放射化学基础放射性核素元素化学
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。
元素周期表中的放射性元素
元素周期表中的放射性元素元素周期表是化学领域中一张至关重要的表格，它将元素按照原子序数、元素符号和原子量等属性进行了整理与归类。
其中，放射性元素是周期表中一类特殊的元素，具有放射性衰变的特性。
本文将介绍元素周期表中的放射性元素的性质、应用以及其对环境和人类的影响。
一、放射性元素的定义和分类放射性元素是指具有不稳定原子核，能够自发地通过衰变释放放射线的元素。
根据放射性衰变方式的不同，放射性元素可以分为三类：α衰变、β衰变和γ射线。
1. α衰变：在α衰变中，放射性元素的原子核释放出α粒子（由两个质子和两个中子组成）。
这种衰变会导致原子序数减2，而原子量减4。
常见的放射性元素如镭（Ra）和铀（U）就属于α衰变系列。
2. β衰变：β衰变分为β-衰变和β+衰变两类。
β-衰变时，放射性元素的原子核从一个中子转变为一个质子，并释放出一个电子和一个反中微子。
β+衰变则相反，原子核中的一个质子转变为一个中子，释放出一个正电子和一个中微子。
这种衰变会导致原子序数增加或减少1。
例如，碳-14（C-14）和钴-60（Co-60）是常见的β衰变放射性元素。
3. γ射线：γ射线是高能电磁波，不带任何电荷或质量。
放射性元素衰变产生的高能激发态会通过γ射线释放能量。
γ射线不改变原子序数和原子量，只起到能量释放和原子核稳定化的作用。
二、放射性元素的性质与应用1. 放射性元素的物理性质：放射性元素具有较高的原子质量和较长的半衰期。
半衰期是指元素的原子核数目减半所需要的时间。
放射性元素的半衰期与其衰变方式和能级有关，范围从纳秒到亿年不等。
2. 放射性元素的化学性质：放射性元素的化学性质与其非放射性同位素相似，所以在化学反应中表现出了相似的特性。
它们可以形成化合物，并参与各种化学过程。
3. 医学应用：放射性同位素在医学领域有着广泛的应用。
例如，放射性同位素碘-131（I-131）可以用于治疗甲状腺疾病和甲状腺恶性肿瘤。
其他放射性同位素如锶-89（Sr-89）和钇-90（Y-90）可以用于骨癌治疗。
化学放射性元素的性质和应用
化学放射性元素的性质和应用化学放射性元素是指核素不稳定，会通过放射性衰变释放能量和粒子的元素。
常见的有铀、钚、镭等。
这些元素具有独特的性质和广泛的应用。
一、性质1. 放射性放射性是化学放射性元素最突出的性质。
它们会通过放射性衰变释放α、β、γ三种类型的射线和微粒子。
这种放射性可以被用来研究物质的性质和结构，也可以用来控制和治疗疾病。
2. 不稳定性化学放射性元素的核素不稳定，会发生自发性的放射性衰变。
这种不稳定性可以被用来测量化学物质的时效，还可以用来控制反应速率和稳定性。
3. 放射性同位素化学放射性元素还具有广泛的放射性同位素。
这些同位素在放射性同位素技术中有着诸如放射性标记、放射性示踪、核医学、核电技术等方面的广泛应用。
二、应用1. 核武器化学放射性元素在核武器的制造和使用中发挥着十分重要的作用。
铀、钚等元素被用作核燃料，通过核裂变释放出大量的能量，产生核爆炸。
它们的广泛应用给人类带来了深重的后果。
2. 核能来源核电站利用化学放射性元素的核能进行发电。
在反应堆中，铀、钚等元素通过核裂变产生热能，通过蒸汽发电机转化成电能。
核能作为清洁、高效的能源来源，正在被越来越广泛地应用。
3. 放射性同位素技术放射性同位素技术是对无机物、有机物、生物体和环境等进行定量和结构分析的高精度技术。
其中，使用放射性示踪法可以直接标记化合物和分子，从而定量测定化合物的含量和分离层析;放射性核医学可以探测和治疗患者体内的病变;放射性气溶胶技术可以研究气溶胶在大气环境中的转化和传播等。
4. 放射性治疗化学放射性元素具有强大的放射性，可以用于癌症和其他疾病的放射性治疗。
在放射性治疗中，放射线能够杀死癌细胞，减轻病人的疼痛和不适。
同时，放射性治疗也具有一定的副作用和风险，需要慎重使用。
总之，化学放射性元素具有独特的性质和广泛的应用，研究它们的性质和应用对人类的科技发展和生活有着举足轻重的作用。
同时，我们也应该对其进行合理利用和控制，以避免对人类和生态环境造成不可逆的损害。
放射化学知识点整理
放射化学第一章绪论1.1898年M. Curie用化学方法发现放射性元素钋；2.1910年，英国的Cameron提出将其作为一个独立的分支；3.放射化学诞生于1898年。
4.1956年北大开始建设我国第一个放射化学专业。
5.1958年开始在全国正式招收放射化学专业本科生。
6.1981年，放射化学专业成为国家批准建立的首批博士点之一。
7.放射化学：是研究放射性元素及其衰变产物的化学性质和属性的一门科（基础8.放射化学：研究放射性化学的物理化学行为和状态及其分离纯化方法和原理）9.放射化学包括的内容：核化学，核药物化学，放射性元素化学，放射分析化学，同位素生产及标记化合物，环境放射化学。
10.辐射化学和放射化学的区别：放射化学侧重研究放射性物质的化学性质和化学行为，而辐射化学主要研究辐射（射线）对物质的作用11.放射化学的主要特点：放射性；不稳定性；微量性1-7第二章基础知识1.核素：具有相同的质子数Z、相同的中子数N、处于相同的能态且寿命可测的一类原子2.同位素：质子数相同、中子数不同的两个或多个核素。
3.异位素：中子数相同、质子数不同的核素为同中子:。
4.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5.同质异位素：不存在相邻的稳定的6.元素质子数的幻数：2, 8, 20, 28, 50, 和827.元素中子数的幻数：2, 8, 20, 28, 50, 82,和1268.质子和中子统称核子9质子和中子是核子的两种不同状态10.核力：核子间存在的短程强相互作用（吸引）11.原子核的核力作用半径大于电荷分布半径12.原子核的体积与原子核的质量数成正比13.原子核的核子密度约：1038核子•cm-314.核物质的密度约：1.66 ⨯1014(g•cm-3)15.位于中子滴线上的核素，其最后一个中子的结合能为零；16.位于质子滴线上的核素，其最后一个质子的结合能为零；17.核衰变：不稳定原子核自发地放出粒子或电磁辐射变成另一种原子核的过程；18.对任一元素，质量数越大，α衰变能越小，质量数越小，α衰变能越大19.相对于β稳定线，中子过剩的核素发生β-衰变，质子过剩的核素发生β+衰变；20.只有在衰变能大于1.02MeV的情况下才能发生β+衰变21.放射性活度：每秒钟放射出的粒子个数（A) Bq(贝可）, Ci（居里）, 1居里＝3.7⨯107Bq.22.质子：1H的原子核23.规定1u等于一个12C原子质量的1/1224.核物质：由无限多等量中子和质子组成的、密度均匀的物质称为核物质。
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。
放射化学试题库及答案
放射化学试题库及答案试题库及答案第⼀章1.放射化学是研究放射性元素及其衰变产物的化学性质和属性的⼀门学科，详述其所涉及的六个主要领域? P11放射性元素化学2核化学3核药物化学4放射分析化学5同位素⽣产及标记化合物6环境放射化学要详细描述2.放射化学所研究的对象都是放射性物质，简述其所具有的三个明显特点？P11.放射性2.不稳定性3.微量性3.放射化学科学发展史上有很多重要发现，其中有四个是具有划时代意义，简述这四个具有划时代意义的重⼤发现(包括年代、发现者及国籍等)？P2-5 1放射性和放射性元素的发现（1869年法国贝可放射性的发现，1898年波兰居⾥夫妇钍盐放射性发现与钋的发现）2实现⼈⼯核反应和发现⼈⼯放射性（1919年英国卢瑟福⼈⼯核反应和质⼦的发现，1934年波兰⼩居⾥夫妇⼈⼯放射性的发⽣，⽤化学的⽅法研究核反应）3铀核裂变现象的发现（1939年德国哈恩铀的裂变，1940年美国麦克⽶兰超铀元素的发现）4合成超铀元素和⾯向核⼯业（1945年美国第⼀颗原⼦弹，1952年美国第⼀颗氢弹）第⼆章4.列表阐述质⼦、中⼦和电⼦的主要性质？5.核物质是由⽆限多的质⼦和中⼦组成的密度均匀的物质，简述其两个主要特点？11①每个核⼦的平均结合能与核⼦的数⽬⽆关②核物质的密度与核⼦的数⽬⽆关6.简述A mX中每个字母所代表的含义？Z NX：元素符号A：原⼦核的质量数Z：原⼦核中的质⼦数，也叫原⼦核的电⼦数N：原⼦核所含的中⼦数m：原⼦所带电荷数7.简述某核素的电荷分布半径及核⼒作⽤半径的测定原理及公式？电荷分布半径⽐核⼒作⽤半径⼩说明了什么？13-14电荷分布半径：测定原理：⾼能电⼦被原⼦核散射。
因为电⼦与质⼦之间的作⽤⼒是电磁相互作⽤，所以测得的是原⼦核中质⼦的分布，即电荷分布公式：13R r A= (r0≈1.2fm)核⼒作⽤半径：原理：π介⼦被原⼦核散射，因为介⼦与核⼦之间的相互作⽤⼒是核⼒，测得的是原⼦核中核⼒的分布，即核物质的分布。
放射性化学简介
放射性化学简介放射性化学是研究与放射性元素及其化合物有关的化学现象的一个分支学科。
放射性元素具有不稳定的原子核，在衰变过程中会释放出放射线并转化为其他元素。
这些元素的特殊性质使得它们在许多科学领域，如核能、药物研究和环境监测中发挥着重要的作用。
本文将从理论和应用的角度，对放射性化学进行一些详细的讨论。
放射性化学的理论基础主要涉及放射性原子核的结构和衰变模式。
原子核由质子和中子组成，质子数决定了元素的化学性质，而中子数则决定了原子核的稳定性。
当原子核不稳定时，会发生衰变，可分为放射性α衰变、β衰变和γ衰变。
α衰变是指放射出一个带正电荷的α粒子，同时减少原子核的质子数和中子数。
β衰变则分为β负衰变和β正衰变，前者是指放射出一个带负电荷的β粒子，后者是指放射出一个带正电荷的反电子。
γ衰变是指通过放射出高能γ射线来稳定原子核。
放射性化学的应用领域广泛，其中核能是最重要的一部分。
核能通过控制和利用放射性核素的裂变或聚变反应，来产生巨大的能量。
裂变是指将重核素如铀或钚分裂成两个中等大小的核素，释放出大量的能量。
聚变则是将轻核素如氘或氚聚合成更重的核素，同样会释放出巨大的能量。
这些能量被广泛用于发电、航天和核武器等领域。
此外，放射性化学在医学和药物研究领域也有着重要的地位。
放射性同位素被用于医学诊断、放疗和治疗。
例如，放射性同位素技术可以用于放射性示踪，通过注射具有放射性标记的药物来观察其在人体内的代谢和行为。
同时，也可以利用放射性同位素进行放射治疗，通过消灭癌细胞或抑制其生长来对抗癌症。
此外，环境监测中的放射性化学也有着重要的应用。
放射性同位素的释放和传播可能对环境和生态系统产生不良影响。
通过监测放射性同位素的浓度和分布，可以评估和管理其对环境的潜在风险，确保公众的安全和健康。
总之，放射性化学作为一个分支学科，探索了放射性元素和其化合物的特殊性质和行为。
通过理论研究和应用实践，放射性化学为人类社会的核能发展、医学和环境监测等领域做出了重要贡献。
放射化学基础
第一节 放射性
一、放射性衰变规律
（一）放射性的定义
原子核自发地按固定的速率放出粒子的现象，即 为放射性
• 原子核自发地发射粒子(如α，β，p， 14C，…)或电磁辐射、俘获核外电子，或自 发裂变的现象称为放射性。
（二）衰变规律
衰变的统计规律：放射性衰变是一种随机事件，各个放
射性原子核的衰变是彼此独立的，大量放射性原子核的衰 变从整体上服从指数衰减规律
放射性浓度：单位体积中的放射性活度
A
CA
V
半衰期T1/2， 平均寿命τ
无论初始放射性核数的数目为多少，其所剩放射性核的数目为 初始数目的一半或已衰变了一半的核所经历的时间，即为该核 素的半衰期，即当N=1/2N0时所经历的时间，所以半衰期也可 表示为：
所以放射性衰变公式也可以表示为：
e N N ln 2 t
在1g239Pu（T1/2=24000a）和1g3H(T1/2=12.4a)中每分钟衰变多少个原子？
（三）分支衰变
• 某些放射性核素可以同时以几种方式衰变称分 支衰变。
• 在每一次衰变中，按其中第i种方式衰变的概率 为衰变的分支比。
64Cu
64Zn（40%） 64Ni（19%）
64Ni（41%）
（四）放射性衰变平衡
单位：Bq(贝可)——国际单位；其它有KBq, MBq, GBq; 1Bq=1dps（1次衰变/秒）
常用Ci（居里）表示，1Ci=3.7×1010Bq=37GBq
1Ci 相当于1g 226Ra的放射性活度 。
与放射性活度有关的几个概念
• 放射性比活度：单位质量的物质的放射性活度。
As A m
m为总质量，包含放射性物质和所有非放射性杂质的质量
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核素（nuclide）：核素是指具有一定数目质子和一定数 目中子的一种原子。具有放射性的核素称为放射性核素。
素。
返回
（1）天然放射性元素（natural radioelements）
固有的 衰变
半衰期长
逐步产生的 衰变
232Th 238U 235U
钍系（4n 系）
铀系（4n+2 系）
返回
锕系（4n+3 系）
84~92号元素
（2）人工放射性元素（artificial radioelements ）
93~112号元素，以及43Tc和61Pm
（3）天然放射性核素
不属于天然放射系而半衰期很长的放射性核素， 如40K和87Rb。
由于宇宙射线与大气作用，在自然界中不断进行 核反应形成的，如3H、7Be、14C 和22Na 等。
裂片元素：人工核反应的中间产物。
元素（element）：元素是具有一定数目质子的一类原子。 全部由放射性核素组成的元素称为放射性元素。
化学（chemistry）：在分子、原子、离子层面上某种 核素（元素）的存在状态 、化学反应特性。
A - 天然放射性元素－自然界原来存在，9个。
84
Po(钋)、85At
(砹)、86Rn
(氡)87
Fr(钫)、88Ra
(镭)
放射性核素－
89 Ac（锕）、90Th（钍）、91Pa(镤)、92U（铀）； B - 人工放射性元素－人工核反应产生的放射性核素，
包
括周期表中铀以后的93号元素至112号元素及锝（43
T
c）
ห้องสมุดไป่ตู้
和钷(61Pm）。 C40 K.45 Ca.14 C.3
H等少数几个放射性核
1937年意大利矿物学家C.佩列尔和美国物理学家E.G.塞格雷 在加利福尼亚大学劳伦斯-伯克利实验室用回旋加速器加速的 氘核轰击钼靶，通过下述核反应98Mo(d,n)99Tc 合成了锝，这 是人类首次用人工的方法制造出来的元素。
人工放射系，镎系（4n+1)系。其起始核素是241Pu。半衰期 最长的子体是237Np，半衰期是2.14×106a。 237Np的比活度 比天然铀高近2000倍。