放射性核素的制备
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。
核素制备——精选推荐
近年来，正电子发射断层（PET）显像及PET药物在世界范围内得到了飞速的发展，正电子放射性核素需求量不断增加。
正电子放射性核素主要是由回旋加速器生产，从1930年Lawrence研制成功第一台回旋加速器以来，回旋加速器在数量和质量方面得到了很大的发展提高，为PET显像、PET药物及药物研究的蓬勃发展奠定了基础。
1 回旋加速器的工作原理1929年劳伦斯提出回旋加速器理论，次年第一台回旋加速器研制成功。
其基本原理是带电粒子在磁场中作圆周运动，采用交变电极的方法，使粒子在较低电压下通过多次加速获得很高的动能。
其工作原理示意图见图1。
待加速的正粒子或负粒子由离子源S产生，产生的各种带电粒子将向着带异种电荷的D型电极盒（如A）运动。
进入D 型电极盒A内的粒子不再受电场的影响，而垂直于D型电极盒A平面的磁场将迫使带电粒子在圆形轨道上运行，使其保持在一定轨道上运行。
当带电粒子到达电极盒A和B间隙时，电极盒的极性发生改变，粒子再次加速至另一电极盒B。
此时，带电粒子被加速、获得更大的能量并通过更大的轨道半径运行，射频震荡器将随着带电粒子通过电极间隙而相应调整D型电极盒的极性。
每当带电粒子穿过D型电极盒A、B间的间隙时，带电粒子将被加速一次获得更大的速度和能量，D型盒内的圆周运动半径也增大一次。
其能量增量ΔE 等于带电粒子电荷q 和A、B间间隙电位差UAB的积。
如果质量为M 的带电粒子，以速度V 在磁场强度H 的作用下，在D型电极盒内作粒子运行轨道半径为r的圆周运动，则洛仑磁力（HeV）等于离心力（MV2／r），即HeVEMV2／r。
这样，可推断被加速粒子能量E 为：EEMV2／2EH2e2r2／2M最后，当带电粒子加速到一定速度到达外围轨道时，粒子束被带相反电荷的偏转板（D）引出D型盒外，并通过靶窗W轰击靶材料生产放射性核素。
对于正离子加速器，加速束流由质子（H+）或氘正离子（D+）构成，这种束流由静电偏转板D 引出D型盒外，与靶碰撞产生所需要的核素。
习题及医用放射性核素的生产和制备
解：由公式 A A0et
A 30V A0 3.0 105 Bq ln 2
T
带入数据可得
变形得 A et A0
3、分别计算要经过多少个半衰期某种放射性核素可以减少到原 来的1%、0.1%？
解：由公式
N
N0
(1)n 2
变形得 N (1)n
N0 2
若 N 1% ， 解得 N0
n 2(1 log2 5)
若 N 0.1% ， 解得 N0
n 3(1 log2 5)
第三节医用放射性核素的产
1、核反应堆中子照射生产
原理：
核
1 0
n
燃 料
链
式
反
中子
应
注: （1）所得放射性核素是富中子核
素，主要发生 衰变
（2）核反应表示方法
32S (n, P)32P1362S 01n1352P11p
稳定 核素
富中子核 素
主要反应
(n, )1213Na01n1214Na
(n, p)1362S 01n1352P p
(n, )36Li 01n13H 24He
2、从裂变产物中分离和提纯
• 优点：核反应堆燃料裂变后的裂变产物中可提取出许多有价值的放 射性核素。
• 缺点：裂变产物中常含有同一元素的多种同位素，它们的化学性质 基本一致，难以分离提纯。
二、核医学常用放射性核素及其生产
放射性核 素发生器
是一种从长半 衰期母体核素 中分离出短半 衰期子体核素 的分离装置
回旋加速 器生产
将带电粒子加 速后轰击靶原 子核制造放射 性核素的转置
主要生产短寿命和超短寿命的 贫中子放射性核素
99Mo99mTc
核素发生 器
简述钼锝母牛的工作原理和应用
简述钼锝母牛的工作原理和应用核医学科所用的放射性药物一般由两部分组成：即放射性核素和被标记物，二者都具有高度的亲和力。
放射性药物是指含有放射性核素、用于医学诊断或治疗的一类特殊制剂。
医用放射性核素的制备主要有三大来源：核反应堆制备、医用回旋加速器（cyclotron）制备及放射性核素发生器。
我刚才所说的“母牛”也就是指这里的放射性核素发生器，常用的发生器有99Mo-99mTc发生器、90Sr-90Y发生器和188W-188Re发生器、68Ge-68Ga发生器等。
放射性核素发生器是从长半衰期核素中分离出短半衰期子体核素的装置，用于生产需要的放射性核素。
这种装置通常将母体核素装在一根柱上，使用时采用分离技术，把柱中的子体核素定时洗脱下来，供临床使用。
所以放射性核素发生器就被形象地称为“母牛”了，而洗脱子体放射性核素的过程就像是给“母牛”“挤奶”一样。
99Mo-99mTc发生器，仅在中国有商品供应，属凝胶型发生器，其优点是以天然钼为靶材料，成本低，以钼酸锆酰凝胶装柱，克服了色谱吸附剂吸附容量有限的缺陷，从而制成较高放射性活度的发生器。
根据医院患者的多少，可以定购不同活度的99Mo-99mTc发生器，如我们科定购的300mCi的99Mo-99mTc发生器。
此外还有500mCi、800mCi、1Ci等各种活度的。
99Mo的半衰期为66h，99Mo经β－衰变后，87%成为亚稳态的99mTc，13%为基态的99Tc；99mTc的半衰期为6h，发射140keV的γ射线；99Tc的半衰期为2.1×105年，衰变转变为99Ru （钌）。
其缺点是：洗脱效率低，洗脱体积大，洗脱液放射性浓度低。
每隔24h淋洗，每次获得99mTc放射性强度约为前一天药物强度的80%。
核医学技术中级职称考试：2022第四章 放射性药物真题模拟及答案(6)
核医学技术中级职称考试：2022第四章放射性药物真题模拟及答案(6)1、放射性药物的制备步骤下列正确的是（）。
（单选题）A. 添加某些物质进行制备以适应人体给药B. 从轰击的靶物质中提取放射性核素C. 放射性核素通过化学转化成生物特定形式D. 纯化去除化学和放射性核素杂质E. 以上都对试题答案：E2、下列关于确定性效应的说法正确的是（）。
（单选题）A. 该效应可致细胞结构与功能改变或致大量细胞被杀死B. 通常存在剂量阈值C. 主要表现形式有白内障、再障、不育等D. 效应的严重程度随剂量的增加而增大E. 以上均正确。
试题答案：E3、进食后，心肌细胞的主要能源物质，是下列哪种物质？（）（单选题）A. 脂肪酸B. 葡萄糖C. 多肽D. 氨基酸E. 以上均不对试题答案：B4、关于运动试验的注意事项，下列论述错误的是（）。
（单选题）A. 严格掌握禁忌证，急性心肌梗死、不稳定型心绞痛、心力衰竭、严重高血压、大面积心肌梗死或左主干病变、严重心律失常等患者应列为禁忌证B. 做运动试验的医生要经过正规培训C. 运动量要达到标准，尤其是症状不典型的青年患者，否则会造成假阴性D. 试验室要配备心电除颤器，急救药品如硝酸甘油、毛花苷C、氧气等E. 预期心率为190次/分试题答案：E5、放射性药物贮存的修正系数为（）。
（单选题）A.B.C.D.E.试题答案：E6、放射性核素毒性权重系数A类为（）。
（单选题）A.B.C.D.E.试题答案：E7、99m Tc标记配套药盒时下列不正确的是（）。
（单选题）A. 配制MAA时应避免用力摇B. 如果发现应为负压的配体药盒瓶盖漏气，则不能使用该药盒C. 加入的99m TcO4－洗脱液的放射性活度、体积应符合说明书要求D. 使用的99m TcO4－洗脱液放置时间不超过24小时E. 注射MAA时应尽量少回血试题答案：D8、123I－MIBG探头设置的能峰为（）。
（单选题）A. 167keVB. 140keVC. 80keVD. 159keVE. f35keV试题答案：D9、小儿使用放射性药物的原则下列不正确的是（）。
放射性核素的制备和提取
从裂变产物中提取放射性核素
� 95Zr-95Nb的提取
� 除去碘和氙的硝酸铀酰料液，其酸度经调节合适后， � 通过硅胶柱，此时有 99%以上的95Zr、95Nb被吸附在柱上 � 用HNO3或H2SO4洗涤柱子，以除去其它裂变产物， � 然后用0.5 M H2C2O4洗脱，使 95Zr-95Nb以络合离子的形式 洗下来，这样可得到相当纯净的产品。
130
T e(n ,γ ) 1 3 1 m T e S n (n ,γ )
131
βKC
131
I In
βγ
131X e 1 13
112
Sn
113m
In
》 《放射化学 放射化学》
用中子核反应制备放射性核素
� 将长半衰期母体核素和短半衰期子体核素所组成的核素对 引入一种装置中，使得短寿命的子体核素能不断地从其中 分离出来，这种装置称为核素发生器（又称同位素发生 器）。 � 根据放射性衰变规律，长寿命母体核素不断衰变产生子体 核素，经过子体核素的一个半衰期后，子体核素生成量为 平衡量的50%，经过六个半衰期后，子体核素生成量达到 平衡量的99%，因此每隔一定时间，就可以用化学分离方 法从发生器中分离出子体核素。
N0/(t1/2)0=N1/(T 1/2)1=N2/(T 1/2)2=.....
》 《放射化学 放射化学》
从天然产物中提取放射性核素
� 从天然产物中提取放射性核素有两种方法： � 一种是直接从矿石中提取长寿命的放射性核素。 � 另一种是从长寿命天然放射性核素中每隔一定时间分 离出短寿命的子体核素。 � 一、长寿命放射性核素的提取 • 在铀系、锕系和钍系中，只有少数几个长寿命核素能 以可称量的量存在，其余的衰变子体包括 210Po均小于 0.1 mg。
核医学复习资料
核医学27反射性核素的制备三大类：核反应堆制备，医用回旋加速器制备，放射性核素发生器制备28.物理半衰期：在单一的放射性核素衰变过程中，放射性活度减少一半，所需要的时间是放射性核素的一个重要特征参数。
29什么是生物半衰期：指进入生物体内的放射性核素，经各种途径从体内排出一半所需要的时间30.1合成代谢，细胞吞噬，循环通路，选择性摄取，选择性排泄，通透弥散，细胞拦截，离子交换和化学吸附，特异性结合14.放射性核素示踪计数：是以放射性核素或标记化合物作为示踪剂，应用射线探测器检测示踪剂分子的行踪，研究被标记物在生物体系或外界环境中分布状态或变化规律的技术9.放射性活度：单位时间内发生的核衰变次数，反映放射性强弱的物理量。
1.核医学：是一门利用开放型放射性核素对疾病进行诊断、治疗和科学研究的学3.炸面圈:骨显像时病灶中心显像剂分布减少，病灶周围显像剂增高呈环形的影像表现。
多见于股骨头缺血坏死。
是通过静脉注射的方式将放射性核素标记的亲骨性显像剂引入体内，该类显像剂可以与骨组织内的无机盐和有机质紧密结合，在体外通过核医学成像仪器显示显像剂在骨骼系统内的分布，获得骨骼系统的影像。
13.超级骨显像：某些累计全身的骨代谢性病变，呈现显像剂在全身骨骼积聚异常增高，被称为超级骨显像或过度显像，1.正常典型肾图的三段的名称及生理意义是什么？名称：a段放射性出现段；b段示踪剂聚集段c段排泄段生理意义：a段静脉注射示踪剂后10s左右肾图急剧上升段。
此段为血管段，时间短，约30s反映肾动态的血流灌注相；b段：a段之后的斜行上升段，3-5min 达到高峰，其上升斜率和高度与肾血流量、肾小球滤过功能和肾小管上皮细胞摄取、分泌功能有关。
反映肾皮质功能与肾小管功能；c段：b段之后的下降率与b段上升斜率相近，下降至峰值一半的时间小于8min。
为示踪剂经肾集合系统排入膀胱的过程，主要反映上尿路的通畅情况和尿流量多少有关1.核医学：是一门利用开放型放射性核素对疾病进行诊断、治疗和科学研究的学科2.核医学特点：①高灵敏度②方法简便、准确③合乎生理条件④定性、定量、定位研究的相结合⑤专业技术性强3.核医学显像：①功能性显像②无创性检查③图像融合④解剖分辨力低4.核素：质子数相同，中子数相同，具有相同能量状态的原子8.半衰期：放射性核素数量因衰变减少一半所需要的时间9.放射性活度：单位时间内发生的核衰变次数，反映放射性强弱的物理量。
放射性核素的制备
9.3 放射性核素在医学、生物学中的应用 （1）放射性药物及其应用
放射性药物是指在医学上使用的含有放射性核素 的化合物或生物物质的统称。根据其临床应用的目的 不同可分为两类：
1）治疗用放射性药物； 2）诊断用放射性药物。
放射性药物除了符合药物的一般要求外，还需满足以下 要求：
放射性核素及其衰变产物应对机体基本无害，且容 易从体内廓清；
加速器生产放射性核素有以下特点：
核反应的产核和靶核一般是不同的元素，因此可 用化学法分离，从而获得放射性纯度和比活度都很高 的放射性核素；
可生产反应堆不能生产的缺中子放射性核素，其 衰变多为EC或发射正电子，用于医疗诊断；
由于(n,γ)反应截面低，反应堆无法生产碳、氮、
氧等轻元素，即使能生产，其半衰期不是太长，就是 太短，不适合于医用。而加速器能方便产生11C、13N 等核素。
s0m0 sd m0 mx
mx=m0(s0/sd-1) M0、mx分别为引入的标准物和待测物的质量； s0、sd分别为标准物和稀释后化合物的比活度。
当mx ＞＞M0时，
mx s0m0 sd
2）反稀释法 是将一种质量为M0的稳定同位素加到含有其放射
性同位素（比活度为s0 ）的待测样品之中，混合均匀 后分离提纯一部分化合物，再测其比活度sd，并由此 计算出待测样品中原有的放射性同位素的质量mx：
mxs0 m0 mx sd
mx m0sd s0 sd
例 用反稀释法稀释含137Cs的待测样品，已知137Cs的
T1/2为30.17a，K值为1.32×1016，将质量为10mg铯 稳定同位素加到待测样品中，混合均匀后分离提纯一
部分混合物，测其比活度sd
1.19 109
Bq mg
第二章放射性同位素的制备
第二章放射性核素的制备核技术应用的基础是射线与物质的相互作用，这些射线可由反应堆、加速器直接提供，也可由放射性同位素衰变获得。
由于放射性核素使用方便、费用低廉，并可制成所需各种形状、结构紧凑的放射制品，已广泛应用于工业、农业、医学、环保、军事、资源勘探、科研等诸多领域，已获得了显着的经济效益和社会效益。
放射性同位素有天然同位素和人工同位素。
人工放射性同位素由于射线强度容易控制、可制成各种所需的形状、半衰期通常较短（放射性废物易处理）等特点而得到广泛应用。
人工放射性核素主要能过反应堆、加速器两种方式生产，还可利用上述两者生产的核素制成发生器，制备短寿命的核素。
通过反应堆制备放射性核素具有产量大、品种数量多、生产成本相对低等特点，是目前放射性核素生产最主要的方式之一。
加速器生产的放射性核素尽管生产能力低，但品种多、所生产的核素多为无载体、比活度高。
在生产放射性核素的过程中通常会产生大量放射性废物，这些放射废物、特别是气体放射性废物，是放射性核素生产中环境保护面临需要解决的重要技术问题。
因此，先进的同位素生产技术、完善的同位素生产工艺和高效的三废处理技术等是目前同位素研究、生产、应用领域关注的重点，其中之一的解决方案是建立放射性核素生产专用堆（如医用同位素生产堆等）。
本章中将主要介绍人工放射性核素的制备方法。
第一节放射性核素的来源放射性核素的来源有两个：一种是从自然界存在的矿石中提取，通常称为天然放射性核素；另一种是通过人工干预的核反应制备，通常称为人造放射性核素，亦称为人工放射性核素。
人工放射性核素主要通过核反应堆生产（包括从辐照过的核燃料中提取）、加速器生产和核素发生器三种途径获得。
一、天然放射性核素天然放射性核素又分为原生放射性核素和宇生放射性核素。
原生放射性核素是指原始存在于自然界中的天然放射性核素。
宇生放射性核素是指宇宙射线与大气和地表中的物质相互作用生成的放射性核素。
原生放射性核素主要是由232Th（钍-232）、235U和238U为起始核素三个衰变系列，即钍系（4n 系，从232Th开始），铀系或称铀-镭系（4n＋1系，从238U开始）和锕系（4n＋3系，从235U开始）。
放射医学的放射性核素制备
放射医学的放射性核素制备放射医学是通过利用放射性核素对人体进行影像诊断、治疗和研究的一门学科。
放射性核素是指具有放射性衰变特性的核素，它们在医学领域起着重要作用。
而这些放射性核素的制备是放射医学研究的基础，本文将探讨放射医学中的放射性核素制备工艺和方法。
一、放射性核素制备的基本原理放射性核素制备的基本原理是利用核素的放射性衰变特性。
当某些特定的原子核在衰变过程中放出一定能量的辐射时，它们称为放射性核素。
这些放射性核素可以通过人工合成的方法进行制备。
制备放射性核素需要注意安全问题，合理选择合成方法，并遵循相应的安全操作规程。
二、放射性核素的制备方法1. 核反应法核反应法是制备放射性核素最常用的方法之一。
通过选择合适的原子核反应，可以合成出目标放射性核素。
核反应法的实施需要有粒子加速器、裂变源或聚变源以及目标物质等设备和原料。
核反应的选择要考虑到反应截面和产率的大小，以获得较高产率的目标放射性核素。
2. 放射化学法放射化学法是放射性核素制备的另一种重要方法。
该方法利用放射性同位素的辐射性质，将其转化为活性化合物，并从中提取所需的放射性核素。
放射化学法需要用到一系列的化学分离、提取和纯化技术，以实现目标放射性核素的制备。
3. 同位素分离法同位素分离法是一种重要的放射性核素制备方法。
通过对同一元素的不同同位素进行物理或化学分离，可以得到所需的目标同位素。
同位素分离法需要充分利用同位素的物理和化学性质的差异，通过蒸馏、萃取、电离等方法，将目标同位素与其他同位素分离开来。
三、放射性核素制备的应用放射性核素的制备在放射医学领域有着广泛的应用。
以下是几个常见的应用方面：1. 放射性药物放射性药物是应用最广泛的放射性核素制备应用之一。
例如，锝-99m是一种常用的放射性核素，广泛应用于核医学影像学中。
制备放射性药物需要严格的质量控制和核素稳定性，以确保药物的安全性和有效性。
2. 放射性检测放射性核素制备还可用于放射性检测领域。
放射性核素的制备
放射性药物除了符合药物的一般要求外，还需满足以下 要求： 放射性核素及其衰变产物应对机体基本无害，且容 易从体内廓清； 半衰期较短，减少对机体的辐射损伤； 有较高的化学纯度，放射性纯度和放化纯度，减少 毒副作用； 有适宜于探测的射线，一般为γ射线，能量在 100~300keV； 有适宜的比活度。
（2）放射免疫技术 放射免疫包括放射免疫分析法(RIA)、放射免疫显 像(RII)和放射免疫治疗(RIT)。 1）放射免疫分析法是将免疫反应与放射性核素示踪技 术相结合的一种体外测定方法。 原理：利用放射性核素标记的抗原(*Ag)和试样中 的非标记抗原(Ag)在与特异抗体(Ab)结合成抗原-抗体 复合物(*Ag- Ab和Ag- Ab)的过程中，两者发生竞争性 反应：
Ag量
2) 放射免疫显像和放射免疫治疗 是利用放射性核素标记的McAb具有特异的免疫 反应，可定位到某种肿瘤上，从而可将其作为诊断和 治疗癌症的一种有交方法。 人源化的McAb替代鼠性的McAb；99Tcm、111In替 代131I。使此两项技术得到快速发展。
（3）自放射显影技术 自放射显影技术是从本上个世纪20年代初开始 发展起来的一种测定放射性示踪核素的方法，它利 用放射性物质产生的射线使核乳胶感光，根据其感 光的部位及强度来记录、检查和测量样品中放射性ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ物质的分布和数量。 我国著名科学家钱三强、何泽慧等人就是利用 核乳胶技术发现了重原子核的三分裂与四分裂现象。
（2）加速器生产放射性核素 加速器有回旋加速器、静电加速器、高压加速器、 直线加速器等。用回旋加速器由于能量适中，流量足 够而被常用，加速的粒子轰击靶可引起(p,n)、(p,α)、 (d,n)、(d,2n)、(d,α)、(α,n)、(α,2n)等核反应。 加速器生产放射性核素有以下特点： 核反应的产核和靶核一般是不同的元素，因此可 用化学法分离，从而获得放射性纯度和比活度都很高 的放射性核素； 可生产反应堆不能生产的缺中子放射性核素，其 衰变多为EC或发射正电子，用于医疗诊断；
第二章医用放射性同位素
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.
分离放射性核素的材料和方法
分离放射性核素的材料和方法随着现代科技的不断进步，人们对于能源的需求也越来越高。
核能作为一种清洁、高效的能源形式，备受人们的青睐。
但是，在核能的发展过程中，核废料的处理难题也随之产生。
其中，放射性核素的分离和处理是一个重要的环节。
本文将介绍分离放射性核素的材料和方法。
一、离子交换树脂离子交换树脂是一种可以固定离子的材料，其通过吸附和释放离子的方式，可以实现放射性核素的分离。
离子交换树脂分为阴离子和阳离子交换树脂。
阴离子交换树脂可以吸附带负电荷的核素，如铀、银、钴等；而阳离子交换树脂则可以吸附带正电荷的核素，如锶、铯、钴等。
离子交换树脂的分离效果与其材料、孔径大小、pH值等因素密切相关。
此外，离子交换树脂的再生也是很重要的。
树脂的再生可以通过恢复其原有的化学性质使其恢复吸附能力，避免浪费和环境污染。
二、溶剂萃取法溶剂萃取法是一种通过溶剂对混合物进行分离的方法。
该方法广泛应用于核能开发中放射性核素的含量浓度极低的分离过程。
它通过将放射性核素与特定的溶剂相互作用，使得放射性核素从混合物中分离出来。
溶剂萃取法分为有机相萃取和离子液体萃取两种。
有机相萃取是指使用有机溶剂作为溶剂的分离方法，其优点是操作简单，容易控制；而离子液体萃取是基于离子液体与放射性核素的特殊相互作用，分离效率高，但成本较高。
三、分子印迹技术分子印迹技术是一种生物分离技术，通过模版分子与交联单体共聚合来制备合成材料，以呈现与模板分子相似的结构。
该技术应用于放射性核素的分离可以制备出与放射性核素高度特异的分离材料，并将放射性核素从复杂的混合物中分离出来。
分子印迹材料的制作涉及到单体的选择、交联剂、模板分子等因素，通过不同的设计和特殊的化学反应制备出与特定放射性核素相匹配的印迹材料。
此外，分子印迹材料的再生问题也需要考虑。
四、纳米复合材料纳米复合材料是由多种纳米颗粒组成的复合材料。
纳米粒子的特异性吸附和表面性质能够在分离和富集放射性核素方面发挥重要作用。
放射性药物的分类
放射性药物的分类大家知道放射性药物的分类吗?下面是店铺为你整理的放射性药物的分类的相关内容，希望对你有用!放射性药物的分类按放射性核素的物理半衰期可分为长半衰期药物(一般用于治疗)和短半衰期药物(一般用于诊断);按核素辐射类型可分为单光子、正电子、β粒子等放射性药物;按核素来源可分为加速器药物、核反应堆药物。
最常见的分类方法为按用途进行分类，分为体内用和体外用两类，体内用药又分为诊断或治疗用药物。
在诊断方面，核医学有两种显像技术：一种为单光子发射计算机断层成像术(Single-PhotonEmission Computed Tomography，SPECT)，主要利用可发射γ射线的核素，使用最广泛的为99mTc标记药物;另一种为正电子发射断层成像术(PositronEmission Tomography，PET)，主要利用可发射正电子的核素，18F-FDG(氟标脱氧葡萄糖)为使用最广泛的药物，被誉为“世纪分子”，此外还有15O、13N、11C标记药物。
半衰期：放射性核素的量衰变掉二分之一所需的时间。
放射性活度：处于已知能量状态下的一定量的放射性核素的活度A是一个商值：-dN/dt;dN是在时间间隔dt内，放射性核素由这一能量状态出发，自发转变的数目。
放射性活度的单位为贝克(Bq)，1Bq 相当于每秒1次衰变，即现有一定量的放射性核素每秒衰变掉1个原子核则具有1Bq的活度。
放射性活度的另一个常用单位是居里(Ci)，1Ci=3.7×1010Bq。
核素来源：1、天然放射性核素的提取;2、人工放射性核素的制备：通过反应堆辐照或加速器打靶制备。
放射性药物的发展现状单光子单光子放射性药物发展现状：自1985年以后一批99mT c标记的放射性药物的研制和合成，如99mTc-sestamibi、99mTc-ECD、99mT c-DTPA等已成为心肌灌注显像、脑血流灌注显像和肾动态显像的常用显像剂，此外，99mT c-N(NOEt)2、99mT c-HL91、99mT c-TRADOT-1等一批新型放射性药物也即将应用于临床。
核化学与放射化学智慧树知到答案章节测试2023年南华大学
第一章测试1.最早提出著名的链式反应理论，并于1942年在芝加哥大学领导建立了人类第一座可控核反应堆的人是（）。
A:费米（Fermi）B:哈恩（Hahn）C:麦克米伦（McMillan）D:西博格（Seaborg）答案:A2.最早发现了铀的放射性，从而奠定了原子核物理基础的人是（）。
A:贝可勒尔（Becquerel）B:居里夫人（Marie Curie）C:伦琴(Roentgen)D:卢瑟福(Rutherford)答案:A3.放射化学的基本内容包括（）A:分析放射化学B:基础放射化学C:核化学D:元素放射化学答案:ABCD4.放射化学的发展历程主要包括哪几个阶段（）A:铀核裂变现象的发现B:合成超铀元素和锕系理论的建立C:放射性和放射性元素的发现D:实现人工核反应和发现人工放射性答案:ABCD5.1919年，Rutherford用天然放射源α粒子去轰击氮，将氮转变为氧，首次发现人工放射性。
（）A:对B:错答案:A6.1934年，约里奥-居里（Joliot-Curie）夫妇在研究α粒子对轻核作用时，发现了人工放射性，并第一次用化学方法分离了人工放射性同位素，这也是核反应化学工作的开端。
（）A:错B:对答案:B7.中子活化分析是一种非常重要的放射化学分析方法。
（）A:错B:对答案:B第二章测试1.放射性长期平衡的条件是（）A:母体核素的半衰期比子体半衰期的半衰期短B:母体核素的半衰期不太长，但仍比子体核素的半衰期长C:母体核素的半衰期与子体核素的半衰期相同D:母体核素的半衰期比子体核素的半衰期长很多答案:D2.γ衰变的特点是既不改变原子核的质量数A也不改变原子序数Z,仅仅只是损失结合能。
（）A:错B:对答案:B3.α粒子穿过物质是几乎全部通过与原子壳层电子的静电相互作用损失能量，即α粒子与电子在不断碰撞。
（）A:错B:对答案:B4.关于α衰变的描述，正确的是（）A:α粒子的动能远大于化学键能B:α衰变核素可能发射单一能量的α粒子，也可能发射几种能量不同的α粒子C:α衰变的核素其核子数减少4、核电荷数减少2D:α粒子的能量一般在4-8MeV之间，其可用α能谱仪测定答案:ABCD5.中子不足（即缺中子）的核素可能发生（）A:β-衰变B:轨道电子俘获（EC）C:β+衰变D:α衰变答案:BC6.中子过剩（即富中子）的核素发生（）A:β-衰变B:轨道电子俘获（EC）C:α衰变D:β+衰变答案:A第三章测试1.为了减小和避免玻璃表面对放射性核素的吸附，不可采取的措施（）A:提高溶液的酸度。
放射医学的放射性核素制备
放射医学的放射性核素制备放射医学是利用放射性核素的放射性衰变特性来进行医疗诊断和治疗的一门学科。
放射性核素制备是放射医学中至关重要的一环，合理高效地制备放射性核素对于医学影像学和肿瘤治疗有着重要意义。
一、放射性核素的概念及分类放射性核素是指原子核内包含的中子和质子数目不适当，因此发生自发核衰变以达到稳定状态的核素。
根据放射性衰变类型的不同，放射性核素可分为α衰变、β衰变和γ射线发射等不同类型。
不同类型的放射性核素在医学中有着各自的应用，如碘-131用于甲状腺治疗，氟-18用于PET扫描等。
二、放射性核素的制备方法放射性核素的制备有多种方法，常用的包括离子交换法、核反应法和核裂变法等。
离子交换法是通过将具有一定放射性的盐和离子交换树脂接触，利用树脂对离子的选择性吸附来提纯放射性核素。
核反应法是通过核反应来产生具有放射性的核素，常见的如中子捕获法和质子轰击法等。
核裂变法则是通过将重原子核裂变为两个或更多核块，生成具有放射性的核素。
三、放射性核素的应用放射性核素在医学中有着广泛的应用，其中最为常见的是用于放射性示踪剂的制备。
放射性示踪剂是将放射性核素标记在生物分子上，通过体内显像技术来实现对生物体结构和功能的研究。
此外，放射性核素还可用于放射治疗，通过放射性核素的辐射作用来阻止肿瘤细胞的生长和扩散，实现对肿瘤的精准治疗。
四、放射性核素使用中的安全问题放射性核素的使用需严格遵循国家和国际的相关规定和标准，确保操作环境和操作人员的安全。
在制备、运输、存储和使用过程中，要严格控制放射性核素的释放和辐射剂量，避免对环境和人体造成危害。
此外，对于废弃的放射性核素及其产生的废物要进行妥善处理，确保不对环境和公众造成影响。
总结：放射医学的发展与放射性核素的制备密不可分，放射性核素的准确制备和应用对于医学影像诊断和治疗具有重要意义。
在使用放射性核素时要注重安全，确保医学工作者和患者的身体健康不受损害。
希望随着科技的不断进步，放射医学和放射性核素的应用能够为医学领域带来更多的突破和进展。
放射性药物的制备
放射性药物的制备放射性药物除以放射性核素的无机化合物形式出现外，大多数是以放射性核素与配体结合的形式存在。
因此，放射性药物的制备一般包括3个步骤：生产放射性核素、合成配体、放射性核素与配体的结合（配体的标记）。
一、放射性核素制备放射性药物的放射性核素有两个来源：基本来源与次级来源。
基本来源是利用核反应堆或者加速器直接生产的放射性核素；次级来源是从放射性核素发生器装置间接获取的放射性核素。
（一）基本来源1. 核反应堆生产:利用核反应堆强大的中子流轰击各种靶核，吸收中子后的靶核发生重新排列，变为不稳定的（放射性的）新核素。
这些核反应可分别用符号（n，p）、（n，α）、（n，γ）以及（n，f）表示。
n为中子，p为质子，α为α粒子或氦核，γ为γ射线，而f表示裂变。
对核医学应用来说，（n，γ）和（n，f）反应是核反应堆生产放射性核素最重要的核反应。
表8-1列出核反应堆生产的部分医用放射性核素。
核反应堆生产的放射性核素优点是：能同时辐照多种样品；生产量大；辐照时间操作简单等。
缺点是：多为丰中子核素，通常伴有β-衰变，不利于制备诊断用放射性药物；核反应产物与靶核大多数属同一元素，化学性质相同，难以得到高比活度的产品。
表8-1 核反应堆生产的部分医用放射性核素）核反应放射性核素半衰期（T1/23H 12.3 a 6Li（n，α）3H14C 5730 a 14N（n， p）14C32P 14.3 d 31P（n，γ）32P51Cr 27.7 d 50Cr（n，γ）51Cr89Sr 50.5 d 88Sr（n，γ）89Sr99Mo 2.75 d 98Mo（n，γ）99Mo125I 60.1 d 124Xe（n，γ）125I131I 8.04 d 130Te（n，γ）131I153Sm 4 6.7 h 152Sm（n，γ）153Sm186Re 90.6 h 185Re（n，γ）186Re198Au 2.30 d 197Au（n，γ）198Au 2. 加速器生产:回旋加速器是通过电流和磁场使带电粒子得到加速，以足够的能量克服原子核势垒，引起不同核反应，生成多种放射性核素。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2020/5/11
核技术应用
14
2.2 反应堆生产放射性核素
核反应堆上制备放射性核素的方法主要有两种：
（1）通过反应堆产生的中子流照射靶子物，直 接生产或通过简单处理生产放射性核素，即（n， γ）法； （2）从辐照后的235U等易裂变材料产生的裂变 产物中分离，即（n，f）法。
2020/5/11
核技术应用
除上述原生放射性核素外，自然界中一些放射性核素如3H、 7Be、14C和22Na，它们是宇宙射线与空气中的N、O、Li等作 用在大气层中生成的。
核素 14C 3H 7Be
半衰期 5730a 12.3a 53.28d
表2-1 宇生核素示例
起源
宇宙射线作用，14N（n，p）14C 宇宙射线与N和O相互作用；宇宙线散裂；
2020/5/11
核技术应用
13
核素发生器制备
将反应堆和加速器生产的某些放射性核素制成放射性核素发生器， 可为远离反应堆和加速器的地方提供短寿命放射性核素。
所谓放射性核素发生器就是一种可较长半衰期的母 体核素中不断分离出短半衰期子体核素的一种装置。由于 放射性子体核素伴随母体核素的衰变而不断累积，可每隔 一定时间从母体核素中方便地分离出来并加以收集。
15
2.2.1 中子核反应及其特点
中子不带电，当它与原子核作用时，由于 不存在库仑势垒，因此不同能量的中子均能 引发核反应。
最主要的核反应类型有（n，γ）、（n， p）、（n，α）、（n，f）、（n，2n）， 以及多次中子俘获。
2020/5/11
核技术应用
16
1.（n, γ）反应
（n, γ）是生产放射性核素最重要、最常用的 核反应，利用（n, γ）反应可在反应堆上生产大 多数元素的放射性核素。
共同特点 ✰ 起始都是长寿命元素，寿命大于或接近地球。 ✰ 中间产物都有放射性气体氡。并有放射性淀质生成。 ✰ 最后都生成稳定的核数。
2020/5/11
核技术应用
6
1. 钍系—4n系 • 4n表示系中各核素的质量数为4的倍数
• 其起始元素是 23920T通h 过一系列α衰变最后生成208Pb(稳定)
目前放射性核素生产最主要的方式之一
加速器生产
生产能力低，但品种多、所生产的核素多 为无载体、比活度高。
本章中将主要介绍人工放射性核素的制备方法。
2020/5/11
核技术应用
3
2.1 放射性核素的来源
天然放射性核素
分
从自然界存在的矿石中提取
类
人工放射性核素
通过人工干预的核反应制备
核反应堆生产、加速器生产和核素发生器
2020/5/11
核技术应用
4
2.1.1 天然放射性核素
天然放射性核素
原生放射性核素
宇生放射性核素
原始存在于自然界中
宇宙射线与大气和地表中的 物质相互作用生成
2020/5/11
核技术应用
5
原生放射性核素
由三个天然放射性衰变系组成，即钍系(232Th或4n系)，铀 系（238U系或4n+2系），锕系（235U系或4n+3系)
目前，已发现的放射性核素有 2000多种，其中人工放射性核素就 超过1600种。
2020/5/11
核技术应用
10
分类
人工放射性核素主要是通过中子和带电粒子如质子、氘核等轰击天然稳 定核素或235U等易裂变材料使其产生核反应来制备的。
入 中子核反应
射 粒
带电粒子核反应
子
的 光核反应
种
类 重粒子核反应
4. 镎系—4n+1系 • 表示衰变系中各核素的质量数为4的倍数+1 • 其起始元素是237Np通过一系列α衰变最后生成209Bi(稳定) • 此系非天然放射性，在40年代，已通过各种核反应方法合成了这一放 射系的所有成员。其衰变子体中无放射性气体氡（Rn）
2020/5/11
核技术应用
8
宇生放射性核素
入 低能核反应（E<50MeV）
射 粒
中能核反应
子 （50MeV<E<1000MeV）
的
能 量
高能核反应 （E>1000MeV）
2020/5/11
核技术应用
11
反应堆制备
作为人工放射性核素生产的重要设施之一，反应 堆可提供不同能谱的中子和较大的辐照空间，具有 可同时辐照多种样品、辐照的样品量大、靶子制备 容易、辐照操作简便、成本低廉等优点。此外，从 反应堆运行过程中核燃料因发生裂变核反应生成的 产物中也可提取大量的放射性核素。
2020/5/11
核技术应用
核反应堆生产放射性核素已成为放射性核素的主要来源。
2020/5/11
核技术应用
12
加速器制备
用加速带电粒子轰击各种靶子物，能引起不同 的核反应，生成多种反应堆所不能提供的放射性 核素如18F、201Tl等。这也是人工放射性核素最重 要的来源之一。加速器能生产的放射性核素品种 较多，约占目前已知放射性核素总数的60%以上， 但它的产量远比反应堆生产的小。
6Li（n，p）3H 宇宙射线与N和O相互作用
天然活度 ～15Bq·g-1 ～1.2×10-3Bq·kg-1 ～0.01Bq·kg-1
2020/5/11
核技术应用
9
2.1.2 人工放射性核素
1934年，法国科学家约里奥·居 里夫妇用α粒子轰击铝发生核反应 获得了第一个人工放射性核素。之 后，人们通过反应堆、加速器等制 备了大量的各种人工放射性核素。
2. 铀系—4n+2系 • 表示系中各核素的质量数为4的倍数+2
• 其起始元素是 29328U通过一系列α衰变最后生成206Pb(稳定)
2020/5/11
核技术应用
7
3. 锕系—4n+3系 • 表示衰变系中各核素的质量数为4的倍数+3 • 其起始元素是235U通过一系列α衰变最后生成207Pb(稳定)
① 通过（n, γ）反应直接生成所需要的放射性核素
例如59Co（n, γ）60Co、191Ir（n, γ）192Ir、31P（n, γ）32P等。由于（n, γ）反应直接生成的放射性核素均为靶元素的同位素，不能通过化学方 法将目标核素与其靶子元素进行分离，因此，所制备的放射性核素一般 都是有载体的。
第二章 放射性核素的制备
主要内容
➢放射性核素的来源 ➢反应堆生产放射性核素 ➢加速器生产放射性核素 ➢放射性核素发生器
2020/5/11
核技术应用
2
引言
核技术应用的基础是射线与物质的相互作用，这些射线可由反应堆、 加速器直接提供，也可由放射性同位素衰变获得。
反应堆制备
产量大、品种数量多、生产成本相对低