放射性化学与核化学PPT
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：
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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。
《原子核和放射性》课件
放射性治疗
利用放射性核素释放的 射线对肿瘤进行照射， 杀死癌细胞或抑制其生 长。
放射性药物
利用放射性核素标记的 药物，如碘-131治疗甲 状腺疾病，以及正电子 发射断层扫描（PET） 药物用于诊断肿瘤等疾 病。
工农业应用
放射性测井
01
利用放射性核素标记的示踪剂检测石油和天然气储层，提高油
气勘探的效率和准确性。
核物理实验
利用放射性核素产生的射线进行核反应研究，探索原子核的结构 和性质，推动核物理学的发展。
地质年代学
利用放射性核素的衰变规律测定岩石和矿物的年龄，研究地球的 形成和演化历史。
05
CATALOGUE
放射性的防护与安全
放射性防护的原则与措施
放射性防护原则
采取一切合理措施，保护工作人员和 公众免受放射性危害，并尽可能减少 放射性照射。
放射性
某些不稳定原子核会自发地释放出射 线，这种现象称为放射性。
半衰期
放射性同位素的应用
在医学、工业、科研等领域有广泛应 用，如放射性治疗、工业探伤、放射 性示踪等。
放射性衰变过程中，一半原子核发生 衰变所需要的时间。
02
CATALOGUE
放射性及其来源
放射性的定义
放射性
是指物质能够自发地放出 射线，并从原子核内部释 放出能量。
遵循国家和地方政府的放射性安全标准和 法规，确保放射性设施建设和运行符合相 关要求。
按照国家规定申请和办理放射性工作许可 证，确保合法合规开展放射性工作。
监测与记录
应急预案
定期对工作场所和设备进行放射性监测， 并做好监测数据的记录和分析，及时发现 和解决潜在问题。
制定和实施放射性事故应急预案，确保在 发生事故时能够迅速、有效地应对，减轻 事故后果。
人教版《放射性元素的衰变》ppt.教学课件
三、放射性同位素的应用与安全
1．放射性同位素：很多元素都存在一些具有_放__射_性__的同位素，
考点五 实验：验证动量守恒定律
它们被称为放射性同位素。 施教之功，贵在引导，重在转化，妙在开窍。因此，我在教法上采用启发式探究性学习、自主学习探究法、直观教学法、对比实验探究法、归纳法、观察法，来培养学生的自学能
()
(2)对放射性元素加热时，其半衰期缩短。
(√ )
(3)衰变和原子核的人工转变均满足质量数守恒和电荷数守×恒。
(√ )
(4)在用到射线时，利用人工放射性同位素和天然放射性物质都 ×
可以。
()
2．(多选)原子核23982U 经放射性衰变①变为原子核23940Th，继而经 放射性衰变②变为原子核23941Pa，再经放射性衰变③变为原子核23942U。
2．核反应 (1)人工核转变： 147N＋42He→178O＋11H。 (2)定义：原子核在其他粒子的轰击下产生_新__原__子__核_的过程。 (3)特点：在核反应中，质__量__数__守恒、_电__荷__数_守恒。
说明：半衰期是大量原子核衰变的统计规律，只对大量原子核 有意义，对少数原子核没有意义。
(2)由于每发生一次 α 衰变质子数和中子数均减少 2，每发生一 次 β 衰变中子数减少 1，而质子数增加 1，故20862Pb 较23982U 质子数少 10，中子数少 22。
(3)衰变方程为23982U→20862Pb＋842He＋6－01e。 [答案] (1)8 次 α 衰变和 6 次 β 衰变 (2)10 22 (3)23982U→20862Pb＋842He＋6－01e
做为正常眼，5厘米的凸透镜做为近视眼。先使蜡烛通过10厘米的凸透镜呈一个倒立缩小的实像在光屏上，保持光屏、蜡烛凸透镜的位置不变，把10厘米的凸透镜换成5厘米的凸透
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。
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§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。
放射卫生监督之化学基础知识优秀课件
放射化学(Radiochemistry)
Radiochemistry is the branch of chemistry dealing with radioactive phenomena.
(From Webster’s New World Dictionary, Third College Edition, p1108)
放放射射性性示示踪踪剂剂在在医医学学中中的的应应用用
放射性示踪剂以某种化合物的形式给药。诊断是根据这些 放射性化合物进入人体特定部位并在那些部位浓集的能力。
辐射源
131I 59Fe 32P 99Tc 23Na
半衰期
8.1 d 45.1 d 14.3 d 6.0 h 14.8 h
检查部位
甲状腺 红血细胞 眼, 肝, 瘤 心脏, 骨,肝,肺 循环系统
The Father of Nuclear Medicine
（3）近代阶段
背景回顾
这是美国对日本投掷的两颗原子弹
全世界第一次知道了什么是原子弹！
原子弹爆炸
• 1949-9-22 原苏联第一颗原子弹
• 1952-1-3 英国第一颗原子弹
• 1952-10-31 美国第一颗氢弹
• 1953-8
原苏联第一颗氢弹
1.1 放射化学发展简史
（1）初期阶段（1896 - 1931）－ 天然核辐射现象的发现 （2）发展阶段（1932 - 1942）－ 由原子反应堆实现重核裂变 （3）近代阶段（1943 - 1969）－ 核反应堆技术应用于核武器 （4）现代阶段（1970 - 至今）－ 能源的和平利用
（1）初期阶段
（2）发展阶段
（2）发展阶段
人工反应与人工放射性元素的发现
放射核化学
每一种基本粒子都有确定的质量、电荷、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。
(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 e＋00ν 0 1 －1 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 e＋00ν 82 83 －1 (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。
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。
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。
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 -。
《放射化学基础》课件
功率源、材料性能检测、无损检测等。
3
放射性同位素在环境监测中的应
用
介绍放射性同位素在污染检测和环境监 测中的应用，如水、空气、土壤等。
放射化学的未来
放射化学的研究进展
概述放射化学的新进展和未来的 研究方向。
放射化学的新应用场景
展示放射化学在新领域的应用， 如旅行医学和个性化医疗等。
未来放射化学的发展方向
详细说明测定放射性同位素的 方法，包括液体闪烁计数器、γ 辐射谱仪、α粒子计数器等。
放射化学分析的应用
介绍放射化学分析在不同领域 中的应用，如环境、医学、工 业等。
放射化学的应用
1
放射性同位素在医学中的应用
介绍放射治疗、核医学影像、核素治疗
放射性同位素在工业中的应用
2
等医学应用。
详细说明工业中的同位素应用，如激光
放射性同位素的测定和应用
介绍放射性同位素的测定方法及 其在生命科学、地球科学和考古 学等领域的应用。
放射性同位素的特性
放射性同位素的放射性衰变 放射性同位素的能量释放 放射性同位素的放射线
- α、β、γ衰变及其他衰变方式 - 核反应中的能量释放 - γ射线、X射线、α/β粒子等
放射化学的危害
放射性物质的剂量单位
根据应用需求和技术进步，预测 放射化学未来的发展方向。
放射化学基础
这是一门揭示放射性物质的性质和应用的学科。本课程介绍了放射化学的基 础知识，以及其在医学、工业和环境监测等领域的应用。听众将从这些内容 中找到有趣和有用的信息。
放射化学是什么？
放射性同位素的半衰期
学习什么是放射性同位素，以及 它们的半衰期和衰变系列。
放射性核反应的基本过程
了解放射性核反应的基本过程、 核裂变和核聚变的区别。
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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(3He ×T)+ T+ + 3He+ (3He ×H)+ 3He+ H+
HT
12.5 γ跃迁化学
• 同质异能转变可以有三种形式： • l. 放出光子； • 2. 放出内转换电子； • 3. 形成电子偶。其中前二种形式是主要的。
分子爆炸 • 空穴串级过程的时间在l0-16l0-15s，比分子振动的 时间标度（l0-14l0-12s）要短得多，积聚的正电荷 通过分子内部电荷再分布。分子内部的正电荷之 间的强烈的库仑斥力导致分子爆炸（molecular explosion）。分子爆炸又称为库仑爆炸（Coulomb explosion）。 • 同质异能跃迁的内转换系数大小对化学效应的影 响很大； 引起化学键断裂的主要因素是内转换系 数，而不是反冲能的大小。
12.3 α 衰变化学
• α 衰变反冲能的计算
2 p 2 M E M p E R E 2M 2M 2M M 2 R
,
M —— 粒子的质量质量。
放射性衰变放出的a粒子的能量在1.83 MeV （144Nd ）和 11.7 MeV （212mPo）之间，a衰变的子体具有很高的反冲能， 一般都在0.1 MeV数量级，远远大于化学键能，因此必然使 化学键断裂。
2 2 4 E c 2 pe me c E e me c 2
2 E 2 e pe 2 2 E e me c
• 上式中E为电子的总能（=动能+静质量能），me、pe和Ee 分别为电子的静质量、动量和动能。考虑相对论效应后， 引入对反冲能的修正项 。当发射单能电子时，根据式 （12-4）式可以导得： 2
12.6 热原子化学的应用
• 12.6.1 氟的反冲化学 • 研究氟的反冲化学一般均利用l8F （T1/2=109.7 min）, 无载体的18F可用18O(p, n)18F、16O(α, d)18F和16O(t,n)18F等反应大量 生产。通过19F(n, 2n)18F和19F(γ,n)18F反应制 备的18F是有载体的。 • 通过氟的反冲化学的研究可以获得氟化物 特别是有机氟化物化学的反应机制方面的 知识。
Ee me ER Ee 2 M 2 Mc
当Ee用MeV为单位， me和M用原子质量单位时，可得：
Ee2 Ee E R 536 548 M M
上述可用于计算b衰变过程的最大反冲能量，也适用于计算 发射内转换电子的反冲能。
• 例如, l4C衰变放射的粒子的最大能量为 0.156MeV, 其最大反冲能为： • ER,max = 536 x 0.1562/14 + 5480.156/14 = 7.04 eV
表12-14
18F的各种初级反应的反应产物
反应方式 氢提取反应 氟提取反应 氢置换反应 氟置换反应 CH3置换反应 CF3置换反应
反应产物及其相对产额 H18F（51%） FI8F（5.4%） CF2.CH218F（8.2%） CF218FCH3（3.6%） CF318F（5.8%） CH3I8F（8.2%）
12.6.2 新化合物的制备
•
在衰变中，子体原子的化合价增加１
Z
X Z 1Y
n
b
( n 1)
当放射性原子是分子的一部分且b衰变后没有因反冲而 与分子的其余部分分离开时，b衰变引起的核电荷数改 变导致形成相邻元素的类似化合物。用这种方法曾制得 一些无载体的原先未知的化合物。
• 例子：
若E的单位采用MeV，M 采用原子质量单位, 则生成核R的 反冲能量为：
ER = 536E2/M (eV)
• 例题 • 在127I（n,γ）128I核反应中，放出的光子能量为４ MeV，则生成核128I的反冲能量为多少？ • 解：ER = 536Eγ2/M • ER = 536 x16/128 = 67 eV
• 二苯锝，它在芳烃配合物系列中的存在过去是有疑问的， 因为相应的铼配合物Re(C6H6)2是稳定的，而锰配合物是 不稳定的。为了考察锝配合物的稳定性，先制备二苯钼99Mo，期望经过衰变会生成相应的锝化合物。
• 综上所述, 不同的核反应过程, 引起化学键断裂的因素 是不同的。 对于(γ ,n)反应反冲能量比化学键能高几个 数量级, 它必然是断键的主要原因。同质异能跃迁和电子 俘获的反冲能量小, 一般不足以破坏化学键, 而Auger效 应的空穴串级则是断键的主要原因。衰变引起化学效应的 因素比较复杂, 其断键的主要原因有衰变子体核的反冲, 电子震脱, 以及原子的激发和内转换引起的Auger效应等 因素。对于最常见的(n,γ )反应来说, 反应中放出光子 获得的反冲能量是断键的主要原因。
12.2 （n,γ ）反应的化学效应
• 反冲能ER可通过下式计算：
p 1 p 2 E R MV 2 2M 2M
ER——反冲能; M——反冲核的质量； V——反冲核的速度； pR——反冲核的动量； p——出射粒子的动量。
2 R
2
• (n,γ)反应的反冲原子的能量计算：
ER p2 2M E2 2Mc2
轻核（如12B，8Li）放出的b粒子能量很高, ER,max可高达数 keV。中重核的发射的b粒子的最大能量约为l-2MeV, ER,max值为101-102 eV，高于化学键能。平均反冲能约为最 大反冲能的一半。
T2、HT的β-衰变产物分布
衰 变 物 T2 产 物 产 额（%） 94.5 ± 0.6 5.5 ± 0.6 89.55 ± 1.1 8.2 ± 1.0 2.3 ± 0.4
• 例题 • 222Rn经衰变成218Po，发射的粒子的能量E= 5.489 MeV（99.9%），218Po得到的反冲能量为 多少？ • 解：
4 ER 5.489 MeV 0.101MeV 218
12.4 β衰变化学
• β衰变时产物核获得的反冲能量与其质量、衰变能Q及其 在β粒子和中微间的分配方式、以及它们的出射方向间的 夹角等有关。当放出的β粒子的动能等于该组β射线的最 大能量Emax时，中微子的动能等于0。对于高速度运动的 电子，在计算其动量时要考虑相对论效应，