第2章--放射化学分离方法讲解学习
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最新第2章 放射化学分离技术方法课件ppt
放射性核素的化学收率可通过测量其 活度来计算：
4）净化系数DF
净化系数又称去污系数或去污因子, 它是衡量分离过程对某种放射性杂质去 除程度的一种指标,净化系数用放射性 活度来计算可表示为:DF=A0/A 对各种干扰测定的放射性杂质的去污系 数愈高，则测定的欲分离核素放射性活 度愈可靠。一般要求DF高于1000以上。
2.4 色谱法
2.4.1 概述
色谱法又叫色层法或层析法，色 谱法是利用混合物中各组分在固定相 和流动相中亲和力的差异使各组分在 两相之间分配不同来实现彼此分离的。 所有色谱系统都包括两个相，即固定 相和流动相。
俄国植物学家Tswett于1901年发现：利用吸 附原理分离植物色素, 1906年Tswett 创立 “chromatography”—“色谱法”新名词
3）共沉淀产物纯度的提高
提高方法有：加反载体或 络合剂；控制溶液的酸度；采 用均相沉淀法；改变氧化价态； 选择适当的沉淀条件；进行多 次沉淀；洗涤沉淀。
沉淀洗涤是为了洗去沉淀 表面吸附的杂质和混在沉淀中 的母液。洗涤时要尽量减少沉 淀的溶解损失和避免形成胶体 溶液，因此需选用合适的洗涤 液。
选择洗涤液的原则是：溶解 度小而不易成胶体的沉淀，可用 蒸馏水洗涤；溶解度较大的晶形 沉淀，可用沉淀剂稀溶液洗涤。 但沉淀剂必须易在烘干和灼烧时 挥发或分解除去；溶解度较小而 又可能分散成胶体的沉淀，宜用 易挥发的电解质稀溶液洗涤.
C=A / V 单位为Bq/mL 或Bq/L。 A为放射性活度，V为体积
6）其它常用的浓度单位
一般溶液的浓度 重量百分比浓度：100克溶液中所含溶质的克数
（W / W）。重量体积百分比：100mL溶液中所含 溶质的克数（W / V）。体积百分浓度：100mL溶液 中所含原装液体试剂的毫升数。 标准溶液的浓度
4）净化系数DF
净化系数又称去污系数或去污因子, 它是衡量分离过程对某种放射性杂质去 除程度的一种指标,净化系数用放射性 活度来计算可表示为:DF=A0/A 对各种干扰测定的放射性杂质的去污系 数愈高，则测定的欲分离核素放射性活 度愈可靠。一般要求DF高于1000以上。
2.4 色谱法
2.4.1 概述
色谱法又叫色层法或层析法，色 谱法是利用混合物中各组分在固定相 和流动相中亲和力的差异使各组分在 两相之间分配不同来实现彼此分离的。 所有色谱系统都包括两个相，即固定 相和流动相。
俄国植物学家Tswett于1901年发现：利用吸 附原理分离植物色素, 1906年Tswett 创立 “chromatography”—“色谱法”新名词
3）共沉淀产物纯度的提高
提高方法有：加反载体或 络合剂；控制溶液的酸度；采 用均相沉淀法；改变氧化价态； 选择适当的沉淀条件；进行多 次沉淀；洗涤沉淀。
沉淀洗涤是为了洗去沉淀 表面吸附的杂质和混在沉淀中 的母液。洗涤时要尽量减少沉 淀的溶解损失和避免形成胶体 溶液，因此需选用合适的洗涤 液。
选择洗涤液的原则是：溶解 度小而不易成胶体的沉淀，可用 蒸馏水洗涤；溶解度较大的晶形 沉淀，可用沉淀剂稀溶液洗涤。 但沉淀剂必须易在烘干和灼烧时 挥发或分解除去；溶解度较小而 又可能分散成胶体的沉淀，宜用 易挥发的电解质稀溶液洗涤.
C=A / V 单位为Bq/mL 或Bq/L。 A为放射性活度，V为体积
6）其它常用的浓度单位
一般溶液的浓度 重量百分比浓度：100克溶液中所含溶质的克数
（W / W）。重量体积百分比：100mL溶液中所含 溶质的克数（W / V）。体积百分浓度：100mL溶液 中所含原装液体试剂的毫升数。 标准溶液的浓度
第二章 医用放射性同位素
(n,)反应生产的医用放射性核素： 24Na, 51Cr, 55Fe, 59Fe, 99Mo, 125I, 131I, 133Xe, 153Sm, 198Au, 203Hg. 2.（n,f)反应 3.（n,p)反应 4.（n,α)反应 （n,p),（n,α)反应生产的医用放射性核素： 3H,14C,24Na,32P,35S,45Ca,58Co,64Cu
3、放射性胶体和放射性气溶胶
A. 特性：
放射性胶粒：（比分子、离子的体积大）
放射性胶体溶液中，分散介质是液体，分 散相是由许多放射性分子或原子组成的聚 集体（胶粒）。所有胶粒都有带有同一种
电荷，相互排斥，不易凝聚，很稳定。
a、不能透过半透膜（如羊皮纸、火棉胶等
）和过细滤介质。
b、扩散速度慢，扩散系数小，在超速离心 场下沉淀。 c、同位素交换能力下降，且呈不可逆性， 许多则为离子、分子。
d、 能进行电泳和电渗析，在电介质作 用下可凝聚和解聚。（因有电荷） e 、放射性气溶胶可自发形成，浓度低， 但电离效应强，经呼吸道进入人体，造
成伤害 ( 容易被网状内皮细胞吸收而牢
固地积聚在体内 , 使放射性核素难以排 除) 。
B. 形成：
真胶体：胶粒 Φ 10-9μ m ，其溶解度， 溶液的pH值，及其中杂质影响形成。 假胶体：直径大于真胶体胶粒、普通 离心可沉淀。Po最易形成胶体， p可逆性。
吸附能力与玻璃的种类有关
与介质有关:在强酸性溶液中放射性核素不易 被吸附,以阴离子状态存在的放射性核素的吸附 是由范德华力引起的,因此吸附量也低. 除了玻璃外,滤纸对某些放射性核素的吸附也很强.
共沉淀：
沉淀的条件：Ksp
定义： 在溶液中引入某种常量物质并使 之沉淀时，微量放射性物质能被常量物 质载带而一起自溶液转入沉淀，这就是 放射性核素的共沉淀现象。
第二章.放射性测量讲解
1）固相测量 用玻璃纤维滤片或纤维素脂滤膜收集 细胞或其碎片等等，含0.4%PPO的甲苯 闪烁液1~3ml。 2）乳状液测量 适用于低水平大体积的水溶性样品， 常用乳化剂如Triton X-100，制成透明或 半透明状。
（二）样品制备： 将样品制备成适合放射性测量的形 式。常用的方法有淋洗法、提取法、分 离法、酸性消化法、碱溶解法和燃烧法 （使样品氧化或燃烧，无化学发光和明 显的淬灭）等。
3、计算机系统、辅助结构和电源
计算机系统的主要作用是适时采集数据 和处理数据、分析数据、显示数据并对 仪器进行自动控制。
由于仪器使用的目的、运行的方 式不同而具有不同的辅助结构，比如 全自动γ 计数器的自动换样装置。 放射性测量仪器的电源分为两类，一 类是直流高压电源，对于闪烁探测器， 主要用于光电倍增管各极分压供电； 一类是低压电源，主要供电子学线路、 计算机、辅助设备运行使用。
（二）淬灭校正的方法 产生淬灭的原因很多，导致不同 样品的探测效率不一致。需作淬灭校 正才能相互比较计数率。淬灭校正就 是要求出每一样品的实际探测效率， 再将其计数率cpm换算成衰变率dpm， 从而将淬灭程度不同的因素消除掉。 常用的方法有：内标准源法 、样品 道比法 、外标准道比法 、H数法等。
2 、样品体积；样品体积增加，漏计 角增大，自吸收也增大，计数效率下 降。因此，测量时需严格使样品体积 一致。 3 、射线的能量；一般来说能量越高 ，穿透力越强，与闪烁体作用产生光 子的几率越低，因此计数率也越低。
4、仪器分辨时间；测量仪能分别记 录两个相邻脉冲之间的最短时间叫做 分辨时间，若输入的脉冲信号间期小 于该分辨时间，仪器来不及反应而漏 计。漏计在测量较高放射性活度时的 几率更大。因此，高活度样品测量， 宜先取出部分稀释后再测，所得结果 需经过体积校正，换算为原始样品的 计数率。一般井型计数器不宜测量超 过5000cps的样品。
放射化学基础2 放射化学分离方法
分配定律
记 住
在萃取过程中,被测核素从水相进入有机相的 量和从有机相解离返回到水相的量相等时，即两 相中被测核素的浓度保持不变时，达到萃取平衡， 此时两相中被测核素的浓度比为常数。
D = [C]有 / [C]水
D：分配比
[C]有：萃取平衡时，被萃取物在有机相中的总浓度
[C]水：萃取平衡时，被萃取物在水相中的总浓度
–从医用放射性母牛中分离子体核素等。
（2）放射化学分离的特殊性
分离体系的复杂性
三个天然放射系包含了12种元素，40多种放射性核素， 要从中分离任何一种核素，都会碰到相当复杂的问题。
用回旋加速器进行核反应，反应产物往往是多种多的。
235U等重核的裂变产物包含40多种元素和近500种核素。
（2）放射化学分离的特殊性 分离对象的不恒定性 在分离过程中必须考虑时间的因素。对于半 衰期很短的核素，分离过程时间长的方法就不 适用，必须设法加快化学分离过程，这种快速
萃取率达95%,甚至 85%以上就可以。
应用技术
萃取器的准备 分液漏斗或磨口离心试管 振荡 分层 静止分层或离心分层 洗涤与反萃 次数适宜 测量样品的制备 用移液管移取0.1 0.2mL溶液于不锈钢测量盘内， 在红外灯下烘干，测量其放射性强度。
溶剂萃取法
放射化学分离方法
2.4 离子交换法 (Ion Exchange Method)
C有V有 C有 V有
C有
+
* 100 %
* 100 %
C水V水
E=
C水 C有 C水
*
V有 V水 * 100 %
*
V有 V水
+ 1
En =
1 -
1 DR + 1
放射化学分离方法
《放射化学》
三、萃取色谱法
《放射化学》
三、萃取色谱法
基本原理：与液液萃取相似，基于分析质在互不相溶的两相 中的分配比不同而达到分离的，由固定相和流动相组成。
《放射化学》
三、萃取色谱法
优点：此法又为固相萃取，SPE。可选择的萃取剂品种 多，流动相选择范围广，操作简便，费用低廉（效率 高，萃取剂耗量少）。
《放射化学》
三、萃取色谱法 实例：用叔胺N-235为固定相，Kel-F(聚三氟乙烯)为支撑 体，测定生物样品的239Pu。
2 样品 干法灰化 硝酸溶解 Pu (VI ) NaNO
M HNO 3， 10 M HCl Pu ( IV ) 过柱 浓于固定相 8 分别洗涤一次（去杂）
表示放射性杂质（B）对所需放射性核素（A）沾污程度在 分离前后的变化。
《放射化学》
一、放射化学分离的特点 回收率 R：
R
Qi Qi0
表示分离过程的效果，即有多少被分离出来，如果再乘以 100%则表示为回收百分率。一般根据组分的复杂程度和分 离方法的复杂程度要求有所不通。
《放射化学》
一、放射化学分离的特点 放射性物质纯度及其鉴定 放射化学纯度： 是对所需放射性核素所存在的化学状态有所要求。其定义为： 在样品的总放射性活度中，处于特定化学状态的某核素的放射 性活度所占百分比。如32P-磷酸二氢钠的放射化学纯度为 99%，是指以32P-磷酸二氢钠状态存在的32P的放射性活度占样 品总放射性活度的99%以上，其他化学状态存在的32P只占1%。
MHNO3 0.4 MH 2C 2O4 2 洗脱Pu（IV） 电沉积 制源 测量。
回收率85%，检测限0.02Bq/kg 鲜样。
第二章医用放射性同位素
c、同位素交换能力下降，且呈不可逆性， 许多则为离子、分子。
d、 能进行电泳和电渗析，在电介质作
用下可凝聚和解聚。（因有电荷）
e、放射性气溶胶可自发形成，浓度低，但 电离效应强，经呼吸道进入人体，造成伤害 (容易被网状内皮细胞吸收而牢固地积聚在 体内,使放射性核素难以排除)。
B. 形成：
真胶体：胶粒Φ10-9μm，其溶解度， 溶液的pH值，及其中杂质影响形成。
4.比活度和放射性纯度高
二.医用放射性核素的分类
按半衰期来分：长,中,短,超短半衰期的放射性核素;
按用途来分类：显像，功能测定，体外分析和治疗 的放射性核素;
按射线种类来分:, X, ,正电子发射,电子俘获(EC),中
子辐射和同质异能跃迁(IT)等放射性核素.
三.放射性核素的特点: 1,微量和低浓 2.吸附,共沉淀和胶体:
50-500Kev为好.
治疗的放射性药物:发射α（6MeV)β射线 (1MeV)或中子，不发射或少发射或X射 线. α,β射线电离密度大，传能线密度 高，相对生物效应强，因而治疗效果好。
2.适宜的半衰期
诊断：几个小时至几天。
治疗：不能太短
3.毒性小：体内所使用得放射性核素及其衰变产物毒性 要小，且容易从体内廓清，以减少不必要的机体损伤。
吸附：指放射性核素从液相或气像转移到 固体物质表面得过程。
具有吸附作用的固体物质称为吸附剂. 被吸附的物质称为吸附质.
分类:化学吸附和物理吸附 物理吸附:由于固体表面分子(或原子,离 子)存在着剩余吸引力而引起的,如活性炭
吸附水中的杂质以及带有相反电荷的粒子 之间的静电吸附均属于物理吸附.
化学吸附:是吸附剂与吸附质的原子,离子或 分子之间的化学键力引起的,它只能吸附 具有某种性质和结构的吸附质,因此化学 吸附有选择性.
d、 能进行电泳和电渗析，在电介质作
用下可凝聚和解聚。（因有电荷）
e、放射性气溶胶可自发形成，浓度低，但 电离效应强，经呼吸道进入人体，造成伤害 (容易被网状内皮细胞吸收而牢固地积聚在 体内,使放射性核素难以排除)。
B. 形成：
真胶体：胶粒Φ10-9μm，其溶解度， 溶液的pH值，及其中杂质影响形成。
4.比活度和放射性纯度高
二.医用放射性核素的分类
按半衰期来分：长,中,短,超短半衰期的放射性核素;
按用途来分类：显像，功能测定，体外分析和治疗 的放射性核素;
按射线种类来分:, X, ,正电子发射,电子俘获(EC),中
子辐射和同质异能跃迁(IT)等放射性核素.
三.放射性核素的特点: 1,微量和低浓 2.吸附,共沉淀和胶体:
50-500Kev为好.
治疗的放射性药物:发射α（6MeV)β射线 (1MeV)或中子，不发射或少发射或X射 线. α,β射线电离密度大，传能线密度 高，相对生物效应强，因而治疗效果好。
2.适宜的半衰期
诊断：几个小时至几天。
治疗：不能太短
3.毒性小：体内所使用得放射性核素及其衰变产物毒性 要小，且容易从体内廓清，以减少不必要的机体损伤。
吸附：指放射性核素从液相或气像转移到 固体物质表面得过程。
具有吸附作用的固体物质称为吸附剂. 被吸附的物质称为吸附质.
分类:化学吸附和物理吸附 物理吸附:由于固体表面分子(或原子,离 子)存在着剩余吸引力而引起的,如活性炭
吸附水中的杂质以及带有相反电荷的粒子 之间的静电吸附均属于物理吸附.
化学吸附:是吸附剂与吸附质的原子,离子或 分子之间的化学键力引起的,它只能吸附 具有某种性质和结构的吸附质,因此化学 吸附有选择性.
9放射化学分离方法
12
提高共沉淀产物的纯度
• • • • • • • 加反载体或络合剂 控制溶液的酸度 采用均相沉淀法 改变氧化价态 选择适当的沉淀条件 多次沉淀 洗涤沉淀
13
共沉淀法的应用
• 是目前分离和富集微量放射性物质的常用方法 之一 • 特别用在环境和生物样品的放化分析，如60Co 的分析 • 净化放射性废水和沾污的饮用水 • 药物促排，如亚铁氰化物共沉淀促排体内的 137Cs
若D=5,R=1 时, 一次萃取率E = 83%;三次总萃取率E =99.5%
多次萃取时 萃取率E计算
D
cO cW
(m0 m1 ) / VO m1 / VW
VW 一次萃取：m1 m0 ( ) DVO VW
VW 萃取n次: mn m0 ( )n DVO VW
m0 mn E= 100% m0
单位体积内某物质的放射性活度
c A /V
3
放射化学分离中的概念和指标
• 分配系数distribution coefficient，现多用分配比
M 1 D M 2
• 分离系数separation coefficient
A1 /A2 α B1 /B2
DA α DB
m2 = 20.0( 20.0 )2 = 0.145 mg 43 5.0 + 20.0
20.0 - 0.145 E= = 99% 20.0
在实验室操作条件下，常选择相比为0.5～2，萃取次数1～3次
21
9.3.2 重要的萃取剂
1. 惰性萃取剂：CCl4、CH3Cl3、苯等，属简单分子萃取
2. 中性含氧萃取剂：酮、醚、醇、醛类等，离子缔合反应 C2H5
7
吸附共沉淀法
3第二章 放射化学分离方法要点
存在混合下限
反常混晶共沉淀
有些化合物，不仅化学性质不相似，化学构 型和晶格类型也不同，却能形成混晶，称为 反常混晶。
（如NH4Cl-FeCl3、LaF3-PuF4、BiPO4-Pu3(PO4)4、 YF3-RaF2）
有的反常混晶存在混晶下限，有的不存在。
所以反常混晶是几类混晶中发现得最多的一类，微量物质 可能是以复杂的络离子形式参加到晶体中；亦可能是由于 常量晶体在生长时不断地吸附微量物质；或将母液包入晶 体等原因而形成反常混晶的。
同二晶共沉淀
例：铁和锰是第四周期相邻的两个过渡元素，化学性 质相似，其硫酸盐（FeSO4、MnSO4）具有相同的化学 构型，但FeSO4在温度低于56.6oC的水溶液中形成 FeSO4.7H2O单斜晶系的结晶,而MnSO4在高于8.6oC的水 溶液中形成MnSO4.5H2O三斜晶系的结晶，因此常温下 两者的结晶结构并不相同。然而，当FeSO4过量时， 能生成单斜晶系的FeSO4.7H2O- MnSO4.7H2O同二晶共 沉淀，当MnSO4过量时，则能生成三斜晶系的 FeSO4.5H2O- MnSO4.5H2O同二晶共沉淀。 RaCl2-PbCl2、RaCO3-CaCO3、BaSO4-PbSO4、RaSO4PbSO4等在一定条件下能形成同二晶共沉淀。
物理吸附
物理吸附是多层吸附剂与吸附质的原子、离 子或分子发生化学反应，由化学键力引 起。
吸附剂只能吸附具有某种性质和结构的 吸附质，化学吸附的选择性高。 化学反应只发生在吸附剂表面，化学吸 附是单层吸附。
化学吸附
1.2、溶液中的放射性核素 在固体物质上的吸附
放射化学
Radiochemistry
成都理工大学 2014.11－2015.1
本课程内容
第2章--放射化学分离方法
重量百分比浓度：100克溶液中所含溶质的克数 （W/W）。 重量体积百分比：100ml溶液中所含溶质的克数 （W/V）。
体积百分浓度：100ml溶液中所含原装液体试剂的 毫升数。
标准溶液的浓度 当量浓度（N）：表示1升溶液中所含溶质的克当
量数。 摩尔浓度（M）：表示1升溶液中所含溶质的摩尔
数。
滴定度（T）：
当R=1时， E D萃 100% D萃 1
（2）萃取机理和萃取剂的种类 1）萃取机理
是指萃取过程中萃取剂与欲萃取物间相互作用的 机制以及萃取过程的规律。萃取过程的本质有的是根 据物质在两相中溶解度的不同进行分离的物理分配过 程，但大多数则是将萃取物由亲水性转为疏水性可萃 取物的化学分配过程。
如用TBP萃取U(Ⅵ)，亲水的 UO22→疏水的
c 中性磷类萃取剂，这类萃取剂是指磷酸分子 [(HO)3PO]中的三个羟基全被烷基酯化或取代所生成 的化合物。这类萃取剂的萃取能力取决于P=O键的极 性；
d 酸性磷类萃取剂，这类萃取剂是指磷酸分子
（HO)3PO中的一个或二个羟基被烷基酯化或取代所 生成的化合物；
e 胺类萃取剂，指氨分子NH3中三氢原子部分或全部 为烷基取代后生成的伯、仲、叔胺以及季铵盐。
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。
载体与被载带物具有相同的化学行为，最终能与放 射性物质一起被分离出来。
载体有两类：同位素载体、非同位素载体。 分离226Ra加入Ba，127I对131I，1H对3H等。
稳定同位素的可溶性盐类作载体 89Sr用90Sr(NO3)2或SrCl2；137Cs用CsCl
放射性Radioactivity: 某些核素自发放出粒子或射线，或在轨道电子俘获
体积百分浓度：100ml溶液中所含原装液体试剂的 毫升数。
标准溶液的浓度 当量浓度（N）：表示1升溶液中所含溶质的克当
量数。 摩尔浓度（M）：表示1升溶液中所含溶质的摩尔
数。
滴定度（T）：
当R=1时， E D萃 100% D萃 1
（2）萃取机理和萃取剂的种类 1）萃取机理
是指萃取过程中萃取剂与欲萃取物间相互作用的 机制以及萃取过程的规律。萃取过程的本质有的是根 据物质在两相中溶解度的不同进行分离的物理分配过 程，但大多数则是将萃取物由亲水性转为疏水性可萃 取物的化学分配过程。
如用TBP萃取U(Ⅵ)，亲水的 UO22→疏水的
c 中性磷类萃取剂，这类萃取剂是指磷酸分子 [(HO)3PO]中的三个羟基全被烷基酯化或取代所生成 的化合物。这类萃取剂的萃取能力取决于P=O键的极 性；
d 酸性磷类萃取剂，这类萃取剂是指磷酸分子
（HO)3PO中的一个或二个羟基被烷基酯化或取代所 生成的化合物；
e 胺类萃取剂，指氨分子NH3中三氢原子部分或全部 为烷基取代后生成的伯、仲、叔胺以及季铵盐。
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。
载体与被载带物具有相同的化学行为，最终能与放 射性物质一起被分离出来。
载体有两类：同位素载体、非同位素载体。 分离226Ra加入Ba，127I对131I，1H对3H等。
稳定同位素的可溶性盐类作载体 89Sr用90Sr(NO3)2或SrCl2；137Cs用CsCl
放射性Radioactivity: 某些核素自发放出粒子或射线，或在轨道电子俘获
放射性物质的分离方法
3.加入表面活性剂减少放射性核素在沉淀上的吸附。如溶
液中加人中性红，65Zn随CdS共沉淀的量仅为原来的三分
之一。 4.均相沉淀。使沉淀剂离子在溶液中逐渐形成，可以减少 沉淀对其它离子的吸附。
二、溶剂萃取法
溶剂萃取是将一种包含萃取剂及稀释剂的有机相，与 含一种或几种溶质的水溶液相混合，当两种不混溶或混溶 程度不大时，一种或若干种溶质进入有机相。稀释剂用于 改善有机相的某些物理性质，如降低比重，减少黏度，降 低萃取剂在水相中的溶解度，有利于两相流动和分开。有 时在有机相中加添加剂，用于消除某些萃取过程中形成的 第三相，抑制乳化现象。
当所需要溶质从水相转入有机相以后，在改变实验条
件下，也可以使它从有机相转到水相，这一过程为反萃取。
（一）、萃取过程中的分配关系
1．分配定律 当温度一定时，一种物质在两种互不相溶的溶剂中溶 解平衡后，物质在这两种溶剂中的浓度之比为一常数。这 就是著名的能斯特分配定橄，用公式表示即为： c1/c2 = K 式中c1—溶质在溶剂1中的平衡浓度， c2—溶质在溶剂2中的平衡浓度； K—分配常数。
放射性物质的分离方法
姓名：李书琼 学号：S081364 专业：无机化学
学院：化学学院
• • • • •
共沉淀法 溶剂萃取法 离子交换法 色层法 其它分离方法
蒸馏法 电化学分离法 同位素交换法 快化学分离法
一、共沉淀法
共沉淀的原理 ：
微量的放射性核素以离子状态存在于溶液中时，由于
浓度很低，常不能形成独立的固相，要使它从溶液中分离
例如从铀的裂变产物中分离140Ba时，向试样中加人Ba 载体，用盐酸一乙醚混合试剂、使Ba沉淀为BaCI2.H2O而 与大部分杂质分离。然后将沉淀溶于水中，加人FeCl3,用 氨水使Fe3+沉淀为Fe(OH)3,进一步除去杂质。上述净化操 作重复一次，再将Ba沉淀为BaCl2 .H2O.然后再用水溶解 沉淀，加人LaCl3,用氨水使La3+沉淀为La(OH)3以除去 Fe(OH)3未能净化掉的杂质，即可得到很纯的Ba试样。 常用的净化载体有Fe (OH)3, Th (OH)4, BaSO4 ， BaCO3
在放射性核素分离过程
同位素交换（isotope exchange） 在放射性核素分离过程，为了使载体充
分有效载带欲分离的放射性核素，应使载 体核素与被载带的欲分离的放射性核素具 有完全相同的化学状态。
放射化学分离中常用的指标
分离系数 化学回收率 净化系数
分离系数(separation coefficient)
放射性核素分析的一般程序
放射化学分离中涉及的概念
载体及反载体 (carrier and anti-carrier，re-carrier)
• 载体：能从溶液中载带微量放射性核素的常 量物质（非放射性）都可称为载体。作为载 体的物质必须和被载带的放射性物质具有相 同或相近的化学行为。
• 反载体：在放射化学分离体系中, 为了减少 分离过程中欲分离的核素对体系中杂质核素 的载带，加入这些杂质核素的稳定同位素或 化学类似物，以减少它们对被欲分离核素的 污染，这些杂质核素的稳定同位素或化学类 似物就称为反载体。
化学回收率的测量方法（二）
无载体
• 条件实验法(在正式实验前用已知量的放 射性核素或其稳定同位素预先模拟实验）
• 放射性示踪法（不同辐射类型的放射性 同位素进行测量，如85Sr可用于90Sr分析 的回收率的校正）
净化系数 (decontamination factor)
净化系数DF：它是衡量分离过程对某种放射性 杂质去除程度的一种指标，可用下式表述:
89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr
• 放射性核素通常总是与其母体、子体以
及其他放射性核素或稳定核素共存，因 而在放射性物质的研究和应用中，首先 遇到的是放射性物质的分离、富集和纯 化问题。
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1、根据平均原子量及丰度计算U的量；
2、如以g为单位，则要注意与Bq/mg对应。 解：设需要m gU3O8
[m 1003 0 U (0.99 2 1.4 7 2 0 5 .007 7.4 9 2 5.4 1 5 0 2.3 15)0/]10 3 U 8O
1B 0m q l
解之m=0.479 g
S0Ra-226=3.7×1010Bq/g=3.7×107Bq/mg
210Po：1.66×1011Bq/mg，
放射性浓度(Radioactive concentration) 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。
例题：配1000ml浓度为10Bq/ml标准铀溶液，需分 析纯U3O8多少克? (已知：238U、 235U、 234U的丰度分 别为：99.275%，0.720%，0.0054%；比活度S0分别 为：12.4Bq/mg，79.4Bq/mg，2.3×105Bq/mg；U的 平均匀原子量为237.98，O的平均匀原子量为16)
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（该物质中可能有多种放射性核素，只针 对某一种放射性核素而言）。
比活度(Specific activity) 单位质量的某种放射性物质的放射性活度。
S=A/(mA+m) 对于无载体的纯放射性核素，
S0=K/MT
S0该放射性核素的一个特征常数，比活度的单位为
反载体Anti-carrier：
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。
用MnO4从95Zr-95Nb体系中吸附95Nb时,加入稳定ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ的Zr。
数。
滴定度（T）：
表示1ml标准溶液相当于待测物质的毫克数。
铀的容量法分析中，TU NH 4VO3 —标准钒酸铵溶液对铀 的滴定度(mg·ml-1 )。
2.1.2 放射化学分离中常用的指标 1）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。
其它常用的浓度单位 一般溶液的浓度
重量百分比浓度：100克溶液中所含溶质的克数 （W/W）。 重量体积百分比：100ml溶液中所含溶质的克数 （W/V）。
体积百分浓度：100ml溶液中所含原装液体试剂的 毫升数。
标准溶液的浓度 当量浓度（N）：表示1升溶液中所含溶质的克当
量数。 摩尔浓度（M）：表示1升溶液中所含溶质的摩尔
载体有两类：同位素载体、非同位素载体。 分离226Ra加入Ba，127I对131I，1H对3H等。
稳定同位素的可溶性盐类作载体 89Sr用90Sr(NO3)2或SrCl2；137Cs用CsCl
没有稳定同位素的放射性核素，应用化学性质相似 的稳定元素的盐类作载体。
147Pm—Nd(NO3)3；99Tc—NH4ReO4 载体溶液的浓度一般10mg元素/ml，加入10~20mg。
A Y 100%
A0
例：
1、从铀矿石中分离提取227Ac，235U活度为 1000Bq，分离得到的227Ac经测定，其活度为754Bq， 求其化学收率？
2、从铀矿石中分离提取227Ac，已知矿石重为100g， 矿石铀品位为1.5%， 235U的丰度为7.2‰、T1/2为 7.038×108a，如果化学收率为55.5%，求能得到多 少Bq 227Ac？阿佛加德罗常数为6.02×1023。
238U：T1/2=4.468×109a 226Ra：T1/2=1602a
210Po：T1/2=138.4d
219Rn：T1/2=3.96s 220Rn：T1/2=55.6s 222Rn：T1/2=3.82d
S 0 U 2 3 6 .8 0 1 2 2 M 0 3 0 .6 1 9 T 1 3 3 0 2 1 .3 4 3 .4 1 2 1 8 1 6 3 0 9 0 1 8 .4 B 2 m
第2章--放射化学分离方法
放射性核素Radioactive isotope： 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Carrier：
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。
载体与被载带物具有相同的化学行为，最终能与放 射性物质一起被分离出来。
D
M M
如131I在水和CCl4中的分配。
2) 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。
A A B B
α与D之间的关系可表示为：
DA DB
α越大于1或越少于1，两种物质越容易分离，若 等于1，则两种物质无法分离。
如：
在Purex流程中，加入TBP-煤油，将UO22、Pu4萃取
放有机相中，使U、Pu与其它杂质分离；加入U(Ⅳ)将 Pu(Ⅳ)还原成Pu(Ⅲ)，钚反萃入水中，使铀、钚分离。
3）化学回收率Y
制品中欲分离核量 素的总 Y原始物料中欲分的 离总 核量 素 100%
放射性核素的化学回收率可通过测量其活度来计算：
Bq/g。
S0
A mA
AmA6.021023
M
ln2 0.693
TT
s0
6.0210230.693 MT
1g任何放射 :S0 性 M K核 T B 素 g q
k值：S/60→min/60→h/24→d/365→a
例：计算1g下列放射性核素的 S 0 ：226Ra、210Po、
238U、222Rn、 220Rn、 219Rn。单位（Bq/mg）
放射性核素纯度(Radionuclide purity)
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。（该物质中可能有多种放 射性核素，放射性核素纯度只与其中放射性杂质的量 有关，而与非放射性杂质的量无关）。
放射化学纯度(Radiochemical purity) 简称放化纯度，指在一种放射性样品中，以某种