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。
大学课件《核化学与放射化学》第三章 放射性衰变及衰变方程式
第三章 放射性衰变及衰变方程式
一. 放射性衰变类型 放射性衰变通常由下式描述：
A B x E
能量是以放出的粒子或量子的动能形式出现的。在放 射性衰变时释放的能量称作Q值，它是由衰变前 后处于基态的核的质量差得出。
Q mc (mA mB mx )c
放射性活度作为物质的一个特性可用于合适的探测器进行测量。后面 会讲到。
第三章 放射性衰变及衰变方程式 二. 放射性衰变规律
1.放射性衰变平衡的建立 两级衰变：
1/ 2 ,1 1/ 2 ,2 N1 T N 2 T N 3
在衰变产生子体原子数的计算中，除了要母体生成的子体原子数的增 加外，还要考虑它衰变生成下一代子体使其减少：
252 98
Cf Xe Ru 4n Q
140 54 108 44
第三章 放射性衰变及衰变方程式
一. 放射性衰变类型
5. 其它衰变 质子衰变：1981年初证实。（T1/2＝8.5ms）
96
Ru( Ni, p2n) Lu 150Yb
58 151
p
发射中等质量粒子的衰变：
重粒子的缓发发射：
T1 / 2 ln 2
0.693
将上式代入到：
N N 0e
ln 2 t T1 / 2
第三章 放射性衰变及衰变方程式 二. 放射性衰变规律
1.放射性衰变的时间规律 平均寿命：即放射性活度下降到1/e时所需的时间。是衰变常数 的倒数。 表征放射性的几个概念： （1）放射性活度：单位时间内该放射性核素的衰变数。单位贝可（Bq）。 1Bq相当于每秒1个衰变数。 1Ci＝3.71010Bq（1Ci近似相当于1g226Ra的放射性活度） 常用放射性核素的倍数单位是：1kBq（103s-1），1MBq（106s-1）和 1GBq（109s-1） 在放射性活度说明上，除了放射性活度外，还必须给出放射性核素和时 刻。 在铀和钍的天然放射性同位素的混合物中，一般仅给出238U及232Th的活 度，与这一规则不一致时需注明。
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。
大学课件《核化学与放射化学》第二章 核子学
若T用MeV表示，则：
2 .6 Z d0 fm T
第二章 核子学
二. 核性质
电荷分布半径： 电子散射法是测量电荷分布半径的方 法之一。
第二章 核子学
三. 核性质
自旋和矩 核的角动量可表示：Ih/2。I是整数或半整数， 称为核自旋；h为Planck’s常数。 中子和质子的本征自旋I均为1/2； 任何偶A核的自旋一定为0或者整数； 任何奇A核的自旋为半整数； 所有偶A核和偶Z核在处于正常状态时，自旋 都为0。
一.原子核的构成
4. 放射性物质 放射性物质：含有放射性核素的物质。实际上所有物质都 含有放射性核素发生器，只不过大多数物质中放射性核素发生 器的浓度都很低。辐射防护对放射性物质规定了允许接触的放 射性浓度的极限。 由放射性物质派生的同样重要的概念还有放射性材料、放射
性物体、放射性制剂、放射性辐射源或放射源也经常使用。
一.原子核的构成
2. 核素
同位素：具有相同的原子序数，但质量数不同的一类核素。如：1H，2H和 3H ； 同一元素的同位素在元素周期表中占同一位置，彼此的化学性质几乎相 同。 同核异能素：质量数和中子数都相同，而所处的能量状态不同的一类核素。 如：178Hf，178Hfm1，178Hfm2；60Co和60Com等等。 同中子素：具有相同的中子数，不同质子数的一类核素。又称同中子异位 素，同中子异荷素。如：90Sr和89Rb等。 同量异位素：质量数相同，质子数不同的一类核素。如： 90Sr和90Rb等。
元素的化学键和化学性质。
根据上述理论，原子核是由质子（Z个）和中子（N个）构成。所以一 个原子核有Z＋N个核子组成，它的特征电荷为Z。
一.原子核的构成
核内核子和其相应的的自由核子之间是有区别的：
中国放射化学和核化学
中国放射化学和核化学
中国放射化学和核化学是核科学研究的重要分支之一。
放射化学主要涉及放射性同位素的研究，包括其生成、分离、测量、应用等方面。
而核化学则更多地关注核反应和核素的变化，包括核燃料的制备、放射性废物的处理、核燃料后处理等。
中国在放射化学和核化学领域取得了不少成就。
早在20世纪50年代，中国就开始进行放射性同位素的研究和应用。
目前，中国已经建立了全面的核化学工程体系，拥有一批高水平的核化学研究机构和实验室。
中国还积极参与国际核化学研究合作，为国际核科学事业做出了贡献。
放射化学和核化学在国家发展和安全方面具有重要意义。
在核能利用方面，放射化学和核化学技术可以有效地提高核燃料的利用率，减少核废物的产生，促进核能的可持续发展。
在核安全方面，放射化学和核化学技术可以用于核材料的监测和识别，防范核恐怖主义和核扩散的威胁。
总之，中国放射化学和核化学的发展与应用，不仅为核科学研究做出了突出贡献，也为国家的经济、安全和发展做出了积极贡献。
- 1 -。
放射化学相关知识点总结
放射化学相关知识点总结一、放射化学的基本概念1. 放射性元素及其化合物放射性元素是指原子核不稳定，能够自发地发出辐射（α射线、β射线或γ射线）的元素。
常见的放射性元素包括铀、钚、钍、镅等。
放射性元素在化合物中形成放射性化合物，具有一定的化学性质。
2. 放射性同位素同位素是指原子序数相同、质子数不同的元素，在自然界中存在着多种同位素。
放射性同位素是指具有放射性的同位素，在放射性核化学中具有重要的研究价值。
3. 放射性衰变放射性元素会经历自发性的放射性衰变过程，释放出能量和粒子。
常见的放射性衰变方式包括α衰变、β衰变和γ衰变。
4. 放射化学的研究范围放射化学研究的范围包括放射性元素的化学性质、放射性同位素的同位素化学以及放射性核化学在核能利用和核废物处理等方面的应用。
二、放射化学的研究方法1. 放射性同位素标记法放射性同位素标记法是放射化学研究中常用的一种方法。
通过向化合物中引入放射性同位素，可以追踪其在化学反应中的变化过程，从而了解其化学性质和反应机制。
2. 放射性元素的放射化学分离放射性元素的放射化学分离是放射化学研究的关键环节之一。
通过合成具有高选择性的分离剂，可以实现对放射性元素的有效分离和富集。
3. 辐射化学分析辐射化学分析是一种通过辐射与物质相互作用的方法，用于分析样品中的成分和结构。
常见的辐射化学分析方法包括辐射化学吸收分光光度法、放射化学发光分析法等。
4. 放射性同位素示踪法放射性同位素示踪法是一种常用的放射化学研究方法。
通过向化合物中引入放射性同位素，可以追踪其在化学反应中的变化过程，从而了解其化学性质和反应机制。
三、放射化学的应用1. 核能利用放射化学在核能利用方面具有重要的应用价值。
放射性同位素在核能发电、医学诊断、食品辐照等领域发挥着重要作用。
2. 核废物处理放射化学在核废物处理和处置方面具有重要的应用价值。
通过对核废物中的放射性元素进行放射化学分离和稳定化处理，可以实现对核废物的有效处理和处置。
核化学与放射化学
核化学与放射化学核化学与放射化学核化学与放射化学是研究核物理过程和核反应所产生的化学现象的学科。
核化学和放射化学是密切相关的学科，它们都关注的是原子核和电子的相互作用以及它们之间的化学反应。
放射化学的研究涉及了自然环境中的核素及核能的利用问题，包括放射性核废料的处理和管理、核反应堆材料的耐久性、核燃料循环等，而核化学则更多的关注于核素的合成、分离和分析等基础问题。
核化学中最基本的问题就是构建稳定的原子核。
核反应可以通过加速器或核反应堆得到，而这项技术已广泛应用于制备放射性同位素、生产核燃料等。
核反应产生的射线与物质相互作用，会改变原子的化学性质。
因此，核化学家们可以通过这些射线来研究物质的化学性质。
放射化学的研究方向包括对辐射效应的了解和抗核辐射防护的措施。
放射化学家可以通过辐射对物质的影响来研究化学结构和化学反应。
常用的放射化学方法包括电子自旋共振、X射线光电子能谱、中子活化分析等。
同时，研究核反应器的稳定性和核废料的处理也是放射化学的研究重点之一。
核化学和放射化学作为交叉学科，应用范围非常广泛。
它们被广泛应用于交叉领域，如环境科学、药物研究、能源研究、天体化学等。
核能是世界上最主要的可再生能源之一，核化学和放射化学的研究对于核能的利用和发展具有重要意义。
正如我们所了解的那样，核反应可以通过加速器或核反应堆得到。
核反应的核心是核裂变和核聚变。
核裂变是一种将重核分裂成更轻的核片段并释放出大量能量的反应。
例如，铀-235裂变时会释放出能量和3个中子。
而核聚变则是一种将两个轻核结合成重核的反应，例如氢核聚变成氦核的反应。
聚变反应是太阳能的主要能源之一，目前正被广泛研究和开发。
核反应是可控的，且产生的能量密度远远超过传统能源，因此被广泛应用于能源开发和军事领域。
关于放射性同位素，放射性核素具有不稳定的原子核，因此会以一定的速度自行衰变，其中放射线就是衰变的表现形式之一。
因此，放射性同位素的性质与自己相比更稳定的同位素不同。
放射化学精彩试题库及问题详解
试题库与答案第一章1.放射化学是研究放射性元素与其衰变产物的化学性质和属性的一门学科，详述其所涉与的六个主要领域? 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同位素生产与标记化合物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？P13.放射化学科学开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、发现者与国籍等)？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实现人工核反响和发现人工放射性〔1919年英国卢瑟福人工核反响和质子的发现，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响〕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与核力作用半径的测定原理与公式？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。
公式：13R r A=〔r0≈1.4-1.5fm〕电荷分布半径比核力作用半径小因为：核的外表中子比质子要多，或者说，原子核仿佛有一层“中子皮〞8.假如忽略原子核与核外电子的结合能，用公式描述出原子核质量、原子质量与核外电子质量的关系？m〔Z,A〕=M(Z,A)-Zm e9.简述质量亏损、质量过剩和结合能的定义并写出它们在表达公式？10. 用公式表达质量亏损与质量过剩之间、质量亏损与结合能之间、质量过剩与结合能之间的关系？14-15质量亏损与结合能：2(Z,A)m(Z,A)c B =∆质量亏损与质量过剩：p n H n 1A Z (Z,A)Zm ()m m(Z,A)Z(M 1)(A Z)(m 1)[M(Z,A)](H)(A Z)(n)(X)m A Z A Z ∆=+--=-+----=∆+-∆-∆结合能与质量过剩：1A 2Z (Z,A)[(H)(A Z)(n)(X)]c B Z =∆+-∆-∆11. 原子质量单位的符号为u,1u 的重量为多少克？所对应的能量是多少Mev ？一个电子的静质量能是多少？1u 相当于重量：12C 原子质量的1/1212. 16O 、1H 的原子质量为15.994920u ，1.007825u,m e =0.54858u ，m n =1.008665u ，假如忽略结合能，求∆m(16O)?由公式p n H n (Z,A)Zm ()m m(Z,A)ZM (A Z)m M(Z,A)m A Z ∆=+--=+--可知：∆m(16O)=8×1.007825+8× =0.137〔u 〕13. 通过如下图获得哪三点结论？16在A ≈50~60附近，ε最大合能②在A<50的区域，ε随A 的增大而增大 ③在A>60的区域，ε随A 的增大而下降14. 按照粒子物理学的根本模型，根本粒子包括哪些？其中哪几个是物质粒子？根本粒子：轻子、夸克和规波色子 其中包含的物质粒子是：轻子和夸克15. 夸克是根本粒子，详述它所具有的两个特别性质？28渐进自由：当夸克之间的距离很小时，他们之间的相互作用很弱，夸克接近自由粒子 夸克紧闭：随着夸克间距离的增加，相互作用急剧增加，使得夸克不能从夸克系统中别离而出，成为自由夸克，宛如夸克是囚禁在夸克系统中，例如囚禁在中子和质子中16. 简述自然界中存在的四种根本相互作用的媒介子种类与相对强度大小顺序？3217. 简述核力的三个根本性质？33短程力；饱和性；交换力第三章18. 解释放射性的概念并写出放射性衰变的指数形式和对数形式的统计规律？35放射性：原子核自发地发射粒子或电磁辐射、俘获核外电子，或自发裂变的现象 放射性衰变的指数形式的统计规律：t-0eλN N =放射性衰变的对数形式的统计规律：()t -ln t ln 0λN N = 上述式中No 是时间t=0时的量 λ为衰变常数19. 简述衰变常数，半衰期，平均寿命的物理含义、符号，并用公式描述三者之间的关系？36衰变常数的符号为λ，其物理意义为单位时间一个放射性核发生衰变的概率； 半衰期用T 1/2 ，其物理意义是放射性原子核的数目衰减到一半所需要的时间； 平均寿命用τ表示，其物理意义为放射性原子核的平均生存时间； 三者关系为 λλ0.693ln 21/2==T λτ1=20. 据,12.79,1.676140140d dBa La ββ--−−−−→−−−−→反响，计算2天和20天后母子体活度之比值并计算出子体达到最大值的时间?38根据λλ0.693ln 21/2==T 如此 λ1-1λ2-1又有T 1＞T 2，λ1＜λ2，如此可判断母子体能达到暂时平衡 当t=2d 时，t ＜(7~10)2121T -T T T ,此时，母子体未达到暂时平衡 母体放射性活度衰变规律为 ()()t -111e 0t λA A =子体放射性活度衰变规律为 ()()()[]t--1122212e -1t -t λλλλλA A =如此母子体活度之比为()()()[]t--1221212e -1-12λλλλλ=A A 求得()()0.5892212=A A 当t=20d 时 ，t ＞(7~10)2121T -T T T ，此时已达暂时平衡 如此有()() 1.151-202012212==λλλA A子体达到极大值的时间 5.65d ln -1t 1212m ==λλλλ 21. 据,27.2,64.09090ahSr Y ββ--−−−−→−−−−→反响，计算30天后母子体活度之比值与原子数量之比值？3921212151111221211111121227.2,64.0ln 20.693ln 20.693=6.981027.2365ln 20.6930.260642430,t T (t)(0)(t)(0)(t)(0)(1T a T h T d d T d T T T t d N N A A N e λλλλλλλ-----======⨯⨯===∴====-解：母体半衰期子体半衰期则能达成长期平衡又因且则母体放射性衰变可用子体放射性衰变可用N 221)(t)(0)(1)t t A A e λ-=-由于λ1《λ2， 且t ＞＞〔7~10〕T 2 如此有A 2〔t 〕=A 1〔1〕()()122112t t T T N N ==λλ 如此母子体活度之比为()()1303012=A A 母子体原子数量之比值()()4-12102.693030⨯=N N 22. 写出210206Po Pb 衰变为的核反响方程式与能产生此α衰变的条件？假如衰变能为5.4MeV ，计算α粒子的反冲能？42ααQ P P ++→b o 2068221084条件：衰变能Q α必须大于零 ，即M 〔84,210〕＞M 〔82,206〕+M He 假如Q α=5.4MeV α粒子的反冲能V M Q AA T e 5.304-=≈αα23. β衰变包括哪三种形式？写出它们各自的核反响通式、实质过程式、衰变能的计算公式与发生此衰变必需的条件？43-45β衰变包括β-衰变 β+衰变 轨道电子俘获1、β-衰变 ---1βνβQ Y X A Z AZ+++→+实质-e p n ν++→[]()[]21-,-C A Z M A Z M Q ，+=β条件：衰变能-βQ 必须大于零 即M 〔Z,A 〕＞M(Z+1，A) 2、β+衰变 ++++→++βνβQ Y X A Z AZ1实质ν++→+e n p ()()[]22me -1--,C A Z M A Z M Q ，=+β条件：衰变能+βQ 必须大于零 即M 〔Z,A 〕＞M(Z-1，A)+2me3、轨道电子俘获 ν+→+Y X AZ AZ1--e实质 ν+→+n e p()()[]i 2-1--,W C A Z M A Z M Q EC ，=式中Wi 为第i 层电子在原子中的结合能条件：()()2i/1--,C W A Z M A Z M ≥， 24. 简述β能谱的三个特征？451、β射线能谱是连续的2、一种核素发射的β射线的最大能量E β，max 是确定的，它近似等于β衰变能3、β粒子的平均能量为最大能量E β，max 的1/3-1/2，此处β粒子的强度最大25. 简述γ射线与X 射线的异同点？48γ射线与X 射线本质上一样，都是电磁波γ射线是来自核，是激发态原子核退激到基态时发射的 X 射线是原子的壳层电子由外层向层空穴跃迁时发射的26. 简述族放射性与发射的粒子种类？50簇放射性又称重离子放射性，是不稳定的重原子核自发发射一个质量大于α粒子的核子簇团而转变为另一种核的过程12C 14C 20O 23F 24Ne 25Ne 26Ne 28Mg 30Mg 32Si 34Si第四章27. 解释电离和激发这两种能量释放形式？52电离：轨道电子获得的动能足以克制原子核的束缚，逃出原子壳层而成为自 由电子 激发：核外电子获得的动能不足以克制原子核的束缚，只能从低能级跃迁到高能级，使原子处于激发态28. 重带电粒子的质量碰撞阻止本领受到哪四种主要因素的影响？这些因素是如何影响的？ 53-54 ？？？29. 比电离受哪三种主要因素的影响，它们如何影响？55 ？？？α粒子在水中的射程？57当α粒子能量为4MeV 时，α粒子在空气中的射程===3/23/204*0.3180.318E R 2.544 cm此α粒子在水中的射程水的有效相对原子质量 eff A 可由i mi ieff A n∑==1A 求得216*3/11*3/2A =+=eff2.544*12*10*3.2R A 10*3.2R 4-0eff4-==ρ=0.00163cmβ粒子在水中的射程？61当β粒子能量为1MeV 时，β粒子在铝中的射程409.0133.01*542.0133.0542.0R max ,max =-=-=ββE ， cm 由公式()()()()aA bA ba M Z M Z RR //max ,max ,=ββ可得，其中水的有效原子序数∑∑===mi ii mi ii eff Za Za Z 112可得8*3/11*3/28*3/11*3/222++=effZ =6.60，水的有效相对原子质量可由公式 ∑∑===mi iA imi iA i M aMa 1,1,eff A,M 求得2,16*3/11*3/216*3/11*3/2⎪⎭⎫ ⎝⎛++=effA M = 9 ()()()cm R269.00.409*6.6/913/27max ,==水β γ射线与物质的相互作用时，能量损失的主要类型有哪些(至少5种)？61光电效应、康普顿效应、电子对效应、相干散射、光核反响33.简述光电效应的过程与发生的条件，并作出示意图？61当能量为υh 的光子与原子壳层中的一个轨道电子相互作用时，把全部能量传递给这个电子，获得能量的电子摆脱原子核的束缚成为自由电子〔常称为光电子〕。
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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