大学放射化学经典课件第一章——核科学起源
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核化学与放射化学PPT课件
18
3. γ衰变
γ衰变是指从原子核内部放出的一种电磁 辐射，它一般是伴随着α或β衰变产生的.原
子核通过γ衰变从能量较高的激发状态跃迁到 较低能量状态(基态).
19
4.电子俘获衰变（EC）
原子核从核外电子壳层中俘获电子而发 生的放射性衰变叫电子俘获衰变.
母体通过从核外俘获电子而使核内的一 个质子转变为中子和中微子.
常用的有机沉淀剂：甲基紫、次甲基蓝、罗丹明B等，
如：在氯化物溶液中，In3+以InCl4-配阴离子存在，次甲基蓝可使
In3+共沉淀ຫໍສະໝຸດ 40溶剂萃取法 （1）概述
溶剂萃取法又叫液-液萃取法，利用化合物在两种互不相溶 （或微溶）的溶剂中溶解度或分配系数的不同，使化合物从 一种溶剂内转移到另外一种溶剂中，将绝大部分的化合物提 取出来。 放射性核素分离的常用的方法之一（ TBP 磷酸三丁酯萃取铀） 优点：方法简便，分离速度快，适用于短寿命放射性
10
放射性活度及其单位
定义：
放射性样品 单位时间内发生衰变的原子核数。以 A表示。
A dN dt
单位：贝可勒尔（Bq）：1Bq=每秒1次核衰变 居里（Ci）: 1Ci=3.7×1010次衰变/s
放射性活度是指单位时间发生衰变的原子核数目，而 不是放射源发出的粒子数目。
11
放射性平衡
在递次衰变中，如果母体的半衰期比任何一代 子体都长，从纯母体出发，经过足够长(5～10倍于 最长子体半衰期)时间以后，母体的原子数(或放射 性活度)与子体的原子数(或放射性活度)之比不随时 间变化，称在该母子体之间达到了放射性平衡，又 称久期平衡。
子(实际为氦原子核)而转变为另一个新的子 体核素(Y):
17
2. β衰变
3. γ衰变
γ衰变是指从原子核内部放出的一种电磁 辐射，它一般是伴随着α或β衰变产生的.原
子核通过γ衰变从能量较高的激发状态跃迁到 较低能量状态(基态).
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4.电子俘获衰变（EC）
原子核从核外电子壳层中俘获电子而发 生的放射性衰变叫电子俘获衰变.
母体通过从核外俘获电子而使核内的一 个质子转变为中子和中微子.
常用的有机沉淀剂：甲基紫、次甲基蓝、罗丹明B等，
如：在氯化物溶液中，In3+以InCl4-配阴离子存在，次甲基蓝可使
In3+共沉淀ຫໍສະໝຸດ 40溶剂萃取法 （1）概述
溶剂萃取法又叫液-液萃取法，利用化合物在两种互不相溶 （或微溶）的溶剂中溶解度或分配系数的不同，使化合物从 一种溶剂内转移到另外一种溶剂中，将绝大部分的化合物提 取出来。 放射性核素分离的常用的方法之一（ TBP 磷酸三丁酯萃取铀） 优点：方法简便，分离速度快，适用于短寿命放射性
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放射性活度及其单位
定义：
放射性样品 单位时间内发生衰变的原子核数。以 A表示。
A dN dt
单位：贝可勒尔（Bq）：1Bq=每秒1次核衰变 居里（Ci）: 1Ci=3.7×1010次衰变/s
放射性活度是指单位时间发生衰变的原子核数目，而 不是放射源发出的粒子数目。
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放射性平衡
在递次衰变中，如果母体的半衰期比任何一代 子体都长，从纯母体出发，经过足够长(5～10倍于 最长子体半衰期)时间以后，母体的原子数(或放射 性活度)与子体的原子数(或放射性活度)之比不随时 间变化，称在该母子体之间达到了放射性平衡，又 称久期平衡。
子(实际为氦原子核)而转变为另一个新的子 体核素(Y):
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2. β衰变
核医学课件：第一章 核物理
稳定性核素
稳定性核素 中子与质子比例适当
放射性核素 自发地发出某种射线而转 变为另一种核素
核衰变
放射性核素自发地释放出一种或一 种以上的射线并转变成另外一种核 素的过程。其类型与方式取决于原 子核内的固有特征，与外界无关
α衰变
核子总数过多 （原子序数＞82）
位移规律 AZX
A-4Z-2Y+42He+Q
A = Ao e –λt 当：t=0时
A = Ao e –0.693 预先算出：t/T1/2 查表得到e –λt 值*Ao
贝可与居里的关系 比放射性活度 比放射性浓度
射线与物质的相互作用
带电粒子与物质的相互作用
1. 电离 2. 激发 3. 轫致辐射 4. 散射 5. 湮没辐射 6. 吸收作用
光子与物质的相互作用
1. 光电效应 2. 康普顿-吴有训效应 3. 电子对生成
表示某种放射性核素的一个核在 单位时间内自发衰变的比率，反映 核衰变的速度，与半衰期成反比
T=0.693/λ
放射性活度
放射性活度（A）：一定量的放射性核 素在单位时间内发生的核衰变次数，反 映核衰变率
A=dN/dt 单位：贝可 （Bq) 居里（Ci） 比放射性活度（简称比活度）:单位质量 (容积)放射性制剂中的放射性活度 单位： Bq/mg Bq/mL
22688Ra
22286Rn
eV （能量单位） α射线特点：
KeV MeV
β- 衰 变
富中子核素，中子数过多， 转换为质子
位移规律: AZX 3215P
β射线特点：
AZ+1Y+ β-+Q+υ 3216S
β+ 衰 变
贫中子核素内质子转换为中子
放射性化学与核化学PPT
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
Xn
b Z
Y(n1)
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。
12.2 （n,γ）反应的化学效应
• 反冲能ER可通过下式计算：
ER
1 MV 2 2
pR2 2M
p2 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。
• (n,γ)反应的反冲原子的能量计算：
ER
p2 2M
E2 2Mc 2
若E的单位采用MeV，M 采用原子质量单位, 则生成核R
• 例子： • 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。
99
Mo(6
C6H6
)2
b 99 Tc(6
C6 H 6
)
2
二苯锝阳离子可以分离出来，收率达到8090%。
p2 2M
2M E 2M
M M
E
,
M —— 粒子的质量；
E —— 粒子的能量；
M —— 反冲核的质量。
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。
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
Xn
b Z
Y(n1)
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。
12.2 （n,γ）反应的化学效应
• 反冲能ER可通过下式计算：
ER
1 MV 2 2
pR2 2M
p2 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。
• (n,γ)反应的反冲原子的能量计算：
ER
p2 2M
E2 2Mc 2
若E的单位采用MeV，M 采用原子质量单位, 则生成核R
• 例子： • 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。
99
Mo(6
C6H6
)2
b 99 Tc(6
C6 H 6
)
2
二苯锝阳离子可以分离出来，收率达到8090%。
p2 2M
2M E 2M
M M
E
,
M —— 粒子的质量；
E —— 粒子的能量；
M —— 反冲核的质量。
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。
放射化学ppt课件
放射免疫治疗
利用放射性核素标记的抗体与 肿瘤细胞结合，通过释放射线 杀伤肿瘤细胞。
放射性粒子植入治疗
将放射性粒子植入肿瘤组织中 ，通过释放射线杀伤肿瘤细胞
。
05
放射化学的未来展望
新型放射性核素的研究与应用
总结词
随着科技的发展，新型放射性核素的研究与应用成为放射化学领域的重要发展方 向。
详细描述
科学家们正在研究新型放射性核素，这些核素具有独特的物理和化学性质，能够 用于医疗、能源、环保等领域。例如，一些新型放射性核素可以用于肿瘤的诊断 和治疗，具有更高的疗效和更低的副作用。
放射化学的发展历程
早期研究
放射化学的早期研究主要集中在 天然放射性物质的发现和性质研
究。
二战推动
第二次世界大战期间，放射化学在 核武器和核能的研究与应用方面发 挥了关键作用。
现代发展
随着科技的发展，放射化学在医学 、能源和环境科学等领域的应用越 来越广泛，推动了该领域的持续发 展。
02
放射性核素与辐射
放射化学在环境保护和能源领域的应用
总结词
放射化学在环境保护和能源领域的应用具有广阔的前景。
详细描述
利用放射性物质的特性，可以开发出高效的环境污染治理技术和能源利用技术。例如，利用放射性物 质的辐射特性，可以开发出新型的污水处理技术和固体废物处理技术；利用放射性核素的能量特性， 可以开发出高效、安全、环保的核能发电技术。
辐射防护的基本原则是采取适当 的措施，尽可能地减少或避免辐 射对人类和环境的危害。具体措 施包括控制辐射源、屏蔽防护、
个人防护等。
辐射防护标准
根据不同的应用领域和实际情况 ，制定相应的辐射防护标准。这 些标准规定了可接受的辐射剂量 上限和防护要求，以确保人员的
核与放射知识介绍ppt课件
射性同位素衰变的快慢，通常用“半衰期”来表
示。半衰期（half-life）即一定数量放射性同位素原子数目减少到其初始 值一半时 所需要的时间。
电离辐射
电离辐射是指波长短、频率高、能量高的射线。电离辐射可以从原子、分子
或其他束缚状态放出（ionize）一个或几个电子的过程。电离辐射是一切能引起 物质电离的辐射总称，其种类很多，高速带电粒子有α粒子、β粒子、质子，不 带电粒子有中子以及X射线、γ射线。 α射线是一种带电粒子流，由于带电，它所到之处很容易引起电离。α射线 有很强的电离本领，这种性质既可利用。也带来一定破坏处，对人体内组织破坏 能力较大。由于其质量较大，穿透能力差，在空气中的射程只有几厘米，只要一
张纸或健康的皮肤就能挡住。
β射线也是一种高速带电粒子，其电离本领比α射线小得多，但穿透本领比 α射线大，但与X、γ射线比β射线的射程短，很容易被铝箔、有机玻璃等材料 吸收。 X射线和γ射线的性质大致相同，是不带电波长短的电磁波，因此把他们统 称为光子。两者的穿透力极强，要特别注意意外照射防护。
射线
射线是指具有特定能量的粒子或光子束流。由各种放射性核素发射出的、具 有特定能量的粒子或光子束流。反应堆工程中常见的有的射线、射射线、γ射线 和中子射线。各种射线，由于电离密度不同，生物效应是不同的，所引起的变异 率也有差别。为了获得较高的有利突变，必须选择适当的射线，但由于射线来源、 设备条件和安全等因素，目前最常用的是γ射线和x射线。 γ射线是原子衰变裂解时放出的射线之一。此种电磁波波长很短，穿透力很 强，又携带高能量，容易造成生物体细胞内的DNA断裂进而引起细胞突变、造血 功能缺失、癌症等疾病。但是它可以杀死细胞，因此也可以作杀死癌细胞，以作 医疗之用。 x射线波长介于紫外线和γ射线间的电磁辐射， 是由x光机产生的高能电磁波。波长比γ射线长， 射程略近，穿透力不及γ射线。有危险，应屏蔽。
示。半衰期（half-life）即一定数量放射性同位素原子数目减少到其初始 值一半时 所需要的时间。
电离辐射
电离辐射是指波长短、频率高、能量高的射线。电离辐射可以从原子、分子
或其他束缚状态放出（ionize）一个或几个电子的过程。电离辐射是一切能引起 物质电离的辐射总称，其种类很多，高速带电粒子有α粒子、β粒子、质子，不 带电粒子有中子以及X射线、γ射线。 α射线是一种带电粒子流，由于带电，它所到之处很容易引起电离。α射线 有很强的电离本领，这种性质既可利用。也带来一定破坏处，对人体内组织破坏 能力较大。由于其质量较大，穿透能力差，在空气中的射程只有几厘米，只要一
张纸或健康的皮肤就能挡住。
β射线也是一种高速带电粒子，其电离本领比α射线小得多，但穿透本领比 α射线大，但与X、γ射线比β射线的射程短，很容易被铝箔、有机玻璃等材料 吸收。 X射线和γ射线的性质大致相同，是不带电波长短的电磁波，因此把他们统 称为光子。两者的穿透力极强，要特别注意意外照射防护。
射线
射线是指具有特定能量的粒子或光子束流。由各种放射性核素发射出的、具 有特定能量的粒子或光子束流。反应堆工程中常见的有的射线、射射线、γ射线 和中子射线。各种射线，由于电离密度不同，生物效应是不同的，所引起的变异 率也有差别。为了获得较高的有利突变，必须选择适当的射线，但由于射线来源、 设备条件和安全等因素，目前最常用的是γ射线和x射线。 γ射线是原子衰变裂解时放出的射线之一。此种电磁波波长很短，穿透力很 强，又携带高能量，容易造成生物体细胞内的DNA断裂进而引起细胞突变、造血 功能缺失、癌症等疾病。但是它可以杀死细胞，因此也可以作杀死癌细胞，以作 医疗之用。 x射线波长介于紫外线和γ射线间的电磁辐射， 是由x光机产生的高能电磁波。波长比γ射线长， 射程略近，穿透力不及γ射线。有危险，应屏蔽。
(1)重要发现+(PPTminimizer)
§1.2 放射性的发现
在我认识的所有著名人物里面,居 里夫人是唯一不为盛名所颠倒的人. —— 爱因斯坦
§1.2 放射性的发现
—— 放射性现象让人着迷,科学家定要追根究底
元素放出的射线究竟是什么?
卢瑟福,贝克勒尔,居里夫妇等科学家 共同努力,相互交流, 终于发现α,β,γ三种射线: 1898年发现:
J. Chadwick,英国物 理学家(18911974),1935年因发 现了中子获得诺贝尔 奖.中子的发现被认 为是原子核物理的诞 生.
§1.4 中子的发现
查德维克1935年获诺贝尔奖.
1932年发现中子是划时代的大事: 一是据此提出原子核是由质子和中子组成; 二是找到了核能实际应用的途径.
(用中子作为炮弹轰击原子核,比α粒子有大得多 的威力.) 中子的发现打开了原子核物理的大门!
实验发现: 万分之一α粒子 拐弯反弹
§1.3 原子有核模型的发现
H
O
U
发挥无限想象,提出原子内部有硬核 严格模型计算,理论完全符合实验结果 卢瑟福提出原子有核模型(行星模型)
§1.3 原子有核模型的发现
卢瑟福行星模型的困难:原子不稳定
尼尔斯.玻尔做了量子假说的完善: 1,核外电子轨道分立(量子化能级); 2,电子在分立轨道间跃迁将吸收或放出光子 德布罗依革命性的假设: 电子的波粒二重性 λ= h/p
第一章 核科学序幕的重大发现
发现的最大困难,在于摆脱一些传 统的观念. ——贝尔纳(英) 从来如此,便对麽? ——鲁迅:狂人日记
§1.1 重要关联发现
一,伦琴(X)射线的发现
伦琴,德国人,18451923, 1901年因发现 X射线获第一届诺贝 尔物理奖
1895年11月8日,伦琴研究阴极射线时发现; 1895年12月28日,伦琴宣读论文"论新的射线"公布
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。
2020/11/11
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。
放射化学基础第章课件
放射化学基础第章
（1）初期阶段 1913年，索迪(Soddy)提出 了同位素 (isotope)的概念
放射化学基础第章
（2）发展阶段
• 1932年，J.Chadwick 发现中子 • 1934年，I.Curie 和 F. Curie 首次获得了人工放射性核素 • 1939年，O.Hahn 发现原子核裂变现象 • 1942年，E.Fermi设计出第一座核反应堆
（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
放射化学基础第章
（1）初期阶段
放射性和s discovery of x-rays
1895 年 末 德 国 物 理 学 家 W. Roentgen 用 Crookes管研究高压放电现象时注意到, 当阴极 电子束流轰击玻璃管壁时, 观察到了荧光现象。
• 1952-10-31 美国第一颗氢弹
• 1953-8
原苏联第一颗氢弹
• 1960-2-13 法国第一颗原子弹
放射化学基础第章
（1）初期阶段
W. Roentgen's discovery of x-rays
In 1895, W. Roentgen 在他的实验室首先发 现了X射线。
W. Roentgen Nobel Prize
His discovery of the remarkable rays subsequently named after him
1939年，德国科学家奥托·哈恩和他的助手在法 国科学家约里奥－居里夫妇的实验基础上，发 现了核裂变现象。研究发现，当中子撞击铀原 子核时，一个铀核吸收了一个中子可以分裂成 两个较轻的原子核，在这个过程中质量发生亏 损，因而放出很大的能量，并产生两个或三个 新的中子。这就是举世闻名的核裂变反应。
（1）初期阶段 1913年，索迪(Soddy)提出 了同位素 (isotope)的概念
放射化学基础第章
（2）发展阶段
• 1932年，J.Chadwick 发现中子 • 1934年，I.Curie 和 F. Curie 首次获得了人工放射性核素 • 1939年，O.Hahn 发现原子核裂变现象 • 1942年，E.Fermi设计出第一座核反应堆
（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
放射化学基础第章
（1）初期阶段
放射性和s discovery of x-rays
1895 年 末 德 国 物 理 学 家 W. Roentgen 用 Crookes管研究高压放电现象时注意到, 当阴极 电子束流轰击玻璃管壁时, 观察到了荧光现象。
• 1952-10-31 美国第一颗氢弹
• 1953-8
原苏联第一颗氢弹
• 1960-2-13 法国第一颗原子弹
放射化学基础第章
（1）初期阶段
W. Roentgen's discovery of x-rays
In 1895, W. Roentgen 在他的实验室首先发 现了X射线。
W. Roentgen Nobel Prize
His discovery of the remarkable rays subsequently named after him
1939年，德国科学家奥托·哈恩和他的助手在法 国科学家约里奥－居里夫妇的实验基础上，发 现了核裂变现象。研究发现，当中子撞击铀原 子核时，一个铀核吸收了一个中子可以分裂成 两个较轻的原子核，在这个过程中质量发生亏 损，因而放出很大的能量，并产生两个或三个 新的中子。这就是举世闻名的核裂变反应。
第一章-原子核与放射性(1)讲课讲稿
原子的质量可以用质谱计精确测量(有表可查) 原子核质量可以精确确定
3) 核物质密度
原子核中核子紧密挤在一起 根据 = M/V 计算 核物质密度 :
~ 2.3 1014 g/cm3 1 cm3 核物质 2 亿吨重 !
黑 洞 1018 核物质 1014 中子星 109 白矮星 105
水1 密度比较 g/cm3
1932海森堡
1964夸克 ？
1990年代
电子“轻基子本砖块”12
夸克
36
媒介子 13
希格斯粒子 1
合计
62
其中 2个粒子尚 未发现：引力子 和希格斯粒子。
第二部分 核与放射性的基本物理基础
核素及符号表示
核素 ：具有确定质子数和中子数的原子核称做核素
核素是原子核的一种统称
核素 氦-4 碳-12 碳-13 碳-14
同年，物理学家长冈半太郎认为正负电子不 可能相互渗透，提出了电子均匀地分布在一个 环上，环中心是一个具有大质量的带正电的球， 被他称为“土星型模型”结构。
卢瑟福的原子结构模型
1911年，卢瑟福借助于 α粒子散射研究，提出原 子正电荷必定集中在半径 10-15米的范围内，而原子 半径却有10－10米，因此 原子里面绝大部分是空虚 的，从而证明长冈半太郎 的“土星型模型”比汤姆 逊的“葡萄干面包模型” 更接近于物理真实。
伦琴因此成为1901年第一个诺贝尔物理学奖 得主
世界上第一张X光照片
汤姆逊发现电子
电子是在研究阴极射线的 本质过程中得到的，阴极射线 究竟是什么？物理学家汤姆逊 设计了一个巧妙的实验装置， 证实了阴极射线是由带负电荷 的粒子组成的，并推算出其质 量和电荷比值。得出来源于各 种不同物质的阴极射线粒子都 是一样的。
3) 核物质密度
原子核中核子紧密挤在一起 根据 = M/V 计算 核物质密度 :
~ 2.3 1014 g/cm3 1 cm3 核物质 2 亿吨重 !
黑 洞 1018 核物质 1014 中子星 109 白矮星 105
水1 密度比较 g/cm3
1932海森堡
1964夸克 ？
1990年代
电子“轻基子本砖块”12
夸克
36
媒介子 13
希格斯粒子 1
合计
62
其中 2个粒子尚 未发现：引力子 和希格斯粒子。
第二部分 核与放射性的基本物理基础
核素及符号表示
核素 ：具有确定质子数和中子数的原子核称做核素
核素是原子核的一种统称
核素 氦-4 碳-12 碳-13 碳-14
同年，物理学家长冈半太郎认为正负电子不 可能相互渗透，提出了电子均匀地分布在一个 环上，环中心是一个具有大质量的带正电的球， 被他称为“土星型模型”结构。
卢瑟福的原子结构模型
1911年，卢瑟福借助于 α粒子散射研究，提出原 子正电荷必定集中在半径 10-15米的范围内，而原子 半径却有10－10米，因此 原子里面绝大部分是空虚 的，从而证明长冈半太郎 的“土星型模型”比汤姆 逊的“葡萄干面包模型” 更接近于物理真实。
伦琴因此成为1901年第一个诺贝尔物理学奖 得主
世界上第一张X光照片
汤姆逊发现电子
电子是在研究阴极射线的 本质过程中得到的，阴极射线 究竟是什么？物理学家汤姆逊 设计了一个巧妙的实验装置， 证实了阴极射线是由带负电荷 的粒子组成的，并推算出其质 量和电荷比值。得出来源于各 种不同物质的阴极射线粒子都 是一样的。
《原子核与放射》课件
药物标记
放射性标记的化合物可用于研究药物 在体内的分布、吸收和代谢。这有助 于药物设计和优化。
药效评估
通过标记药物并观察其在体内的分布 和代谢，可以评估新药的药效和安全 性。
04 放射性对环境的影响
放射性对生物的影响
生物体内辐射损伤
放射性物质可引起生物体内DNA损伤、染色体畸变等，导致细胞死亡或基因突 变。
保其处于良好状态。
废弃物处理
对废弃的放射性物质进 行妥善处理，避免对环
境和人员造成危害。
放射性事故的应急处理
应急预案
制定详细的放射性事故应急预案，明确应急 组织、救援措施和救援流程。
紧急处置
在发生放射性事故时，立即启动应急预案， 采取紧急处置措施，控制事故扩大。
人员疏散
及时疏散事故现场及周边的人员，避免造成 伤害。
生物种群与群落影响
放射性可影响生物种群的繁殖和生存，进而影响整个生态系统的结构和功能。
放射性对土壤的影响
土壤质量下降
放射性物质在土壤中的积累可能导致土壤质量下降，影响土壤微生物和植物的生 长。
土壤污染与扩散
放射性物质可能污染土壤，并随雨水冲刷等途径扩散至周边环境。
放射性对水体的影响
水体辐射污染
放射性物质可溶于水，导致水体辐射污染，影响水生生物的生存和人类用水安全。
放射性衰变：是指放射性核素自发地 转变成另一种核素的过程，同时释放 出射线。
衰变过程中释放的能量以射线形式释 放出去，包括α射线、β射线和γ射线 等。
衰变过程中，原子核的质子数和中子 数发生变化，从而转变为另一种核素 。
放射性衰变的类型
α衰变
放射性核素自发地转变成另一 种核素，同时释放出一个氦原
子核（α粒子）。
放射性标记的化合物可用于研究药物 在体内的分布、吸收和代谢。这有助 于药物设计和优化。
药效评估
通过标记药物并观察其在体内的分布 和代谢，可以评估新药的药效和安全 性。
04 放射性对环境的影响
放射性对生物的影响
生物体内辐射损伤
放射性物质可引起生物体内DNA损伤、染色体畸变等，导致细胞死亡或基因突 变。
保其处于良好状态。
废弃物处理
对废弃的放射性物质进 行妥善处理，避免对环
境和人员造成危害。
放射性事故的应急处理
应急预案
制定详细的放射性事故应急预案，明确应急 组织、救援措施和救援流程。
紧急处置
在发生放射性事故时，立即启动应急预案， 采取紧急处置措施，控制事故扩大。
人员疏散
及时疏散事故现场及周边的人员，避免造成 伤害。
生物种群与群落影响
放射性可影响生物种群的繁殖和生存，进而影响整个生态系统的结构和功能。
放射性对土壤的影响
土壤质量下降
放射性物质在土壤中的积累可能导致土壤质量下降，影响土壤微生物和植物的生 长。
土壤污染与扩散
放射性物质可能污染土壤，并随雨水冲刷等途径扩散至周边环境。
放射性对水体的影响
水体辐射污染
放射性物质可溶于水，导致水体辐射污染，影响水生生物的生存和人类用水安全。
放射性衰变：是指放射性核素自发地 转变成另一种核素的过程，同时释放 出射线。
衰变过程中释放的能量以射线形式释 放出去，包括α射线、β射线和γ射线 等。
衰变过程中，原子核的质子数和中子 数发生变化，从而转变为另一种核素 。
放射性衰变的类型
α衰变
放射性核素自发地转变成另一 种核素，同时释放出一个氦原
子核（α粒子）。
南华大学放射化学第1章 绪论
1
放射性元 素化学
4 应用放射化学
2
5 核化学
3
核科学技术学院 明德博学 求是致远
1.3.1 放射化学的特点——放射性
优点
通过对放射 性的原子跟 -5 -4 重量法/容量法:10 ~10 g； 踪，可对整 发射光谱法:10-9~10-8g； 个化学过程 及其每个阶 原子吸收:10-11~10-9g； 放射性测量:几个~几十个原 段进行研究 和观察 子。
明德博学 求是致远
中子、人工放 射性和裂变现 象的发现等
核科学技术学院
1.1放射化学发展简史 ——放射化学的产生
Becquerel 的发现 在强光、弱光、无光的条件下，铀盐都具有感光 现象； 其它铀盐、亚铀盐、铀盐溶液、金属铀都能产生 这种辐射，且与铀含量成正比。
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明德博学 求是致远
1.1放射化学发展简史
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1.3.2 不稳定性—β衰变
－衰变
32 15
﹢衰变和电子俘获
18 10
P S e
32 16
82
Se Kr 2
82
Ne F e
18 9
﹢衰变 电子俘获
p
n e
p e n
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1.3.2 不稳定性—γ衰变
20F
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1.3.2 不稳定性—γ衰变
90Sr-90Y
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1.3.2 不稳定性—γ衰变
38Cl
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放射源基本原理ppt课件
线的内照射。
不同射线的屏蔽材料的选择
β 射线： β 射线与物质相互作用时，一部分能量会以X射线 （轫致辐射）的形式辐射出来，所产生的轫致辐射的强度 既与物质的原子序数Z的平方成正比，还与β 射线的能量成 正比。如：能量为 1 MeV的β 射线在铅（Z＝82）中有3％ 的能量转化为轫致辐射（X射线），而在铝（Z＝13）中只 有0.4%的能量转化为轫致辐射。 X射线的屏蔽要比β 射线本身的屏蔽困难得多，所以， 对β 射线的屏蔽，一般要选用原子序数较低得物质，如有 机玻璃和铝等，以减少轫致辐射产生的份额；但对活度和 能量较高的β 源，最好在轻材料屏蔽后面，再添加适当厚 度的重物质屏蔽材料，以屏蔽轫致辐射。
一般只有当原子序数在 83以上的重元素，例如 Rn
（氡）、Ac（锕）、Th（钍）、Ra（镭）与U（铀）
等原子核才能释放出此种射线。实验证明，α射线的 质量为氢原子的四倍，并带有两个正电荷，核内有
二个中子和二个质子，所以它是氦原子核。
226——→ Rn222+ He4 Ra 88 86 2
α射线
由于α射线带有电荷，在物质中的电离本领很强， 其能量容易传递给物质；所以它的穿透力很弱。在空 气中的射程只有几个厘米，如果遇到固体物质或液体 物质时，则射程更短。数千分之一厘米厚的铝片或一 张普通的纸，就可以完全挡住α射线。但因它的电离 本领强，进入生物机体后，能引起很大的损伤。所以 对α射线，主要是防止进入体内而引起的内照射。
1896年 1898年 1899年
1911年
1934年 1945年 1951年 1972年
什么是放射性？
放射性是自然界存在的一种自然现象。世界上一切
物质都是由一种叫“原子”的微小粒子构成的，每
个原子的中心有一个“原子核”。大多数物质的原
不同射线的屏蔽材料的选择
β 射线： β 射线与物质相互作用时，一部分能量会以X射线 （轫致辐射）的形式辐射出来，所产生的轫致辐射的强度 既与物质的原子序数Z的平方成正比，还与β 射线的能量成 正比。如：能量为 1 MeV的β 射线在铅（Z＝82）中有3％ 的能量转化为轫致辐射（X射线），而在铝（Z＝13）中只 有0.4%的能量转化为轫致辐射。 X射线的屏蔽要比β 射线本身的屏蔽困难得多，所以， 对β 射线的屏蔽，一般要选用原子序数较低得物质，如有 机玻璃和铝等，以减少轫致辐射产生的份额；但对活度和 能量较高的β 源，最好在轻材料屏蔽后面，再添加适当厚 度的重物质屏蔽材料，以屏蔽轫致辐射。
一般只有当原子序数在 83以上的重元素，例如 Rn
（氡）、Ac（锕）、Th（钍）、Ra（镭）与U（铀）
等原子核才能释放出此种射线。实验证明，α射线的 质量为氢原子的四倍，并带有两个正电荷，核内有
二个中子和二个质子，所以它是氦原子核。
226——→ Rn222+ He4 Ra 88 86 2
α射线
由于α射线带有电荷，在物质中的电离本领很强， 其能量容易传递给物质；所以它的穿透力很弱。在空 气中的射程只有几个厘米，如果遇到固体物质或液体 物质时，则射程更短。数千分之一厘米厚的铝片或一 张普通的纸，就可以完全挡住α射线。但因它的电离 本领强，进入生物机体后，能引起很大的损伤。所以 对α射线，主要是防止进入体内而引起的内照射。
1896年 1898年 1899年
1911年
1934年 1945年 1951年 1972年
什么是放射性？
放射性是自然界存在的一种自然现象。世界上一切
物质都是由一种叫“原子”的微小粒子构成的，每
个原子的中心有一个“原子核”。大多数物质的原
核科学起源
Radiochemistry 放射化学
Chapter1 Origin of Nuclear Science 第一章 核科学起源
杨金玲
发现x射线
In 1895 W. Roentgen 伦琴 discovered that when cathode rays 阴极射线(i.e. electrons) struck the wall of an evacuated glass tube, it caused the wall material to emit visible light (fluoresce荧光), while at the same time a very penetrating radiation 穿透辐射was produced. The name X-ray was given to this radiation.
Wilhelm Conrad Roentgen (1845-1923)
Antoine Henri Becquerel (1852-1908)
研究x射线产生原因时，发现 硫酸钾复盐具有的自发射线
Becquerel 贝克勒尔soon found that the radiation causing the blackening was not "a transformation of solar energy" because it was found to occur even with assemblies that had not been exposed to light; the uranyl (铀酰)salt obviously produced radiation spontaneously. This radiation, which was first called uranium rays (or Becquerel rays) but later termed radioactive radiation (or simply radioactivity)1, was similar to X-rays in that it ionized air, as observed through the discharge of electroscopes.
Chapter1 Origin of Nuclear Science 第一章 核科学起源
杨金玲
发现x射线
In 1895 W. Roentgen 伦琴 discovered that when cathode rays 阴极射线(i.e. electrons) struck the wall of an evacuated glass tube, it caused the wall material to emit visible light (fluoresce荧光), while at the same time a very penetrating radiation 穿透辐射was produced. The name X-ray was given to this radiation.
Wilhelm Conrad Roentgen (1845-1923)
Antoine Henri Becquerel (1852-1908)
研究x射线产生原因时，发现 硫酸钾复盐具有的自发射线
Becquerel 贝克勒尔soon found that the radiation causing the blackening was not "a transformation of solar energy" because it was found to occur even with assemblies that had not been exposed to light; the uranyl (铀酰)salt obviously produced radiation spontaneously. This radiation, which was first called uranium rays (or Becquerel rays) but later termed radioactive radiation (or simply radioactivity)1, was similar to X-rays in that it ionized air, as observed through the discharge of electroscopes.
放射化学
N.Bohn解释了原子核被具有固定轨道的电子包围。
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）。
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）。
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硫酸铀酰钾（K2UO2(SO4)2.2H2O）； ❖ 1896年， Becquerel 提供了第一批实验结果：硫酸铀酰复盐晶体受强烈
阳光照射后，放出一种穿透能力很强的辐射； （1）在强光、弱光、无光的条件下，铀盐都具有感光现象； （2）其它铀盐、亚铀盐、铀盐溶液、金属铀都能产生这种辐射，且与铀
含量成正比；
大学放射化学经典课件第一章——核科 学起源
• After hard working, the Curies discovered polonium钋(1898,7)
• 1898,9 the Curies, together with G. Bemont, isolated another radioactive
Wilhelm Conrad Roentgen (1845-192大3学) 放射化学经典学课起件源第一章——核科
研究x射线产生原因时，发现 硫酸钾复盐具有的自发射线
Becquerel 贝克勒尔soon found that the radiation causing the blackening was not "a transformation of solar energy" because it was found to occur even with assemblies that had not been exposed to light; the uranyl (铀酰)salt obviously produced radiation spontaneously. This radiation, which was first called uranium rays (or Becquerel rays) but later termed radioactive radiation (or simply radioactivity)1, was similar to X-rays in that it ionized air, as observed through the discharge of electroscopes.
大学放射化学经典课件第一章——核科 学起源
Marie Curie (1867-1934)
发现U，Th也有类似的性质， 进一步研究时发现某些矿物 中的放射性比其中所பைடு நூலகம்U， Th的放射性要强的多
Marie Curie 玛丽居里 subsequently showed that all uranium and thorium compounds produced ionizing radiation independent of the chemical composition of the salts. This was convincing evidence that the radiation was a property of the element uranium or thorium. Moreover, she observed that some uranium minerals such as pitchblende沥青铀矿 produced more ionizing radiation than pure uranium compounds.
Antoine Henri Becqu大e学r放e射l 化学经典课件第一章——核科
(1852-1908)
学起源
Becquerel 的发现 ❖ Roentgen（伦琴）发现了令人费解的射线，这种射线在玻璃壁和其它一
些材料中会产生荧光（当时称为磷光）； ❖ 1880年Becquerel，受他祖父和父亲的影响，对磷光现象感兴趣，制备出
substance for which they suggested the name radium镭.
• In order to prove that polonium and radium were in fact two new elements, large amounts of pitchblende were processed, and in 1902 M. Curie announced that she had been able to isolate about 0.1 g of pure radium chloride from more than one ton of pitchblende waste. The determination of the atomic weight of radium and the measurement of its emission spectrum provided the final proof that a new element had been isolated.
Radiochemistry 放射化学
Chapter1 Origin of Nuclear Science 第一章 核科学起源
大学放射化学经典课件第一章——核科 学起源
发现x射线
In 1895 W. Roentgen 伦琴 discovered that when cathode rays 阴极射线(i.e. electrons) struck the wall of an evacuated glass tube, it caused the wall material to emit visible light (fluoresce荧光), while at the same time a very penetrating radiation 穿透辐射was produced. The name X-ray was given to this radiation.
大学放射化学经典课件第一章——核科 学起源
Curie夫妇 的成就 ❖ 发现钍发出与铀具有相似的射线； ❖ 天然铀矿石的放射性比纯铀、人工合成铀矿石的强； ❖ 在天然铀矿石的分离过程，发现了钋和镭元素，并经光谱法证实；
阳光照射后，放出一种穿透能力很强的辐射； （1）在强光、弱光、无光的条件下，铀盐都具有感光现象； （2）其它铀盐、亚铀盐、铀盐溶液、金属铀都能产生这种辐射，且与铀
含量成正比；
大学放射化学经典课件第一章——核科 学起源
• After hard working, the Curies discovered polonium钋(1898,7)
• 1898,9 the Curies, together with G. Bemont, isolated another radioactive
Wilhelm Conrad Roentgen (1845-192大3学) 放射化学经典学课起件源第一章——核科
研究x射线产生原因时，发现 硫酸钾复盐具有的自发射线
Becquerel 贝克勒尔soon found that the radiation causing the blackening was not "a transformation of solar energy" because it was found to occur even with assemblies that had not been exposed to light; the uranyl (铀酰)salt obviously produced radiation spontaneously. This radiation, which was first called uranium rays (or Becquerel rays) but later termed radioactive radiation (or simply radioactivity)1, was similar to X-rays in that it ionized air, as observed through the discharge of electroscopes.
大学放射化学经典课件第一章——核科 学起源
Marie Curie (1867-1934)
发现U，Th也有类似的性质， 进一步研究时发现某些矿物 中的放射性比其中所பைடு நூலகம்U， Th的放射性要强的多
Marie Curie 玛丽居里 subsequently showed that all uranium and thorium compounds produced ionizing radiation independent of the chemical composition of the salts. This was convincing evidence that the radiation was a property of the element uranium or thorium. Moreover, she observed that some uranium minerals such as pitchblende沥青铀矿 produced more ionizing radiation than pure uranium compounds.
Antoine Henri Becqu大e学r放e射l 化学经典课件第一章——核科
(1852-1908)
学起源
Becquerel 的发现 ❖ Roentgen（伦琴）发现了令人费解的射线，这种射线在玻璃壁和其它一
些材料中会产生荧光（当时称为磷光）； ❖ 1880年Becquerel，受他祖父和父亲的影响，对磷光现象感兴趣，制备出
substance for which they suggested the name radium镭.
• In order to prove that polonium and radium were in fact two new elements, large amounts of pitchblende were processed, and in 1902 M. Curie announced that she had been able to isolate about 0.1 g of pure radium chloride from more than one ton of pitchblende waste. The determination of the atomic weight of radium and the measurement of its emission spectrum provided the final proof that a new element had been isolated.
Radiochemistry 放射化学
Chapter1 Origin of Nuclear Science 第一章 核科学起源
大学放射化学经典课件第一章——核科 学起源
发现x射线
In 1895 W. Roentgen 伦琴 discovered that when cathode rays 阴极射线(i.e. electrons) struck the wall of an evacuated glass tube, it caused the wall material to emit visible light (fluoresce荧光), while at the same time a very penetrating radiation 穿透辐射was produced. The name X-ray was given to this radiation.
大学放射化学经典课件第一章——核科 学起源
Curie夫妇 的成就 ❖ 发现钍发出与铀具有相似的射线； ❖ 天然铀矿石的放射性比纯铀、人工合成铀矿石的强； ❖ 在天然铀矿石的分离过程，发现了钋和镭元素，并经光谱法证实；