放射化学
放射化学实验
放射化学实验放射化学实验是指利用放射性物质的辐射作用，研究化学反应过程和化学原理的实验。
其实验原理和方法，与一般化学实验有相似之处，但需严格控制辐射剂量，确保安全和环境保护。
放射化学实验主要分为以下几类：1. 放射化学基础实验此类实验主要学习放射化学基础理论和方法，涉及放射性核素的物理性质、化学性质，放射性核素的裂变与衰变过程以及核反应等。
在实验中，可以利用各种核反应机理研究放射性元素间的相互作用、探究放射性同位素在化学反应中的影响，如探测元素的化学周期性变化规律等，这些对于核能源、生物医学和环境监测等领域具有重要的理论与应用前景。
2. 放射化学分离实验放射化学分离实验是利用放射性同位素的特有性质，研究分离同位素的实验。
其实验方法主要包括物理方法和化学方法。
物理方法包括离心分离、电离子层析、溅射分离、气相扩散等。
化学方法则包括金属盐络合剂法、氧化还原法、离子交换法等。
这些方法在核材料科学领域和同位素制备、放射性物质分析、放射性医药制品制备等方面具有广泛的应用。
3. 放射化学电化学实验放射化学电化学实验是利用电化学反应原理，研究放射性元素在电场或电解质中的行为规律。
常见的实验方法包括电化学电位测定、电化学交换过程研究、电沉积制备同位素材料分析等。
这些实验方法在针对放射性元素环境安全、核材料储存和处理的技术方案、和化学反应机理等方面有重要的应用价值。
4. 放射性测量实验放射性测量实验是指采用放射计数技术，对放射性物质进行测量的实验。
主要包括α、β、γ射线计数测量、质谱分析法、放射光谱法、核荧光法等。
在放射性元素的鉴定、分析、跟踪、浓度监测、放射性仪器校准等方面都有广泛的应用。
需要注意的是，放射化学实验，其涉及到辐射安全和环境保护问题，在进行实验前需要做好辐射安全保护预措施；实验后要注意辐射废物的处理问题，避免污染环境。
在现代放射化学研究中，常采用先进的装置和方法，如特殊分离设备、同位素分子束装置、离子注入器、质子同步辐射系统等，以保障实验的安全性及实验效果。
放射化学1
Marie Curie, né e Sklodowska
Her services to the advancement of chemistry by the discovery of the elements radium and polonium, by the isolation of radium and the study of the nature and compounds of this remarkable element
5、放射化学的发展简史
18951900 诞生阶段 放射性的发现（1896） 创建放化分析方法（1898） 发现、射线（1900） 1900 1930 成长阶段 发现放射性（1903） 认识到放射性衰变规律（1905） 建立了同位素分离方法（1913）
5、放射化学的发展简史
放射化学研究方法的创立
H. Becquerel
1895年，法国科学家Becquerel将几十种矿物样本在
阳光下曝晒后用黑纸包上，发现只有一种铀矿物
硫酸铀酰钾复盐[K2UO2(SO4)22H2O], 能使底片感光，
认为是X射线所为。
1896年2月，他无意中将一块未经太阳曝晒的铀矿物 放在照相底版上，也发现了底片感光现象。
The Nobel Prize in Physics 1903
Antoine Henri Becquerel 1/2 of the prize b.1852 d.1908
His discovery of spontaneous radioactivity
Pierre Curie Pierre Curie Pierre Curie 1/4 of prize the prize 1/4 of the 1/4 of the prize b.1859 b.1859 b.1859 d.1906 d.1906 d.1906
放射化学基础
放射化学基础放射化学是一门研究原子核发射的能量与其产生的影响的科学，它研究的范围很广，从单个原子核的发射能量到大规模的核反应，再到由此产生的化学物质的耦合。
放射化学的研究对象包括在自然界中广泛存在的各类放射性物质，以及在量子力学中表现为放射性物质的粒子，比如电子、中子和粒子束。
放射化学还研究各种形式的放射能量诸如X射线、射线，以及由它们引起的化学过程。
放射化学的地位在科学界是非常重要的，因为它可以用来解释物质的物理性质，以及原子核反应的实质。
放射能的基本概念放射性核素是由原子核放射出的能量粒子，它们有自己的发射能量，可以发射各种各样的射线，比如α粒子、β粒子、中子和质子等。
这些放射性核素能量粒子可以在空气中传播，并通过化学反应而被物质吸收。
根据其特性，放射性核素可以分为无序放射性核素、放射性核素碎片和放射性元素。
放射能源放射能源有自然界的放射能源和人造的放射能源。
自然界的放射能源包括太阳辐射、地球辐射和核衰变所产生的放射能。
这些自然形成的放射能源被用来研究物质的结构和性质。
人造放射能源也分为无序放射能源和放射性元素。
无序放射能源是由原子核反应生成的，它们有各种形式，比如同位素核素发射出任意类型的射线，或放射性碎片发射出任意类型的射线。
放射性元素是由放射性核素衰变而产生的，它们可以发射α粒子、β粒子或中子。
放射化学的应用放射化学的应用范围很广，比如核反应的研究、核材料的研究、放射安全性的研究、医学诊断、药物合成和药物治疗等。
核反应的研究放射化学用于研究核反应的过程，由于核反应的特殊性，研究它们的反应机理和反应过程非常困难，但是，利用放射化学可以研究核反应的特性，推导出核反应的反应机理，从而对核反应过程有更深入的了解。
核材料的研究核材料需要经过放射化学的研究，因为它们的性质是由它们的原子核组成和发射能量的存在来决定的，放射化学可以研究这些物质的组成、发射能量、耦合等特性，从而帮助我们更好地利用核材料。
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。
化学物理学中的放射化学研究
化学物理学中的放射化学研究近年来，随着科技的迅猛发展，人类对于自然界的认知和理解也愈加深入。
而作为研究物质纵向变化规律的重要分支——化学物理学，在放射化学方面也取得了重要进展。
放射化学是研究放射性物质与其他物质之间相互作用的学科，该领域的研究成果不仅对核技术的发展起到重要推动作用，也对人类的生活产生重要影响。
1. 放射化学的定义和研究内容放射化学是研究放射性物质在物质中的存在状态、化学反应和变化规律的学科。
研究内容包括放射性物质的裂变和衰变、放射性核素的合成和分离、放射性物质与其他物质的相互作用以及放射性物质的环境行为等。
研究成果不仅在核技术领域有广泛应用，还对环境保护和生命科学研究等领域产生了深远影响。
2. 放射化学在核技术领域的应用核技术是现代科技领域的重要分支，已经广泛应用于军事、医疗和能源等领域。
放射化学研究在核技术领域的应用十分广泛，主要包括以下方面：（1）核反应堆燃料研究：核反应堆燃料是核能发电的重要组成部分，放射化学研究可以帮助人们了解燃料元素中的放射性核素含量及其裂变过程，从而提高核反应堆的安全性。
（2）核污染清理：核污染是人类面临的严峻环境问题之一。
放射化学研究可以帮助人们了解放射性物质在环境中的行为规律，从而开展针对性的清理工作。
（3）核医学：核医学领域主要利用放射性同位素对人体内部器官和组织进行成像或者治疗。
放射化学研究可以帮助人们制备高纯度的放射性同位素，从而提高医疗效果和安全性。
3. 放射化学在生命科学领域的应用除了核技术领域的应用外，放射化学在生命科学领域也有广泛应用。
例如：（1）辐射生物学研究：辐射对生物体的影响是放射化学中的重要研究领域之一。
放射化学研究可以帮助人们了解辐射对生物体的影响机理，从而提高放射卫生和核安全水平。
（2）同位素示踪技术：同位素示踪技术广泛应用于生理学和生物化学领域，可以用来研究代谢、营养吸收和药物代谢等方面的问题。
放射化学研究可以帮助人们制备和标记高纯度的同位素，从而提高技术水平和研究效果。
第一章 绪论 放射化学课件
• 放射性核素的基本核物理性质 • 放射性元素，化合物的化学性质 • 放射化学分离 • 天然与人工放射性核素
• 放射性同位素化学（同位素在分析化学， 有机化学，无机化学，物理化学中的应用）
• 原子能的利用（核电，医学，工业，） • 辐射过程（射线与物质的相互作用） • 射线的利用与辐射防护
2020/11/11
2020/11/11
不列斯列尔在他所著的“放射性元素”一书 中定义：放射化学是研究放射性物质的制 备、分离、纯化和鉴定，主要放射性常数 的测定以及研究放射性元素生成和蜕变的 核过程。
放射化学的定义是与时俱进的。比较全面的 定义应该是以上几个定义有机的结合。
放射化学是研究放射性同位素和原子核转变 产物的行为和化学性质，研究它们的制备 、分离、纯化和鉴定，以及研究放射性示 踪原子在化学和其他领域的应用的一门学 科。
2020/11/11
§1-2 放射化学的特点
由于放射化学研究的是放射性物质，因此有 以下几个特点：
1、低浓度和微量性 大多数放射性物质以微量和低浓度状态存 在。无论天然或人工合成的放射性核素， 除个别核素（如U-238, Th-232等）外，都 处于微量和低浓状态。这是由于它们的半 衰期很短或生成几率很低造成的。
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4、应用放射化学 研究放射性核素的生产和放射性标记化合 物的合成、放射性核素在化学领域的应用 以及放射化学方法在其他学科中的应用。
因此，放射化学是研究放射性物质和原子核 转变过程产物的结构、性质、制备、分离 、鉴定和应用的学科。
本课程局限于放射化学的基本理论。包括： 放射性物质；同位素交换反应；核化学技 术；核能；核转变过程引起的化学变化， 放射性核素应用；辐射化学基础等。
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
化学元素的放射化学
化学元素的放射化学化学元素是构成物质的基本单元，而放射化学则是研究放射性元素的性质及其变化的学科。
放射化学是核化学的一部分，包括了放射性同位素的分离、制备、分析，以及与其他物质的化学反应等方面。
在现代科学研究中，放射化学扮演着不可或缺的角色。
放射性元素的性质放射性元素在自然界中广泛存在，其中最著名的是钾、铀和钍等元素。
放射性元素的特点是它们的原子核不稳定，会不断发生放射性衰变，释放出各种射线，包括阿尔法射线、贝塔射线和伽马射线等。
这些射线具有很高的能量和穿透力，可以穿透人体组织，对人体造成伤害。
放射性元素的分离和制备放射性元素的分离和制备是放射化学的核心内容之一。
这是因为目前世界上几乎所有的放射性元素都是通过原子裂变或者人工转化得到的。
其中最为著名的是铀元素的分离和制备，这是制造核武器和核能源的基础。
铀元素的分离和制备主要基于铀同位素的不同含量。
例如，自然界中铀元素主要存在于两种同位素：铀-238和铀-235，其中铀-235的含量较低，只占总铀量的0.7%，但是它可以裂变并释放出大量的能量。
因此，将铀-235从铀-238中分离出来，就成为制造核武器和核能源的基础。
分离铀-235的方法有许多种，其中最为著名的是气体扩散法和离心法。
在气体扩散法中，将含铀的化合物转化为气态，通过气体分馏来分离铀-235和铀-238。
而在离心法中，则是通过将含铀化合物放入高速旋转的离心机中，细微的差别来分离铀-235和铀-238。
放射性元素的应用尽管放射性元素有很高的危险性和辐射性，但是它们在许多领域中仍然有着重要的应用价值。
例如：1、医学上利用放射性同位素制备药物来进行放射性诊断和治疗；2、核能产生电力，这是一种清洁、高效、低碳的能源，对于缓解能源危机有着极为重要的作用；3、放射性同位素可以用来制备火箭燃料、飞行器耐高温材料、屏蔽材料和放射性探测器等。
总之，放射化学研究的对象是放射性同位素的化学行为，主要涉及到放射性元素的制备、分离、性质、分析和应用。
放射化学
绪论放射化学-定义：研究放射性核素和核转变产物的化学性质和行为1898年春天M. Curie 发现沥青铀矿的放射性活度比纯铀的放射性活度约大4 倍, 因而推测在沥青铀矿中还有一种放射性更强的放射性核素。
将沥青铀矿磨碎溶解于盐酸, 进行硫化物沉淀等多步化学分离。
在整个分离过程中, 始终用跟踪放射性的办法,来确定大量其它元素中微量放射性元素的去向; 并巧妙地根据放射性的行踪来判断该元素的某些化学性质。
这种创造性的方法, 是一种崭新的放射化学研究方法。
1910年,英国的Cameron提出将其作为一个独立的分支。
放射化学的特点：放射性：在涉及放化操作的整个过程中，放射性核素一直不稳定性：由于放射性物质总是在不停地衰变，由一种物质转变为另一种或多种物质，使研究体系的组成不断发生变化。
这就要求相应的快化学研究方法。
微量性：放射性物质的量通常都比较小(ug、ng级)，低于一般的化学方法的检出限。
操作中要注意丢失现象。
研究放射性物质的分离分析方法以及核技术在分析中的应用，突出成功的分析方法是中子活化分析。
还有带电粒子激发X荧光分析及其微区扫描，加速器质谱分析等。
放射性测量方法：灵敏度，10 -10 -10 -19g对于寿命很短的放射性核素，可以测定十几个或几十个原子。
1955 年起，清华、北大等先后设立放射化学或放射化工专业。
1949 年前，我国学者在国外从事放化研究的成果：在热原子化学中发现了添加剂的清除效应；研究了放射性核素228 Th 、227 Th 、241 Pb 、210 Pb 、214 Bi 的性质；发现了235 U 的三分裂现象；研究了用离子交换色谱法对锕和稀土载体的分离。
放射性元素化学天然放射性核素Th-232，U-238,U-235天然放射性元素即在自然界中存在的放射性元素。
在已知的112种元素中，有81种元素具有稳定同位素。
原子序数大于83的元素属于放射性元素（包括天然放射性元素和人工放射性元素）。
放射化学基础
放射化学基础1. 放射化学的定义放射化学是研究原子核反应的科学，它涉及到放射性物质的分子结构、反应机制、放射性衰变过程、放射性污染和放射性治疗等方面。
放射化学的研究可以帮助我们更好地理解放射性物质的性质，以及放射性物质如何影响我们的环境和健康。
2. 放射性元素的分类放射性元素可以根据其原子结构特征分为三大类：α放射性元素、β放射性元素和γ放射性元素。
α放射性元素由带有2个质子和2个中子的α粒子构成，其原子结构特征是原子序数减4，质子数减2；β放射性元素由带有一个质子和一个中子的β粒子构成，其原子结构特征是原子序数减1，质子数加1；γ放射性元素由高能的γ射线构成，其原子结构特征是原子序数不变，质子数不变。
3. 放射性衰变的机理放射性衰变是指放射性核素在一定的时间内以一定的概率自发地发生变化，从而产生新的核素，同时释放出能量和辐射。
它是放射性核素自发变化的过程，是放射性核素自发变为其他核素的过程。
放射性衰变的机理是，放射性核素在某一特定的时间内，以一定的概率自发地发生变化，产生新的核素，同时释放出能量和辐射。
4. 放射性污染的控制：放射性污染的控制主要有两种方式，一是减少放射性物质的排放，另一种是限制放射性物质的扩散。
减少放射性物质的排放可以通过采取改进的技术、设备和操作程序来实现，以减少放射性物质的产生和排放。
限制放射性物质的扩散可以采取建立和实施有效的放射性废物管理体系，包括放射性废物的处理、转移、储存和处置等，以确保放射性废物不会污染环境。
此外，还可以采取环境监测措施，以监测放射性污染物的浓度和扩散情况，以便及时采取有效的措施，防止放射性污染的扩散。
5. 放射性物质的检测方法放射性物质的检测方法包括：电离计数法、X射线衍射法、质谱法、荧光X射线分析、放射性同位素分析、以及核磁共振法。
电离计数法是一种简单、快速、准确的放射性物质检测方法，它可以测量放射性物质的活度，以及放射性物质的种类和含量。
X射线衍射法是一种利用X射线来测量放射性物质的检测方法，它可以识别不同元素的放射性物质，以及测量放射性物质的含量。
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。
放射化学知识总结
1.1放射化学的特点放射性射线可能会对工作人员产生辐射损伤放射性物质会对所研究的体系产生一系列的物理化学效应。
低浓度行为在实际工作中，时常遇见放射性核素处于低浓和微量状态。
不恒定性即使外界条件不变，放射性核素总是不断地衰变成子体核素，因而体系的组成和总量是不恒定的。
衰变规律（公式）连续两次衰变情况（公式）母子体放射性活度之比恒定状态称为放射性平衡长期平衡当母体的半衰期很长，而子体的半衰期相当短（公式）暂时平衡当母体的半衰期不太长，但比子体的半衰期长时，平衡被称为暂时平衡（公式）当T1/2,1 < T1/2,2，λ1 >λ2时，母体衰变比子体生长快。
这种情况为“不成平衡（公式）放射性衰变类型α衰变β−衰变β+衰变电子俘获γ射线与物质的相互作用光电效应γ光子与介质的原子相互作用时，整个光子被原子吸收，其所有能量传递给原子中的一个束缚电子，该束缚电子摆脱原子对它的束缚之后发射出来，称为光电子。
这种效应就叫光电效应。
康普顿效应散射光中除了有原波长λ0的x光外，还产生了波长λ>λ0 的x光，其波长的增量随散射角的不同而变化。
这种现象称为康普顿效应。
区别1.康普顿效应可以发生在光子与自由电子之间或者发生于光子与束缚电子之间。
而且光子与自由电子发生康普顿效应的几率更大。
2.光电效应只能发生在光子与束缚电子之间，而不能发生在光子与自由电子之间。
3.康普顿效应中，光子把自身能量的一部分转移给电子，光子本身不消失，而是保留了部分能量，成为散射光子。
4.光电效应中，光子把自身能量的全部转移给电子，光子本身消失。
电子对效应γ光子转变成一个负电子和一个正电子。
中子与物质的相互作用中子与物质的相互作用形式分为散射、辐射俘获、核反应、裂变四种同位素交换是体系中同位素发生再分配的过程同位素交换机理解离机理两种化合物均能进行可逆的解离，生成不同同位素的同种粒子，那么在这些化合物之间将进行同位素交换。
缔合机理假如某元素的两种化合物能够缔合成过渡状态的中间化合物，那么它们可以按缔合机理发生同位素交换。
放射化学
1919 1919
1921 1924 1924 1925-1927
1928 1931 1931 1932
1932 1932 1932 1932 1933
Rutherford在实验室中首次进行了核转化，4He＋14N17O＋1H Aston建立了首台实用的质谱仪，并且通过质谱仪发现同位素的质量不是精确的 整数。
放射化学
唐泉
第一章 绪论
1.1 放射化学发展简史 从1896年发现放射性到现在，放射化学发展的一
百多年的历史，大体上可分为三个阶段。 1896~1931年：
放射化学发展的初期阶段。放射性的发现，天然放 射性元素的发现及分离，衰变规律的发现，衰变位移 规律的发现，放射性元素分离规律的发现；
1932~1942年： 放射化学蓬勃发展的阶段。中子、人工放射性和裂
1959
第一艘反应堆驱动的民用破冰船（Lenin）在俄罗斯下水。
～1960 Hofstadter等人发现质子和中子在内电荷中不平衡分布。
～1960 Lederman, Schwarz和Steinberger等人发现介子。
1961
放射性核素238Pu首次作为电源应用到卫星（Transit-4 A）上。
Geiger和Müller建立了用于测量单个核粒子测量的第一个GM管。 Van de Graaff开发了电级高压发生器，可以加速原子粒子来提高能级。 Pauli假设了一个新的粒子“neutrino”，在衰变中形成。 Cockcroft和Walton开发了高压倍加器，利用它在实验室加速粒子进行了首次核 转化反应（0.4MeV1H＋7Li24He）
美国首次试验了不控制的规模大聚变能装置（氢弹）。
放射化学实验
放射化学1901年由卡麦隆（Cameron）提出， 是近代化学的一个分支学科，
是研究有关放射性现象的一门科学。
放射化学实验基础
放射化学实验相关的基本知识 放射化学分离方法原理及应用 放射化学主要使用仪器与设备 放射化学实验安全管理与防护
放射化学实验技术
放射化学实验相关的基本知识
真空蒸发法：将放射性样品置于高真空体系中，将样品加热使 挥发物沉积在承托片上，然后在活性区表面上封 一层保护膜。
电喷雾法： 在30005000V电场作用下，使液体放射性样品 从直径0.1mm毛细管内呈雾状喷射到承托物上， 喷出雾珠在空气中迅速挥发而制成薄源。
放射化学纯度(Radiochemical Purity)： 规定化学形态的放射性核素的放射性活度占样品总放射性 活度的百分数。
SI单位: Bq(贝可)，1 Bq相当于每秒发生1次衰变。 旧单位： Ci(居里) ，1 Ci 相当于每秒发生3.7×1010次衰变
(1 g 镭-226的衰变速率)。 1Ci = 3.7×1010 Bq
• 放射性物质的固液分离
离心法：沉淀量小，并且不需要对沉淀进行转移。 （优点：操作简便，沉淀损失小，避免污染） 过滤法：体积大，沉淀量多，或沉淀必须进行转移。 （优点：可以使用可拆式漏斗，将沉淀制成固体放射源， 便于沉淀的取出和制成一定面积的固体源。）
! ! 应防止滤纸及器皿表面对溶液中微量放射性物质的吸附。 ! ! 使用机械泵时，必须带有缓冲和气体吸收装置，防止机械 泵将放射性物质抽入。
放射化学实验基本操作方法
• 放射化学实验前的准备
使用放射性同位素前，必须对同位素的性质 （化学状态、毒性、比度等）有确切了解，根据它 的性质和用量确定流程、操作方法和防护措施。
第2章--放射化学分离方法
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
放射化学基础
放射化学基础
放射化学是根据原子核反应理论介绍放射性元素产生、转化和消失的理论和实验，是原子核物理学和材料科学的重要分支。
它利用放射性核素在反应中的变化，研究核素结构、反应机理和反应性质，为核化学研究和应用奠定了理论基础。
放射化学是以放射性同位素研究为基础，研究元素发生中子和α、β衰变，和放射性扩散及它们所引发的反应，以及元素在这些反应中的变化，此外还可以研究用有机物构成的大分子在放射性作用下的稳定性。
放射化学实验一般分为室内实验和室外实验两类，室内实验是在一般实验室条件下用较简单易得的设备进行的，如利用γ射线谱仪对样品进行定性和定量分析；如果要实现精密分析，则必须选择室外实验，如用α、β射线测定多种原子的含量，在室外实验中又可以根据不同目的进行分析实验和放射性扩散实验，其中分析实验用于研究原子核结构和原子核反应机理，而放射性扩散实验则可以研究放射性物质在环境中的迁移及它们对环境的影响。
放射化学技术在核化学研究和应用上起着非常重要的作用，通过放射性测定方法可以解决许多重要物理和化学问题，如研究原子核结构、放射性核素的化学性质等，还可以广泛应用于食品、环境、工业生产和临床医学检测等。
因此，放射化学在化学研究和应用上扮演着重要的角色，可以为化学家们提供有力的工具，从而有效解决问题，提高研究和实践的效
率，帮助我们更好地了解原子核物理学和材料科学的实质，发现并利用放射性元素的特性，为更好的服务于社会作出贡献。
放射化学的名词解释是什么
放射化学的名词解释是什么放射化学是研究与放射性同位素相互作用的化学学科。
它涉及到放射性同位素的生成、分离、纯化、测量和应用等方面。
放射化学的研究对象包括人工合成的放射性同位素以及自然界中存在的放射性元素。
放射化学的基础概念之一是放射性。
放射性是一种不稳定核素的特性，指的是核素的原子核在自然状态下发生自发衰变，并释放出射线的能力。
射线可以分为α、β和γ射线等几种形式。
α射线由带有两个质子和两个中子的α粒子组成，具有较强的穿透力。
β射线包括正电子和电子，穿透力较强。
γ射线是电磁波，具有最强的穿透力。
放射性同位素是指具有相同原子核中的质子数（即原子序数）和不同中子数的同位素。
同位素是指具有相同原子序数但不同质量数的元素。
放射性同位素具有不稳定的原子核，它们通过衰变过程释放出射线以稳定自身。
放射性同位素可以是自然界中存在的，也可以通过人工合成。
放射活度是放射性样品中的放射性粒子数目的度量。
它通常用单位时间内发射出的射线数来表示，单位为贝克勒尔（Bq）。
放射活度越高，说明放射性样品中的放射性同位素越多，辐射剂量也就越大。
放射化学的研究方向包括放射性同位素的生成和研究、核技术在医学和工业中的应用、辐射防护和核废料处理等。
其中，放射性同位素的生成和研究是放射化学的重要内容之一。
通过不同的核反应，可以合成不同的放射性同位素。
放射性同位素的生成与核反应速率和选择性密切相关，研究人员需要选择适当的反应条件来实现合成目标同位素。
放射化学在医学上的应用主要体现在放射性同位素的药物标记和放射性同位素的医学诊断与治疗中。
放射性同位素的药物标记是将放射性同位素与药物分子结合，使其具备特定生物作用，并通过放射线的探测来实现对生物体内部结构和功能的研究。
核技术在医学上的应用进一步推动了放射化学的发展和研究。
另外，放射化学在工业上的应用主要涉及材料辐照、辐射交联和材料形态与结构的分析等方面。
通过辐射处理，可以改变材料的性能和结构，从而实现特定的工业应用。
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。
放射化学及核化学基础
放射化学及核化学基础放射化学及核化学是一门研究放射性物质和核反应过程的学科，它们在核能利用、核燃料循环、环境保护、医学诊断和治疗等领域发挥着重要的作用。
本文将介绍放射化学及核化学的基本概念、核反应的类型和应用以及相关的实验技术和安全注意事项。
一、放射化学的基本概念放射化学是研究放射性物质在化学反应中的行为和特性的学科。
放射性物质具有放射性衰变和核反应两种基本性质。
放射化学研究的内容主要包括放射剂量的计算、放射性同位素的制备和分离、放射性同位素的稳定性研究等。
二、核反应的类型和应用核反应是指核粒子（如中子、质子等）和原子核之间的相互作用过程。
根据反应的类型，核反应可以分为裂变反应和聚变反应。
裂变反应是指重原子核分裂成两个或更多轻原子核的反应，聚变反应是指两个或更多轻原子核结合成一个重原子核的反应。
核反应在能源领域有重要应用，如核电站中的核裂变反应产生的能量可用来发电。
此外，核反应还在放射治疗、核工业和核武器等领域发挥着关键作用。
三、实验技术和安全注意事项在放射化学和核化学的实验中，合理的实验技术和安全措施非常重要。
实验技术包括放射性物质的提取和测量方法、辐射防护措施和核设施的运行管理等。
安全注意事项包括严格遵守核反应的操作规程、正确使用防护设备、避免剂量超标等。
同时，核能利用和核材料的管理也要符合国际原子能机构（IAEA）的相关规定和国家的法律法规，确保核化学的应用和研究活动在安全合规的范围内进行。
结论放射化学及核化学作为一门重要的学科，对于能源、环境和医疗等领域具有广泛的应用前景。
通过对放射化学及核化学的基本概念、核反应的类型和应用、实验技术和安全注意事项的介绍，有助于增加对该学科的理解和认识。
希望该领域的研究和应用能够不断发展，并为人类社会的发展做出更大的贡献。
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223Ra在海洋学的研究中的应用。
226Ra的半衰期为1602a，而222Rn的半衰期为3.82d ， 它们很易建立期久平衡，于是有：
ARa=ARn/(1-e-λt) 通过测量222Rn来测算226Ra的含量。
例 射气法测226Ra，未知镭源封存24h，测得222Rn的 活度为100Bq，已知氡的半衰期为3.82d，求镭的活 度。
Bq m3 cpm
解：设该闪烁室的刻度系数为k
测量时氡的活度ARn
ARn k n n0 v闪 ARn,0 k n n0 v闪et2
ARn,0 ARa 1 et1
k n n0 v闪et2 ARa 1 et1
k
ARa 1 et1 v闪 n n0 et2
解：ARn=100Bq，TRn= 3.82d
ARa
ARn 1 et
100 603Bq
1
e
ln 2 1 3.82
例 用标准液体镭源刻度闪烁室。已知标准镭源的活度 为200Bq，封存24h，将222Rn从鼓泡器中转移到闪烁室 后，3h测量，闪烁室的体积为500ml，闪烁室的本底为 5cpm，测量计数为4505cpm，求闪烁室的刻度系数k。 222Rn的半衰期为3.82d
氡有27 种同位素和３种同质异能素，在 氡的放射性同位素中最重要的是三个天然放射 系的成员222Rn、 22０Rn和21９Rn它们分别被称 为镭、钍和锕射气。
222Rn的防护最重要，为什么？
(大气中， 222Rn大于22０Rn两个数量级)
铀系226Ra→222Rn → 218Po(RaA)→214Pb(RaB) →214Bi (RaC)→214Po (RaC’)→ 钍系224Ra→220Rn → 216Po(ThA)→212Pb(ThB) →212Bi (ThC)→212Po (ThC’)→
煤的燃烧 煤中的铀含量平均为1.0×10-4%，煤灰 成为一种人工氡气源，每年由于煤的燃烧产生的氡为 1×1013Bq的氡；
磷酸盐工业 磷酸盐矿石中的铀含量高，估计在全 世界由于磷酸盐工业每年释放到大气中1×1018Bq的 氡；
天然气 天然气中含有放射性物质，向大气中释 放出1×1014Bq的氡；
建筑物的释放 由于建筑材料中都含有一定量的 226Ra，每年向大气中释放1×1016Bq的氡 。
植物和地下水的载带 植物的生长将增加地表氡的释
放。实测结果表明，种五谷的土地氡的释放率是那些
不毛之地的3~5倍。由于植物和地下水的作用，每年向 大气中释放约1×1019Bq的氡；
Hale Waihona Puke 核工业释放 核燃料生产过程中每一个环节都有 氡的析出，估计全世界的铀矿山和水冶厂每年向大气 中释放1×1019Bq的氡；
以238U为母体（4n+2）铀系； 以235U为母体的锕系（4n+3系）； 以232Th为母体的钍系（4n系）； 镎系（4n+1系）为人工放射系。
3.4 镭、氡、钋的化学 （1）镭 1）概述
1898年居里夫人发现了镭。天然镭是铀系、钍系 和锕系三个天然放射系的成员，与铀、钍矿共存。
238U→226Ra； 232Th →224Ra； 235U → 223Ra。 由于镭在衰变过程中的反冲作用以及镭的物理化学 和结晶化学性质，它在矿石受地下水浸蚀时易被浸出， 其流失量可达85%； 镭共有25种放射性同位素，其中只有223Ra、 224Ra 、 226Ra和228Ra是天然存在的。其中最重要的是 226Ra，它是自然界中丰度最在的一种同位素， 226Ra 的比活度很高；
14.42 Bqm3 cpm
（2）氡 1）概述
1899年欧文和卢瑟夫在研究钍的放射性时， 发现了氡，当时称为钍射气（220Rn）次年，道 恩又发现了22２Rn，它们是铀和钍的放射性子 体，主要存在于铀、钍矿石、矿井水和矿泉水 中，一般所指的氡是226Ra的衰变产物222Rn。
室内氡大于室外氡。原因？(20-1000 Bq/m3) 室内氡来源----(1)从房基土壤;(2)从建筑材料； 如花岗岩、砖沙、水泥及石膏之类;(3)户外空 气中进入，以及从供水及天然气中释放出的氡。
环境大气中氡的来源有以下几个方面：
大地释放 238U在土壤和岩石中的含量不近相同， 平均含量为2.8×10-4%，地面氡平均析出率为
16mBq•m-2•s-1，陆地表面每年向大气中释放 7.6×1019Bq的氡；
海洋释放 海水中含有一定量的226Ra，平均浓度 为1Bq•m-3，海底比海面要高出一个数量级，海面氡平 均析出率为7×10-5Bq•m-2•s-1，海洋每年向大气释放 8×1017Bq的氡；
第3章 天然放射性元素化学
3.1 概述 放射性元素分为天然放射性和人工放射性元素两
大类包括从84号元素(Po)到111号元素以及43Tc和 6的1P放m射共性30元个素。，天它然们放是射8性4P元o、素85是A指t、在86自Rn然、界87中Fr存、在 88Ra、89Ac 、90Th、91Pa和92U等9个元素。 自然界中存三个天然放射系：
２）氡的用途及危害
氡可用来制用实验室用的氡－铍中子源，氡还可 用作示踪剂，此外，监测深井水中氡含量的变化可能 用来预报地震等；氡被吸进体内，氡及子体可能会诱 发癌变。
２）氡的用途及危害----沉积物记年
２）氡的用途及危害----沉积物记年
２）氡的用途及危害-地震预报
怀来２井是自来水井，井深１２０ｍ，位于延怀盆地内，