放射核化学(精)
关于放射性药物放射化学纯度测定的探讨(精)
第 11卷第 2期 1998年 5月同位素Jou rnal of Iso topesV o l . 11 N o . 2 M ay 1998关于放射性药物放射化学纯度测定的探讨景烈(,, , 、简便、快速的分析方法。
(放化纯度纸层析法O 658. 1放射性药物的放射化学纯度是指某一化学形态的放射性核素的放射性活度 , 占样品的放射性总活度的百分比 [1]。
在放射性药物的制备和产品存放时 , 其放化纯度极易发生变化 , 而放化纯度的高低直接影响核医学的临床效果。
放化纯度的测定有其特点 , 要求用样少、速度快、数据准确 , 常使用的是纸层析法、薄层层析法、电泳法等。
对此 , 各国药典上都有明确的规定。
本院同位素研究所质量控制研究室通过 20多年的实践和研究 , 发现了放射性药物放化纯度测定中存在的一些问题 , 有些已作改进 , 有些仍待解决。
本文将对改进后的分析方法作介绍 , 并提出一些供商榷和需要解决的问题。
1实验条件除特殊指明外 , 皆使用 W hatm an N o . 1层析纸。
由于某些试样对微量进样器有腐蚀作用 , 所以采用玻璃毛细管点样 , 需要定量加样时 , 亦以校准刻度的玻璃毛细管加样。
经层析分离后的放射性纸条 , 用放射性色层扫描仪测量放射性组份在纸条上的定量分布 , 得到层析谱扫描图 , 或以 X 光胶片制成自显像图。
2分析方法的改进及讨论2. 1 198Au -胶体注射液控制生成的胶体颗粒大小 , 制成的胶体注射液可分别用于肝扫描和肺扫描 , 近来又用于某些肿瘤的治疗。
该药物中的主要放射化学杂质是未形成胶体的放射性金离子。
过多的放射性金离子会形成全身照射 , 并影响扫描的清晰度 , 国内外药典皆要求其含量不得超过 2%。
景烈 :男 , 59岁 , 高级工程师 , 放射性药品分析收稿日期 :1997203214修改稿收到日期 :1997207210许多国家药典中都采用 V (丙酮 :V (水 :V (HC l =7∶ 2∶ 1为展开剂的上行纸层析法测定金离子含量。
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。
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。
第八页，共42页。
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：
第三页，共42页。
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。
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。
4-环境监测中人工放射性核素化学(2)解析
3 超铀元素 3.1 概述
原子序数大于92的所有元素。 制备：
反应堆和加速器人工制得的，核试验和核爆炸也产 生了大量超铀元素。
已发现和制得的超铀元素共有20种，即元素周期表 中93~112号元素。
能大规模生产的有：钚、镎、镅； 小规模生产的有：锔、锫、锎等。
3.2 锕系通论 元素周期表第七周期中，从89号元素锕到103号元素
NpF3、NpCl3、NpBr3、NpF4、NpCl4、NpF5、 NpF6等；
氢化物：
NpH2、NpH3等，此外还有C、Si、N、P的化合 物。
镎的水解：
各种价态的镎离子均可发生水解，Np（Ⅵ）的水 解能力最强， Np（Ⅴ）的水解能力最弱，水解产物为 氢氧化物或聚合的氢氧化物，这样给分离镎的工作带 来困难，加酸和络合剂有助于防止镎的水解。
（2）锕系元素的价态和离子半径 1）价态
锕系元素的价态比镧系元素价态有更多的变化， 这是由于锕系元素的5 f电子与外层电子的能级相差较 小的缘故。在不含络合剂的水溶液中，前几个锕系的 高价稳定性随原子序数的增加而增加，而超铀元素的 高价稳定性却随原子序数的增加而下降，对于超钚元 素而言，最稳定的价态基本都是三价。
镎是第一个超铀元素，1940年，由麦克米伦和艾贝 尔森在用中子轰击铀时发现的：
238U n, 239U 239Np 239Pu
到目前为止，发现镎共有14种同位素，其中237Np能 在反应堆中大量制得。质量数在237以上的镎均为β-衰 变放射性同位素。
237Np是α放射性核素，半衰为2.14×106a，是人 工放射系镎系（4n+1系）的起始核素。
辐射育种； 食品保鲜； 医疗器械灭菌； 肿瘤治疗以及工业设备的γ 探伤等。
放射性核素名词解释
放射性核素名词解释(1)放射性核素：(2)原子核内部质子数或中子数与核电荷数不相等的元素称为放射性元素。
这类元素共有28种。
其中最常见的是镭、钍、锕。
放射性元素衰变时，质子数增多，电荷数减少。
所以它们的化学性质非常活泼。
如钋在放射性衰变过程中，一部分质子转换为α粒子，因而具有β衰变和γ衰变。
镭也能发生β和γ衰变。
β和γ射线就是从放射性元素的原子核里发射出来的。
β射线能使空气电离而引起放射性元素被破坏，在探矿工作中得到广泛应用。
放射性核素在天然地壳中含量较少，一般只占天然物质的几千分之一。
但由于宇宙线强度很高，因此它仍然是环境中的污染源。
最早发现并用于医疗目的的镭、钍、钋、钫和氡等，也都是天然放射性核素。
某些金属(例如金、银)也能放出β、γ射线。
某些人工核素是天然放射性核素蜕变后产生的。
原子序数比自然界存在的同位素大的放射性核素，则称为超铀元素。
用人工方法产生的放射性核素统称为人工核素。
通常所说的放射性物质是指原子核或其他粒子具有放射性同位素(核素)的总称。
(3)具有放射性的核素：能发射β和γ射线的核素称为放射性核素。
常用于医疗诊断的有11种核素，它们的通用名称见表10-3。
表10-3常用于医疗诊断的放射性核素的通用名称3、单质铀235和钍232可分别用作水冶法制取超铀元素的原料。
二者均具有较好的抗生物效应，但含量很低。
(4)人工核素：由天然核素蜕变而成的放射性核素称为人工核素，即用人工方法产生的放射性核素称为人工核素。
目前研究较多的人工核素有11种，这11种人工核素具有半衰期长、生物半衰期短和对机体损伤小的特点，是医疗、工业探伤、防护检查等方面普遍使用的放射性核素。
(5)放射性核素的半衰期：放射性核素的半衰期，指放射性核素经过一次蜕变到再进行下一次蜕变所经历的时间。
放射性核素半衰期的倒数，称为放射性核素的半减期。
核素的半衰期越长，在环境中的含量越低。
因此，放射性核素半衰期是衡量放射性核素在环境中存在时间的重要标志。
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。
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(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。
(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。
第12章 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
第12章 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。
(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。 Th(4n)系，包括13种核素，由23290Th10步衰变 U(4n＋2)系，包括18种核素，由23892U
12.1.2 放射性射线
天然放射性核素在衰变时可以放出三种射线：
(1) 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。
8步衰变
207 82Pb。 208 82Pb； 82Pb；
14步衰变
206
Ac(4n＋3)系，包括15种核素，由23592U 3步衰变 22789Ac