放射化学 第10章 辐射化学与辐射加工技术.ppt
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核化学与放射化学PPT课件
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3. γ衰变
γ衰变是指从原子核内部放出的一种电磁 辐射，它一般是伴随着α或β衰变产生的.原
子核通过γ衰变从能量较高的激发状态跃迁到 较低能量状态(基态).
19
4.电子俘获衰变（EC）
原子核从核外电子壳层中俘获电子而发 生的放射性衰变叫电子俘获衰变.
母体通过从核外俘获电子而使核内的一 个质子转变为中子和中微子.
常用的有机沉淀剂：甲基紫、次甲基蓝、罗丹明B等，
如：在氯化物溶液中，In3+以InCl4-配阴离子存在，次甲基蓝可使
In3+共沉淀ຫໍສະໝຸດ 40溶剂萃取法 （1）概述
溶剂萃取法又叫液-液萃取法，利用化合物在两种互不相溶 （或微溶）的溶剂中溶解度或分配系数的不同，使化合物从 一种溶剂内转移到另外一种溶剂中，将绝大部分的化合物提 取出来。 放射性核素分离的常用的方法之一（ TBP 磷酸三丁酯萃取铀） 优点：方法简便，分离速度快，适用于短寿命放射性
10
放射性活度及其单位
定义：
放射性样品 单位时间内发生衰变的原子核数。以 A表示。
A dN dt
单位：贝可勒尔（Bq）：1Bq=每秒1次核衰变 居里（Ci）: 1Ci=3.7×1010次衰变/s
放射性活度是指单位时间发生衰变的原子核数目，而 不是放射源发出的粒子数目。
11
放射性平衡
在递次衰变中，如果母体的半衰期比任何一代 子体都长，从纯母体出发，经过足够长(5～10倍于 最长子体半衰期)时间以后，母体的原子数(或放射 性活度)与子体的原子数(或放射性活度)之比不随时 间变化，称在该母子体之间达到了放射性平衡，又 称久期平衡。
子(实际为氦原子核)而转变为另一个新的子 体核素(Y):
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2. β衰变
3. γ衰变
γ衰变是指从原子核内部放出的一种电磁 辐射，它一般是伴随着α或β衰变产生的.原
子核通过γ衰变从能量较高的激发状态跃迁到 较低能量状态(基态).
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4.电子俘获衰变（EC）
原子核从核外电子壳层中俘获电子而发 生的放射性衰变叫电子俘获衰变.
母体通过从核外俘获电子而使核内的一 个质子转变为中子和中微子.
常用的有机沉淀剂：甲基紫、次甲基蓝、罗丹明B等，
如：在氯化物溶液中，In3+以InCl4-配阴离子存在，次甲基蓝可使
In3+共沉淀ຫໍສະໝຸດ 40溶剂萃取法 （1）概述
溶剂萃取法又叫液-液萃取法，利用化合物在两种互不相溶 （或微溶）的溶剂中溶解度或分配系数的不同，使化合物从 一种溶剂内转移到另外一种溶剂中，将绝大部分的化合物提 取出来。 放射性核素分离的常用的方法之一（ TBP 磷酸三丁酯萃取铀） 优点：方法简便，分离速度快，适用于短寿命放射性
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放射性活度及其单位
定义：
放射性样品 单位时间内发生衰变的原子核数。以 A表示。
A dN dt
单位：贝可勒尔（Bq）：1Bq=每秒1次核衰变 居里（Ci）: 1Ci=3.7×1010次衰变/s
放射性活度是指单位时间发生衰变的原子核数目，而 不是放射源发出的粒子数目。
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放射性平衡
在递次衰变中，如果母体的半衰期比任何一代 子体都长，从纯母体出发，经过足够长(5～10倍于 最长子体半衰期)时间以后，母体的原子数(或放射 性活度)与子体的原子数(或放射性活度)之比不随时 间变化，称在该母子体之间达到了放射性平衡，又 称久期平衡。
子(实际为氦原子核)而转变为另一个新的子 体核素(Y):
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2. β衰变
环境放射化学资料PPT课件
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6.4 放射性物质在大气中的化学 （1）概述 1）大气的组成
大气的总质量约为3.9×1015吨，主要成分是氮 (78.09%)和氧(20.95%)，还有微量的稀有气体、 CO2、水蒸气和飘尘等，大气是一种复杂的化学体 系。根据大气物理性质的不同特征，将大气分为对 流层、平流层、中间层、热层和散逸层等，与人类 有最密切的是对流层和平流层。
第1页/共34页
4）食物链和食物网 食物链：指生态系统中以食物营养为纽带联系起
来的生物之间食与被食的连锁关系。 食物网：地球上的多数动物、其食物不是单一
的，因此食物链之间会相互交叉连接，形成错综复 杂的网状关系。
第2页/共34页
海洋食物链示意图
第3页/共34页
食物网 第4页/共34页
5）环境的污染与保护
2）环境物质
是指环境中存在的具有一定环境活性，并对生 命物质可能产生各种直接或间接影响的物质。环境 物质可由自然因素或人类活动而释入环境，并在环 境介质中发生迁移、转化和积累，对人体健康、生 态平衡或环境质量产生影响。
3）生态系统
生物群落与无机环境在一定空间范围内进行能量 与物质的交换以及相互作用、相互制约所构成的整 体。它由无生命物质和生命物质所组成。
环境污染：有害的物质进入环境，经扩散、 迁移、转化，使之发生积聚，引起环境系统的结 构和功能的改变，导致环境质量的下降，对人类 或其它生物的正常生存和发展产生不利影响。
向环境排放污染物或对环境产生有害影响的 场所、设备和装置称为环境污染源。
环境保护：指人类为解决现实的或潜在的环 境问题，维持自身存在和发展而进行的各种具体 实践活动的总称。
第34页/共34页
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地球上空的大气简介：
6.4 放射性物质在大气中的化学 （1）概述 1）大气的组成
大气的总质量约为3.9×1015吨，主要成分是氮 (78.09%)和氧(20.95%)，还有微量的稀有气体、 CO2、水蒸气和飘尘等，大气是一种复杂的化学体 系。根据大气物理性质的不同特征，将大气分为对 流层、平流层、中间层、热层和散逸层等，与人类 有最密切的是对流层和平流层。
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4）食物链和食物网 食物链：指生态系统中以食物营养为纽带联系起
来的生物之间食与被食的连锁关系。 食物网：地球上的多数动物、其食物不是单一
的，因此食物链之间会相互交叉连接，形成错综复 杂的网状关系。
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海洋食物链示意图
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食物网 第4页/共34页
5）环境的污染与保护
2）环境物质
是指环境中存在的具有一定环境活性，并对生 命物质可能产生各种直接或间接影响的物质。环境 物质可由自然因素或人类活动而释入环境，并在环 境介质中发生迁移、转化和积累，对人体健康、生 态平衡或环境质量产生影响。
3）生态系统
生物群落与无机环境在一定空间范围内进行能量 与物质的交换以及相互作用、相互制约所构成的整 体。它由无生命物质和生命物质所组成。
环境污染：有害的物质进入环境，经扩散、 迁移、转化，使之发生积聚，引起环境系统的结 构和功能的改变，导致环境质量的下降，对人类 或其它生物的正常生存和发展产生不利影响。
向环境排放污染物或对环境产生有害影响的 场所、设备和装置称为环境污染源。
环境保护：指人类为解决现实的或潜在的环 境问题，维持自身存在和发展而进行的各种具体 实践活动的总称。
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地球上空的大气简介：
放射化学ppt课件
放射免疫治疗
利用放射性核素标记的抗体与 肿瘤细胞结合，通过释放射线 杀伤肿瘤细胞。
放射性粒子植入治疗
将放射性粒子植入肿瘤组织中 ，通过释放射线杀伤肿瘤细胞
。
05
放射化学的未来展望
新型放射性核素的研究与应用
总结词
随着科技的发展，新型放射性核素的研究与应用成为放射化学领域的重要发展方 向。
详细描述
科学家们正在研究新型放射性核素，这些核素具有独特的物理和化学性质，能够 用于医疗、能源、环保等领域。例如，一些新型放射性核素可以用于肿瘤的诊断 和治疗，具有更高的疗效和更低的副作用。
放射化学的发展历程
早期研究
放射化学的早期研究主要集中在 天然放射性物质的发现和性质研
究。
二战推动
第二次世界大战期间，放射化学在 核武器和核能的研究与应用方面发 挥了关键作用。
现代发展
随着科技的发展，放射化学在医学 、能源和环境科学等领域的应用越 来越广泛，推动了该领域的持续发 展。
02
放射性核素与辐射
放射化学在环境保护和能源领域的应用
总结词
放射化学在环境保护和能源领域的应用具有广阔的前景。
详细描述
利用放射性物质的特性，可以开发出高效的环境污染治理技术和能源利用技术。例如，利用放射性物 质的辐射特性，可以开发出新型的污水处理技术和固体废物处理技术；利用放射性核素的能量特性， 可以开发出高效、安全、环保的核能发电技术。
辐射防护的基本原则是采取适当 的措施，尽可能地减少或避免辐 射对人类和环境的危害。具体措 施包括控制辐射源、屏蔽防护、
个人防护等。
辐射防护标准
根据不同的应用领域和实际情况 ，制定相应的辐射防护标准。这 些标准规定了可接受的辐射剂量 上限和防护要求，以确保人员的
第十章 钚
化学性质
在中性溶液中，由于有利于三价钚氧化成四价 钚，五价钚或六价钚还原成四价钚，因此，钚 离子趋向于单一的四价态。 四价钚与酸反应形成钚盐，大部分钚盐在中性 或碱性环境中易水解生成胶体氢氧化物。 难溶性钚化合物有氧化钚、氢氧化钚和氟化钚 等。在钚的氧化物中，最重要的是二氧化钚。 几种主要的钚化合物的化学特性见表10-3。
第十章 钚及超钚核素的放射毒理学
杨占山
辐射特性
钚的原子序数为94 ,属锕系元素（锕-89---铹103） 超钚元素（transplutonium）有11个，都是人 工放射性元素。 ①比活度、α粒子的能量随原子序数的增大而 增高，而物理半衰期却随之变短； ②中子发射率随自发裂变半衰期的缩短而增大； ③多数化合物为三价和四价。
皮肤吸收
钚通过人的皮肤吸收很少 可溶性化合物的吸收率高于难溶性化合 物。 溶液的酸度增高，吸收率也相应增大。
伤口吸收
创伤污染钚的事故发生率仅次于吸入事 故的发生率。钚自伤口的吸收率与创面 大小、深度及钚化合物种类有密切关系. 可溶性钚化合物的转移率比难溶性钚化 合物高得多 钚有一小部分与体液中的络合剂阴离于 形成络合物，然后向其它器官组织转移; 一部分钚则在创伤部位水解形成胶体氢 氧化物，经巨噬细胞吞噬，然后进入网 状内皮系统，
化学性质
在溶液中，钚最稳定的价态是四价，而 超钚元素中多数是三价。 金属阳离子都具有较强的水解和络合能 力，尤其四价； 这种性质与离子势的大小成正相关，与 离子的荷电量及半径之比成正相关。 溶液的pH值：在生理pH条件下钚及超钚 核素的水解和络合能力极强，这对它们 在生物体内的代谢过程起着重要的作用， 而生物效应则主要依赖其辐射特性。
化学性质
钚是锕系元素中化学性质较高活泼的元素之一， 能与各种非金属元素及卤族元素形成三～四价 的 化 合 物 ， 并 分 别 以 Pu3+ 、 Pu4+ 、 PuO2+ 、 PuO22+钚离子形式存在于溶液中，半径分别是 0.1nm、0.09nm、0.08nm、0.081nm PU4+由于电荷多、离子半径小，最易于水解， 在pH为1.5～2.8之间便开始发生水解和聚合。 水解能力：Pu4+＞PuO22+＞Pu3+＞Pu+2。 钚水解形成的氢氧化物可以进一步聚合形成聚 合物，聚合程度较低的称为“单体钚” （monomeric plutonium），聚合程度较高的称 为“聚合体”（polymeric Plutonium）。
第10章-太赫兹波的产生与检测PPT课件
10．1．2 光整流 光整流是太赫兹脉冲产生的另一种机制，它是电光效应的逆过程。此外，飞秒的激光脉冲也是必需的，
但是与激光束触发光电导材料不同，光整流发射的太赫兹光束的能量直接来源于激光脉冲的能量。光整流 的转换效率主要依赖于材料的非线性系数和相位匹配条件。
-
5
两个光束在线性介质中可以独立传播，而不改变各自的振荡频率。但是在非线性介质中，两个单色光 束将发生混合，从而产生和频振荡和差频振荡。在出射光中，除了有与入射光相同频率的光波外，还有新 的频率(例如和频)的光波。而且当一束高强度的单色激光在非线性介质中传播时，它会在介质内部通过差 频振荡效应激发一个恒定(不随时间变化)的电极化场。恒定的电极化场不辐射电磁波，但在介质内部建立 一个直流电场。这种现象称为光学整流效应，它是最早发现的非线性光学效应之一。由于这种效应缺乏实 际的应用背景，所以除了早期用于验证它和线性电光效应之间的关系之外，并没有引起研究者的重视。
THz(1012Hz)辐射通常指的是频率在 0.1～10 THz(波长在 30 μm～3 mm)之间的电磁波，其波段在微波 和红外光之间，属于远红外波段，如图 10−1 所示。在 20 世纪 80 年代中期以前，由于缺乏有效的产生方 法和检测手段，科学家对于该波段电磁辐射性质的了解非常有限。近十几年来，超快激光技术的迅速发展， 为 THz 脉冲的产生提供了稳定、可靠的激发光源，使 THz 辐射的产生和应用得到了蓬勃发展。
超短激光脉冲的发展为光学整流效应的研究和应用开辟了新的途径。根据傅里叶变换理论，一个脉冲 光束可以分解成一系列单色光束的叠加，其频谱决定于该脉冲的中心频率和脉冲宽度。在线性介质中，因 为每个单色分量都可以独立传播，出射光的频谱和波形与入射光相比没有根本的变化，其差别仅来源于介 质的色散特性。但非线性介质中，这些单色波分量不再 独立传播，它们之间将发生混合。和频振荡效应产生频 率接近于二次谐波的光波，而差频振荡效应则产生一个 低频振荡的电极化场，这种低频的电极化场可以辐射出 太赫兹波段的低频电磁波。
核技术应用-辐射化学及其应用127页PPT
辐射§化2学同原步理辐与射应用
三一、、同基步本辐原射理应用
（一）、概述
提出用能量产额G代替离子对产额 。 G值定义 ：体系中吸收100eV能量所形成或破坏的分子 数； G（χ）表示每吸收100eV能量生成产物χ的分子数； G（-χ）表示每吸收100eV能量物质分解的分子数；
G(χ)α表示用α射线照射时形成产物χ的产额； G法定单位 mol/J。
三一、、同基步本辐原射理应用
（一）、概述
（3）应用辐射化学的研究 ① 脉冲辐解及低温技术研究辐射化学机理；
② 辐射增敏剂 实体肿瘤中含有10～50％对射线敏感性低的乏氧
细胞（hypoxic cells）,这些细胞对射线有抗拒作用， 从而影响肿瘤放疗的疗效。
辐射§化2学同原步理辐与射应用
三一、、同基步本辐原射理应用
辐射§化2学同原步理辐与射应用
三一、、同基步本辐原射理应用
（一）、概述
如1MeV的电子在气体中损失它的全部能量，可 产生～3×104离子和6×104的激发分子。而光化学 过程是一次性的，即光子通过一次相互作用把它的 能量全部给予被激发的分子而光子本身消失。
辐射§化2学同原步理辐与射应用
三一、、同基步本辐原射理应用
核技术应用-辐射化学及其应用
•
6、黄金时代是在我们的前面，而不在 我们的 后面。
•
7、心急吃不了热汤圆。
•
8、你可以很有个性，但某些时候请收 敛。
•
9、只为成功找方法，不为失败找借口 (蹩脚 的工人 总是说 工具不 好)。
•
10、只要下定决心克服恐惧，便几乎 能克服 任何恐 惧。因 为，请 记住， 除了在 脑海中 ，恐惧 无处藏 身。-- 戴尔． 卡耐基 。
放射化学放射性PPT课件
=0.115g
.
29
例4、95Zr(T1/2=65.5d)经衰变到 95Nb（T1/2=35d），后 者衰变为稳定的95Mo。从t=0时分离纯算起，什么时候 95Nb的放射性活度达到最大？总放射性活度是多大？
N 22 1 1N 1,0e1t1e21t
对时间微分并使微商为0，得到
tmax21 1ln1 2 6.79d 7
1 N 12 N 23 N 3 iN i
如： 2U 3 8 ,4 .4 1 6 9a 0 2T 34 h 2P 34 a 2U 34 ,2 .4 1 6 5a 0 2T 30 h 2R 26 a 2R 22 n
.
22
2） 母体核素的半衰期不太长，但仍比子体核素的半 衰期长（暂时平衡）
铀的容量法分析中标准钒酸铵溶液对铀的滴定度mgml1vonh18放射性核素放射性活度与时间关系图放射性核素放射性活度与时间关系图lglglglg192放射性衰变平衡的建立母体衰变生成的子体核素如果子体核素也是放射性的其衰变如下
第2章 放射性
.
1
放射性：原子核自发地放射出各种射线的现象。 各种射线： α、β、γ射线；正电子、质子、中子等其 它粒子。
在这种衰变情况下 2 远大于1
N2
1 2
N1,0(1e2t
)
A2A1,0(1e2t)
放射性平衡情况下，有：
A1 A2
.
20
A--总放射性活度；A1--母体核素的放射性活度； A2--子体核素的放射性活度；A3--被分离出子体的放射性衰变
母体的半衰期8h，子体的半衰期为0.8h
图 长.期平衡
21
这一关系对母体核素半衰期非常长的放射性衰变 链来说是相当重要的。一旦平衡建立，就存在如下关 系：
.
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例4、95Zr(T1/2=65.5d)经衰变到 95Nb（T1/2=35d），后 者衰变为稳定的95Mo。从t=0时分离纯算起，什么时候 95Nb的放射性活度达到最大？总放射性活度是多大？
N 22 1 1N 1,0e1t1e21t
对时间微分并使微商为0，得到
tmax21 1ln1 2 6.79d 7
1 N 12 N 23 N 3 iN i
如： 2U 3 8 ,4 .4 1 6 9a 0 2T 34 h 2P 34 a 2U 34 ,2 .4 1 6 5a 0 2T 30 h 2R 26 a 2R 22 n
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2） 母体核素的半衰期不太长，但仍比子体核素的半 衰期长（暂时平衡）
铀的容量法分析中标准钒酸铵溶液对铀的滴定度mgml1vonh18放射性核素放射性活度与时间关系图放射性核素放射性活度与时间关系图lglglglg192放射性衰变平衡的建立母体衰变生成的子体核素如果子体核素也是放射性的其衰变如下
第2章 放射性
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1
放射性：原子核自发地放射出各种射线的现象。 各种射线： α、β、γ射线；正电子、质子、中子等其 它粒子。
在这种衰变情况下 2 远大于1
N2
1 2
N1,0(1e2t
)
A2A1,0(1e2t)
放射性平衡情况下，有：
A1 A2
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A--总放射性活度；A1--母体核素的放射性活度； A2--子体核素的放射性活度；A3--被分离出子体的放射性衰变
母体的半衰期8h，子体的半衰期为0.8h
图 长.期平衡
21
这一关系对母体核素半衰期非常长的放射性衰变 链来说是相当重要的。一旦平衡建立，就存在如下关 系：
第五讲 辐射化学与辐射加工
・ :;:・
物理
讲! 座 学本身也渗透到其他学科和技术领域， 再加上人们 对和平利用原子能的重视， 这一切都使辐射化学的 研究得以迈开大步向前发展& #$ 世纪 ’$ 年代初， 人 们在高分子化学领域中取得突破， 发现了辐射交联 和辐射接枝& ($ 年代以来， 辐射化学逐渐应用在工 业上& 这个时期是辐射加工兴起的时期， 某些成果已 经投入了工业生产和商业化& 在 ($ 年代后期， 有几 十个国家都建立了从事辐射应用和辐射加工的专门 研究机构& %$ 年代， 随着高分子辐射化学的发展， 一 个新兴的工业领域— — —辐射加工逐渐形成& 到 )$ 年 代末， 全世界辐射加工的年产值已经接近国民经济 总产值的千分之一左右& *+)# 年， 全世界用于辐射 加工的电子束装置有 "$$ 多台， 强钴源装置有 **$ 多个& 我国辐射化学及其应用的研究， 始于 #$ 世纪 ’$ 年代末和 ($ 年代初， 最初是研究核工艺中的萃 取剂和离子交换剂的辐射稳定性& 当时辐射化学研 究已经有了一定的基础， 试制的少量产品， 其质量已 经超过了其他工艺制备的同类产品& 在改革开放以 后， 辐射化学和辐射加工工艺在我国有较快发展， 目 前辐射加工产业已经初具规模& 辐射加工技术能得到如此迅速的发展， 还在于 其自身特有的优点， 因此在现代工业社会中深受欢 迎& 辐射加工工艺的几个独特优点有： ! 节能； "可 以在常温甚至低温下进行加工； #穿透力强； $易于 控制； %产物中没有残毒和废物； & 加工的速度快、 规模大& ! & !# 辐射与物质的相互作用 ’ 射线是放射性同位素蜕变时放射出来的一种 波长极短的电磁波， 它和物质的作用类型主要有三
物理
讲! 座 学本身也渗透到其他学科和技术领域， 再加上人们 对和平利用原子能的重视， 这一切都使辐射化学的 研究得以迈开大步向前发展& #$ 世纪 ’$ 年代初， 人 们在高分子化学领域中取得突破， 发现了辐射交联 和辐射接枝& ($ 年代以来， 辐射化学逐渐应用在工 业上& 这个时期是辐射加工兴起的时期， 某些成果已 经投入了工业生产和商业化& 在 ($ 年代后期， 有几 十个国家都建立了从事辐射应用和辐射加工的专门 研究机构& %$ 年代， 随着高分子辐射化学的发展， 一 个新兴的工业领域— — —辐射加工逐渐形成& 到 )$ 年 代末， 全世界辐射加工的年产值已经接近国民经济 总产值的千分之一左右& *+)# 年， 全世界用于辐射 加工的电子束装置有 "$$ 多台， 强钴源装置有 **$ 多个& 我国辐射化学及其应用的研究， 始于 #$ 世纪 ’$ 年代末和 ($ 年代初， 最初是研究核工艺中的萃 取剂和离子交换剂的辐射稳定性& 当时辐射化学研 究已经有了一定的基础， 试制的少量产品， 其质量已 经超过了其他工艺制备的同类产品& 在改革开放以 后， 辐射化学和辐射加工工艺在我国有较快发展， 目 前辐射加工产业已经初具规模& 辐射加工技术能得到如此迅速的发展， 还在于 其自身特有的优点， 因此在现代工业社会中深受欢 迎& 辐射加工工艺的几个独特优点有： ! 节能； "可 以在常温甚至低温下进行加工； #穿透力强； $易于 控制； %产物中没有残毒和废物； & 加工的速度快、 规模大& ! & !# 辐射与物质的相互作用 ’ 射线是放射性同位素蜕变时放射出来的一种 波长极短的电磁波， 它和物质的作用类型主要有三
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e－→eS－（逊激发电子）→eT－(热电子) →eaq－ （水合电子）在10－11s内完成
随着扩散的进行，会出现如下反应（在10－9s内
完成）
H3O+＋eaq－→H2O＋H. OH.+ OH.→H2O2 H.+ H.→H2 H.+ OH.→H2O eaq－＋eaq－＋2H2O→H2＋2OH－ eaq－＋H.＋H2O→H2＋OH－ eaq－＋OH.→OH－
电子若在极性溶剂中，则称为溶剂化电子 e－＋nH2O→eaq－ 称为水合电子
三．水与水溶液的辐解
1.纯水的辐解：
H2O→H2O+、e－、H2O* 水在辐射作用下发生 电离和激发生成离子、电子和激发分子。
这些次级粒子首先集中在径迹附近，在向周围
介质扩散前会相互作用或被水复合。
H2O+＋H2O→H3O+＋OH. 在10－13s内完成 H3O+＋nH2O→H3Oaq+（水合离子）在10－11s内 完成
双分子衰变：能量转移，形成激发复合核或络 合物，电子转移、其他化学反应。
抽氢反应A*+RH→AH.+R. 加成反应 A*+B→AB 猝灭反应 A*+C→A+C(或E+D)
2.离子及其反应过程
离子由辐射直接产生或由次级粒子产生，具有
带电和激发两种性质。
离子与分子的作用包括电子、质子、氢原子、氢化物 离子的转移，通式为：
A++B→C++D 电子转移 H2++ H2O→H2O++ H2 氢原子转移 H2O++ H2O→H3O++OH. 质子转移 C2H5++NH3→NH4++ C2H4 氢化合物离子转移 C2H5++ C3H8→C2H6+ C3H7+(H-转移)
CmH2m++ RH2→CmH2m+ R+(H2-转移)
自由基也可以通过电子转移、氢原子转移、双
键加成解离与复合。
电子转移 OH.+ Fe2+→Fe3++ OH－
氢原子转移 H.+ C2H6→H2+ C2H5. 双键加成 A.+ C2H4→AC2H4. 解离C2H5.→C2H4 +H. 复合 R.+S→RS
4.溶剂化电子与陷落电子
电离产生的电子，经慢化后，可以发生以下反应 （1）简单电子俘获 O2+e－→O2－ （2）解离电子俘获Cl2+e－→Cl.＋Cl－ （3）生成离子对 CO+e－→C++O-+e－
2.水辐解中间产物的性质
中间产物分类：1. H2反应性很低；2.具有还原性 粒子 eaq－，H.；3. 具有氧化性产物OH.，HO2. ，H2O2。 （1）水合电子eaq－，水合电子是一种非常活泼 的还原剂，标准的还原电位为2.77V，因此它可
以还原很多物质，导致电子俘获或解离，例如
eaq－＋Cu2＋→Cu＋ eaq－＋O2→O2－ eaq－＋R.X（脂族卤化物）→R.＋X－
二．辐射化学的基本反应过程 1.激发分子及其反应过程 由电离辐射直接产生或电离辐射产生的次级电 子产生，激发分子是一种电子不处于基态，具 有过多能量的分子。 如 H2O+α→H2O* 激发分子衰变过程 单分子衰变：辐射跃迁，发射荧光
激发分子内转移 单分子解离或重排 AB* →A.+B.(或C+D) C、D是饱和的或 不饱和的分子
OH.+ H2O→H2O＋O2 OH.+CH2＝CH2→HOCH2－CH2.
（4）H2O自由基：可以呈现氧化性和还原性 H2O2+Fe2＋→Fe3＋＋HO2－ H2O2+Ce4＋→Ce3＋＋O2＋H＋
（5）过氧化氢：可以呈现氧化性和还原性
H2O.+Fe2＋→Fe3＋＋OH－＋OH. H2O.+Ce4＋→Ce3＋＋H2O.+ H＋ 还可以与某些自由基作用
（2）H原子：H原子是一种稍弱的还原剂，其标 准还原电位为2.31V
H.＋Cu2＋→Cu＋＋H+
H.＋O2→H2O. （3）OH自由基：OH自由基是主要的氧化性自由
基，具有很强的电子亲和力，在水溶液中可 氧化一系列离子或发生加成反应和抽氢反应， 例如：
OH.+Br－→Br.＋OH－
OH.+Fe2＋→Fe3＋＋OH－
3.有机物的辐射化学合成
机物对辐射较敏感，在辐射作用下会引起碳卤键的 断裂，对于氯化物
C—Cl→C＋Cl Cl＋H→HCl 对于碘化物
C—I→C＋I I+I→I2 I+别的基团→碘化物 （2）含氧有机物
醇、醚、醛、酮、羧酸及其衍生物对电离辐照都较
敏感，因为它们的结构都含有碳氧键（C—O或C＝O） 它们在辐照下，产生气体H2、CO、H2O、CO2，同时生 成分子量较原有分子大的产物。
物理过程：指α、β、γ、x、中子，加速的电 子、氘核、以及核反应产生的原子或离子作用 下物质性质的变化，多数是属晶格的变化（例 如形成缺陷结构）。 化学过程：上述各类核辐射及核反应引起的化 学过程。广义的讲还有可见光、紫外光引起的 光化学各种放电作用引起的放电化学或等离子 体化学，超声波作用的声化学。 生物过程：通过辐射使各类有机体的生命机能 达到计划或预期的变化。
3.自由基及其反应过程 一种不稳定的容易与其他原子或 发生反应的原
子或集团叫做自由基，用A.表示，如 H.+H→H2 CH3.+H→CH4
（甲基）（甲烷）
自由基是含有一个或多个有成键能力的未偶电 子的原子、分子或离子，自由基多数是很活泼 的，只能作中间产物存在，也有少数自由基相 当稳定，如(C6H5)3.,C.,NO.,NO2.,O2.等。
第四章 辐射化学与辐射加工技术
一.引言 什么叫核辐射化学 研究核辐射与物质相互作用引起各种化学过程 的科学。 核辐射与物质相互作用有物理变化，化学变化 ，生物效应。 什么叫核辐射加工技术 利用电离辐射作用于物质使其品质和性能得以 改善或合成新产品的一种技术，它使基于辐射 作用下物质的物理性质、化学性质或生物性质 发生暂时性或永久性的变化。
H2O2+.COOH→CO2+ H2O+ OH.
四．有机物的辐射效应—生成大量的氢分子
1.饱和烃，不饱和烃，芳香烃
（1）饱和烃：甲烷被辐照：CH4→H2、C2H6、 C2H4、C3H4、C3H8、C4H10
（2）不饱和烃 在辐照下，产生高分子聚合物
（3）芳香烃在辐照下，产生高分子聚合物
2.其他有机化合物 （1）含卤有机物：由于碳卤键键能较低，故含卤有
随着扩散的进行，会出现如下反应（在10－9s内
完成）
H3O+＋eaq－→H2O＋H. OH.+ OH.→H2O2 H.+ H.→H2 H.+ OH.→H2O eaq－＋eaq－＋2H2O→H2＋2OH－ eaq－＋H.＋H2O→H2＋OH－ eaq－＋OH.→OH－
电子若在极性溶剂中，则称为溶剂化电子 e－＋nH2O→eaq－ 称为水合电子
三．水与水溶液的辐解
1.纯水的辐解：
H2O→H2O+、e－、H2O* 水在辐射作用下发生 电离和激发生成离子、电子和激发分子。
这些次级粒子首先集中在径迹附近，在向周围
介质扩散前会相互作用或被水复合。
H2O+＋H2O→H3O+＋OH. 在10－13s内完成 H3O+＋nH2O→H3Oaq+（水合离子）在10－11s内 完成
双分子衰变：能量转移，形成激发复合核或络 合物，电子转移、其他化学反应。
抽氢反应A*+RH→AH.+R. 加成反应 A*+B→AB 猝灭反应 A*+C→A+C(或E+D)
2.离子及其反应过程
离子由辐射直接产生或由次级粒子产生，具有
带电和激发两种性质。
离子与分子的作用包括电子、质子、氢原子、氢化物 离子的转移，通式为：
A++B→C++D 电子转移 H2++ H2O→H2O++ H2 氢原子转移 H2O++ H2O→H3O++OH. 质子转移 C2H5++NH3→NH4++ C2H4 氢化合物离子转移 C2H5++ C3H8→C2H6+ C3H7+(H-转移)
CmH2m++ RH2→CmH2m+ R+(H2-转移)
自由基也可以通过电子转移、氢原子转移、双
键加成解离与复合。
电子转移 OH.+ Fe2+→Fe3++ OH－
氢原子转移 H.+ C2H6→H2+ C2H5. 双键加成 A.+ C2H4→AC2H4. 解离C2H5.→C2H4 +H. 复合 R.+S→RS
4.溶剂化电子与陷落电子
电离产生的电子，经慢化后，可以发生以下反应 （1）简单电子俘获 O2+e－→O2－ （2）解离电子俘获Cl2+e－→Cl.＋Cl－ （3）生成离子对 CO+e－→C++O-+e－
2.水辐解中间产物的性质
中间产物分类：1. H2反应性很低；2.具有还原性 粒子 eaq－，H.；3. 具有氧化性产物OH.，HO2. ，H2O2。 （1）水合电子eaq－，水合电子是一种非常活泼 的还原剂，标准的还原电位为2.77V，因此它可
以还原很多物质，导致电子俘获或解离，例如
eaq－＋Cu2＋→Cu＋ eaq－＋O2→O2－ eaq－＋R.X（脂族卤化物）→R.＋X－
二．辐射化学的基本反应过程 1.激发分子及其反应过程 由电离辐射直接产生或电离辐射产生的次级电 子产生，激发分子是一种电子不处于基态，具 有过多能量的分子。 如 H2O+α→H2O* 激发分子衰变过程 单分子衰变：辐射跃迁，发射荧光
激发分子内转移 单分子解离或重排 AB* →A.+B.(或C+D) C、D是饱和的或 不饱和的分子
OH.+ H2O→H2O＋O2 OH.+CH2＝CH2→HOCH2－CH2.
（4）H2O自由基：可以呈现氧化性和还原性 H2O2+Fe2＋→Fe3＋＋HO2－ H2O2+Ce4＋→Ce3＋＋O2＋H＋
（5）过氧化氢：可以呈现氧化性和还原性
H2O.+Fe2＋→Fe3＋＋OH－＋OH. H2O.+Ce4＋→Ce3＋＋H2O.+ H＋ 还可以与某些自由基作用
（2）H原子：H原子是一种稍弱的还原剂，其标 准还原电位为2.31V
H.＋Cu2＋→Cu＋＋H+
H.＋O2→H2O. （3）OH自由基：OH自由基是主要的氧化性自由
基，具有很强的电子亲和力，在水溶液中可 氧化一系列离子或发生加成反应和抽氢反应， 例如：
OH.+Br－→Br.＋OH－
OH.+Fe2＋→Fe3＋＋OH－
3.有机物的辐射化学合成
机物对辐射较敏感，在辐射作用下会引起碳卤键的 断裂，对于氯化物
C—Cl→C＋Cl Cl＋H→HCl 对于碘化物
C—I→C＋I I+I→I2 I+别的基团→碘化物 （2）含氧有机物
醇、醚、醛、酮、羧酸及其衍生物对电离辐照都较
敏感，因为它们的结构都含有碳氧键（C—O或C＝O） 它们在辐照下，产生气体H2、CO、H2O、CO2，同时生 成分子量较原有分子大的产物。
物理过程：指α、β、γ、x、中子，加速的电 子、氘核、以及核反应产生的原子或离子作用 下物质性质的变化，多数是属晶格的变化（例 如形成缺陷结构）。 化学过程：上述各类核辐射及核反应引起的化 学过程。广义的讲还有可见光、紫外光引起的 光化学各种放电作用引起的放电化学或等离子 体化学，超声波作用的声化学。 生物过程：通过辐射使各类有机体的生命机能 达到计划或预期的变化。
3.自由基及其反应过程 一种不稳定的容易与其他原子或 发生反应的原
子或集团叫做自由基，用A.表示，如 H.+H→H2 CH3.+H→CH4
（甲基）（甲烷）
自由基是含有一个或多个有成键能力的未偶电 子的原子、分子或离子，自由基多数是很活泼 的，只能作中间产物存在，也有少数自由基相 当稳定，如(C6H5)3.,C.,NO.,NO2.,O2.等。
第四章 辐射化学与辐射加工技术
一.引言 什么叫核辐射化学 研究核辐射与物质相互作用引起各种化学过程 的科学。 核辐射与物质相互作用有物理变化，化学变化 ，生物效应。 什么叫核辐射加工技术 利用电离辐射作用于物质使其品质和性能得以 改善或合成新产品的一种技术，它使基于辐射 作用下物质的物理性质、化学性质或生物性质 发生暂时性或永久性的变化。
H2O2+.COOH→CO2+ H2O+ OH.
四．有机物的辐射效应—生成大量的氢分子
1.饱和烃，不饱和烃，芳香烃
（1）饱和烃：甲烷被辐照：CH4→H2、C2H6、 C2H4、C3H4、C3H8、C4H10
（2）不饱和烃 在辐照下，产生高分子聚合物
（3）芳香烃在辐照下，产生高分子聚合物
2.其他有机化合物 （1）含卤有机物：由于碳卤键键能较低，故含卤有