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？P1 1.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)？P2-51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X中每个字母所代表的含义？6.简述A mZ 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。

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：核的表面中子比质子要多，或者说，原子核仿佛有一层“中子皮”8.若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、原子质量及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：1A2Z (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1/121u 相当于能量：931.4940Mev12. 16O 、1H 的原子质量为15.994920u ，1.007825u,m e =0.54858u ，m n =1.008665u ，若忽略结合能，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+8×1.008665-15.994920 =0.137（u ）13. 通过下图获得哪三点结论？16①在A ≈50~60附近，ε最大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. 按照粒子物理学的基本模型，基本粒子包括哪些？其中哪几个是物质粒子？ 基本粒子：轻子、夸克和规范波色子其中包含的物质粒子是：轻子和夸克15. 夸克是基本粒子，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分离而出，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基本相互作用的媒介子种类及相对强度大小顺序？3217. 简述核力的三个基本性质？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内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--−−−−→−−−−→反应，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母体半衰期T1=12.79d 子体半衰期T2=1.676d根据λλ0.693ln 21/2==T 则 λ1=0.0542d -1 λ2=0.413d -1又有T 1＞T 2，λ1＜λ2，则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 =则母子体活度之比为()()()[]t--1221212e -1-12λλλλλ=A A 求得()()0.5892212=A A 当t=20d 时 ，t ＞(7~10)2121T -T T T ，此时已达暂时平衡则有()() 1.151-202012212==λλλA A子体达到极大值的时间 5.65d ln -1t 1212m ==λλλλ21. 据,27.2,64.09090a h Sr Y ββ--−−−−→−−−−→反应，计算30天后母子体活度之比值及原子数量之比值？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则有A 2（t ）=A 1（1）()()122112t t T T N N ==λλ 则母子体活度之比为()()1303012=A A 母子体原子数量之比值()()4-12102.693030⨯=N N 22. 写出210206Po Pb 衰变为的核反应方程式及能产生此α衰变的条件？若衰变能为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若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应通式、实质过程式、衰变能的计算公式及发生此衰变必需的条件？43-45 β衰变包括β-衰变 β+衰变 轨道电子俘获1、β-衰变 ---1βνβQ Y X AZ A Z+++→+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？ 45 1、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？48 γ射线与X 射线本质上相同，都是电磁波γ射线是来自核内，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内层空穴跃迁时发射的26. 简述族放射性及发射的粒子种类？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服原子核的束缚，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服原子核的束缚，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 ？？？30.计算4MeV 的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*0.3180.318ER 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 i eff A n ∑==1A 求得216*3/11*3/2A =+=eff2.544*12*10*3.2R A 10*3.2R4-0eff4-==ρ=0.00163cm31.计算1MeV 的β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 iM aMa 1,1,eff A,M 求得2,16*3/11*3/216*3/11*3/2⎪⎭⎫ ⎝⎛++=effA M = 9()()()cm R 269.00.409*6.6/913/27max,==水β32.简述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、光核反应 33.简述光电效应的过程及发生的条件，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）。