 测量137Cs 、65Zn 、60Co 等标准源之γ能谱，确定谱仪的能量分辨率、刻度能量线性并对137Cs γ谱进行谱形分析。
3． 测量未知γ源的能谱，并确定各条γ射线的能量。
原理)1(T NaI 闪烁谱仪由)1(T NaI 闪烁体、光电倍增管、射极输出器和高压电源以及线性脉冲放大器、单道脉冲幅度分析器（或多道分析器）、定标器等电子学设备组成。
图1为)1(T NaI 闪烁谱仪装置的示意图。
此种谱仪既能对辐射强度进行测量又可作辐射能量的分析，同时具有对γ射线探测效率高（比G-M 计数器高几十倍）和分辨时间短的优点，是目前广泛使用的一种辐射探测装置。
当γ射线入射至闪烁体时，发生三种基本相互作用过程，见表1第一行所示：（1）光电效应；（2）康普顿散射；（3）电子对效应。
前两种过程中产生电子，后一过程出现正、负电子对。
这些次级电子获得动能见表1第二行所示，次级电子将能量消耗在闪烁体中，使闪烁体中原子电离、激发而后产生荧光。
光电倍增管的光阴极将收集到的这些光子转换成光电子，光电子再在光电倍增管中倍增，最后经过倍增的电子在管子阳极上收集起来，并通过阳极负载电阻形成电压脉冲信号。
γ射线与物质的三种作用所产生的次级电子能量各不相同，因此对于一条单能量的γ射线，闪烁探测器输出的次级电子脉冲幅度仍有一个很宽的分布。
分布形状决定于三种相互作用的贡献。
表1 γ射线在NaI （Tl ）闪烁体中相互作用的基本过程根据γ射线在)1(T NaI 闪烁体中总吸收系数随γ射线能量变化规律，γ射线能量MeV E 3.0<γ时，光电效应占优势，随着γ射线能量升高康普顿散射几率增加；在MeV E 02.1>γ以后，则有出现电子对效应的可能性，并随着γ射线能量继续增加而变得更加显著。
放射核化学
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。
(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 e＋00ν 0 1 －1 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 e＋00ν 82 83 －1 (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。
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。
放射化学基础习题及答案_放射化学与核化学基础
放射化学基础习题及答案_放射化学与核化学基础work Information Technology Company.2020YEAR放射化学基础习题答案第一章 绪论答案 （略）第二章 放射性物质1． 现在的天然中，摩尔比率238U ：235U=138：1，238U 的衰变常数为1.54×10-10年-1，235U 的衰变常数为9.76×10-10年-1.问(a)在二十亿(2×109)年以前，238U 与235U 的比率是多少？(b)二十亿年来有多少分数的238U 和235U 残存至今？解一： 0t N N e λ-=2352380238023523823823523513827:11t t t tN N e e N N e e λλλλ----==•= 保存至今的分数即 t e λ-则238U ：0.753 ≈0.74235U ：0.142≈0.14解二：二十亿年内238U 经过了9102100.44ln 21.5410-⨯=⨯个半衰期 235U 经过了910210 2.82ln 29.7610-⨯=⨯个半衰期 保存到今的分数： 0.30.44238100.74f -⨯==0.3 2.82235100.14f -⨯==二十亿年前比率23523823823513827:11t t U e U eλλ--=•=2. 把1cm 3的溶液输入人的血液，此溶液中含有放射性I o =2000秒-1的24Na ，过5小时后取出1cm 3的血液，其放射性为I=16分-1。
设24Na 的半衰期为15小时，试确定人体中血液的体积。
(答:60升)解： 5小时衰变后活度： 1ln 2515020001587.4tI I e eλ--⨯-==⨯=秒人体稀释后1587.41660V =（1min=60s ） 5953600060V ml ml L ∴=≈= 3． 239Np 的半衰期是2.39天，239Pu 的半衰期是24000年。
《核化学与放射化学》2010年(第32卷)总目次
………………………………………… 宋
游 ， 维 明 ， 桂娇 ， （１ 郑 刘 等 ４）
水合 二 氧 化锰 （ ＨＭＤ 和水 合 五 氧化 二 锑 （ Ｐ 用 于 ＨＮ０ 溶 液 中 ｓ 、 ｓ Ｚ 、 ｕ Ｓ 、 ｅ Ｓ 的去 除 研 究 ） ＨＡ ） 。 ｒＣ 、 ｒ Ｒ 、 ｅ Ｃ 和 ｍ
Ｐ Ｐ萃 取 ａ能 谱 法 测 定 大 量 钚 中微 量 镅 …… …… …… … … … … … … … … … … … … … 黄 小 红 ， ＭＢ 陈永 清 ， 协 春 ， （４ 刘 等 ８）
ＭＩＲ 燃 料 硝 酸 铀 酰 溶 液 中 痕 量 氟 、 离 子 的测 定 Ｐ 氯 …… ………ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ…………………………………… 孙金库 ， 王树 安 （９ ８）
磊 ， （０ ） 等 １ ６ 伟 ， （１ ） 等 １ １
Ｙ 在 不 同材 料 器 壁 上 的 吸 附 性 能 … … … … … … … … … … … … … …… …… … … … … 宋 志 君 ， 有 钱 ， 丁 张生 栋 ， （ １ ） 等 １８
碘 在 银 丝 上 的 吸 附工 艺研 究 … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … 何 佳 恒 ， 文 彬 ， 钟 姜 林 ， （２） 等 １１
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1、放射性：在涉及放化操作的整个过程中，放射性一直存在，放射性核素一直按固有的速率衰变，并释放出带电粒子或射线。
这是放射化学最重要的特点。
2、不稳定性：由于放射性物质总是在不断地衰变，由一种物质转变为另一种或多种物质，使研究体系的组成不断发生变化。
这就要求相应的快化学研究方法。
3、低浓度性
1896年，放射性的发现，贝克勒尔
1934年，人工放射性的发现，小居里夫妇
1939年，铀的裂变，哈尔
同位素：质子数相同、中子数不同的两个或多个核素
同质异能素：处于不同的能量状态且其寿命可以用仪器测量的同一种原子核
同中子异核素：中子数N相同而质子数Z不同的核素
同质异位素：质量数A相同而质子数Z不同的核素
β稳定线：稳定核素几乎全部位于一条光滑曲线或该曲线两侧
质子滴线：位于β稳定线上侧，其上元素最后一个质子结合能为0
中子滴线：位于β稳定线下侧，其上元素最后一个中子结合能为0
核的电荷分布半径小于核物质的分布半径说明，核表面的中子比质子要多，原子核仿佛有一层中子皮
质量亏损：组成原子核的Z个质子和（A-Z）个中子的质量和与该原子核的质量m(Z,A)之差称为质量亏损
以原子质量单位表示的原子质量M(Z,A)与原子核的质量数A之差称为质量过剩
原子核的结合能：由Z个质子和N个中子结合成质量数为A=Z+N的原子核时，所释放的能量称为该原子核的结合能
将结合能B( Z,A)除以核子数A，所得的商ε
平衡分离过程：依靠达到平衡的两相中，所需组分和不需要组分的含量比的差别
速率控制过程：依靠所需组分和不需要组分传递速率的不同，造成两相中所需组分和不需要组分含量比的差别
分离因数：表征两相中所需组分A和不需组分B含量比差别的一个系数
回收率：表示样品经过分离后，回收组分的完全程度
富集系数：所需组分A和不需组分B的回收率之比
放射性核素纯度，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
比移值：某斑点或窄条的中心移动距离与流动相移动距离之比
载体：加入的常量的稳定核素
反载体：加入的一定量可能沾污核素的稳定同位素
同离子效应：沉淀的溶解度会因有共同离子的过量存在而减少
盐效应：当在溶液中加入不是太过量的同离子，而是加入并非构成沉淀的其他离子时，也会使溶解度增加
共沉淀分离法：利用溶液中某一常量组分（载体）形成沉淀时，将共存于溶液中的某一或若干微量组分一起沉淀下来的方法。
共沉淀的机制主要有形成混晶、表面吸附和形成化合物等共沉淀的公式各因数的含义记一下
1.放射性元素：指其已知同位素都市放射性的元素。
2.放射性核素：具有相同质子数不同中子数且具有放射性的核素。
3.天然放射性：1、三大天然放射系的母体核素；2、三大放射系衰变字体；3、宇生放射性核素。
4.三大天然放射系的共同点：1、母体均为长寿命的元素；2、均有气体字体产物；3、均以Pb稳定同位素终止。
三大天然放射系：铀系（4n+2）、钍系（4n）、锕系（4n+3）
5.放射性淀质：生成a、b-的放射性核素，生成时由于受到反冲护着在物体表面和大气悬浮无上。
6.放射性气溶胶：西服有放射性物质的大气悬浮粒子。
7.锝的医学上的应用的原因：1、半衰期短（6.02h）；2、射线能量适中（140KeV）；3、丰富的配位化学非常有利于药物的设计和合成。
8.锕系收缩效应:在锕系元素中离子半径随着原子系数的增加而减少。
9.配合物稳定性规律：1.对同一镧系元素，配合物的稳定性：M4+>Mo22+>M3+>Mo2+.
2.对给定的配体，锕系离子的配合物比相应的同价的镧系离子的配合物更稳定。
3.“锕系酰基”离子AnO22+和AnO2+分别比通常的二价和一价主族金属离子的配位能力强。
核燃料化学
1.核燃料循环的过程：铀矿冶--铀转化--铀浓缩--燃料制造--反应堆燃烧--后处理--高放废物储存--玻璃固化--地质处置。
2.铀矿石的预处理：配矿（各类矿石按比例混合）、破碎（粗、中、细破，大块矿石碎成小块，为磨矿准备）、焙烧（除还原性杂质，提高有用组份的溶解度，改善矿物性能，利于固液分离）、磨矿（湿磨，固液1:0.4~1:1）
3.铀矿石的浸取（酸，稀硫酸、碱浸，碳酸钠、碳酸氢钠）：
4.酸浸：铀溶解能力强、反应速度快、浸出率高；碱浸：处理含碳酸盐（8%~12%）较高的铀矿石，浸出液叫纯、腐蚀性较小、反应速度慢、浸出率低.
5.酸浸，碱浸的相关化学式
6.影响浸出的因素：粒度、矿浆固液比、酸（碱）度、氧化剂、温度、时间。
7.萃取剂：有机酸、有机磷。
磷酸三丁酯（TBP)、磺化煤油（稀释剂）
8.乏燃料冷却的母的：降低元件的放射性强度；减少可裂变物质233U和239Pu的损失；保证放射性很强的重同位素237U的衰变。
9.普雷克斯二循环过程;
10.阴离子对铀的分配比影响次序：PO43-》SO42-》F-》C2O42-》Cl-
11.TBP对不同价态钚的萃取次序：Pu（4）》Pu（6）》Pu（3）
12.热原子：处于激发态或动能高于周围环境热能的原子。
13.热原子化学：研究核衰变或核反应过程中产生的激发原子及其与周围介质产生化学效应的放射化学分支学科。
14.奇拉却贝尔曼斯效应：如果将靶子物制成适当形式的化合物（如元素有机化合物，有机络合物，含氧酸盐等），则这种化合物在（n,v)反应过程中会发生化学键断裂，使生成的放射性核素处于新的化学状态，这样便可以用普通的化学分离方法使反应产物得到浓集，提高比活度。
15.保留：一部分放射性同位素未能从钯原子化合物中分离出来
真保留：以原始化合物形式存在。
表观保留：原始化合物与性质相近的化合
物（新产物）形式保留。
化学键的断裂分:一级(化学键未断）保留、二级保留（断裂，）
16.反冲原子次级反应能区：热反应（高能反应）区、热能区。
热反应区：弹性碰撞引起的热反应，非弹性碰撞产生的超热能反应。
热能反应:反冲原子慢化到热能原子状态是发生的反应，遇自由基成分子.
17.添加剂：自由基清除剂（热能反应）、慢化剂（能量传递，热反应）
18.化学键断裂：反冲能、电子震脱、空穴串级。
19.影响保留值的因素：反冲能（能量效应）、聚集态的影响（相效应）、温度的影响。
20.同质异能跃迁：1,、γ光子2、内转换电子3、电子偶。