放射化学试题库及答案

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)？P2-5 1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？11

①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

6.简述A m

X中每个字母所代表的含义？

Z N

X：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：1

3

R 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：1

3

R 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 e

9.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：1A 2Z (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：931.4940Mev

12. 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？16

①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-0e

λN 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 λ

λ

0.693

ln 2

1/2=

=

T λ

τ1

=

20. 据,12.79,1.676140140d d

Ba 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λ

λ

0.693

ln 2

1/2=

=

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)2

12

1T -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 -11

1

e 0t λA A =

⼦体放射性活度衰变规律为 ()()()[]t --1122

21

2

e -1t -t λλλλλA A =

则母⼦体活度之⽐为()()()[]t

--1

22121

2

e -1-12λλλλλ=A A 求得

()()

0.5892212=A A 当t=20d 时 ，t ＞(7~10)

2

12

1T -T T T ，此时已达暂时平衡 则有

()() 1.151-20201

22

12==λλλA A

⼦体达到极⼤值的时间 5.65d ln -1t 1212m ==

λλλλ 21. 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？392

1212

151111

22

121

11111

212

27.2,64.0ln 2

0.693

ln 20.693

=

6.98102

7.2365

ln 20.6930.2606424

30,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 λλ

λ

λλλλ-----===

=

==??=

==∴====- 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）()()1

2

2112t 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？42

ααQ 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

-=≈

αα

23. 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 ---

1

βνβQ Y X A Z 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 A

Z

1

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)+2me

3、轨道电⼦俘获 ν+→+Y X A

Z A

Z

1--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12

C 14

C 20

O 23

F 24

Ne 25

Ne 26

Ne 28

Mg 30

Mg 32

Si 34

Si

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