核化学概念、应用及安全共69页

辐射加工：利用辐射对材料进行加工处理，如辐射交联、辐射聚合等
辐射育种：利用辐射诱变育种技术培育新品种，提高农作物的产量和 品质
环境保护：利用辐射技术处理工业废弃物和核废料，降低对环境的污 染
辐射化学的发展历程
起始阶段：辐射化学的起源和早期研究 发展阶段：辐射化学的深入研究和应用拓展 成熟阶段：辐射化学在核能和其他领域的应用 未来展望：辐射化学的发展趋势和前景
核事故应急处理的方法和技术
核事故后的恢复和重建
核能应用的环保问题
放射性废液处理：必须经过严格的处理和储存，避免对环境和人类造 成危害。
核废料处理：需要建立安全可靠的废料处理和储存设施，确保核废 料不会对环境和人类造成危害。
核能生产过程中的环保问题：核能生产过程中会产生大量的热能和废 水，需要采取有效的措施进行冷却和处理，避免对环境造成影响。
辐射化学的主要研 究内容包括辐射化 学反应动力学、辐 射化学产物的性质 和结构、辐射化学 合成方法等。
辐射化学在核能应 用中具有重要意义 ，如燃料循环中的 化学问题、放射性 废物的处理和处置 等。
辐射化学的应用领域
核能发电：利用核反应堆产生的热能发电
放射性医学诊断和治疗：利用放射性物质进行疾病诊断和治疗
02
核能应用概述
核能定义
核能：利用原子 核反应释放的能 量
核能来源：核裂 变和核聚变
核能特点：高效 、清洁、安全
核能应用：发电 、供热、推进等
核能原理
核裂变：重核分裂成两个中等 质量的原子，释放巨大能量
核聚变：轻核结合成重核，释 放能量
核能发电：利用核裂变产生的 能量转化为电能
核能应用：除了发电，还用于 推进、医疗、农业等领域
弹

例如天然存在的铀元素由三种核素组成，他们 的Z都是92，而中子数N分别为234，235和238， 他们互称同位素，化学性质相同而核性质不同。
• 放射性（radioactivity）：不稳定原子核自发 放射出α、 β和γ射线的现象。
• 放射性衰变（radioactive decay）：指由原来 的核素（母体）或者变为另一种核素（子 体），或者进入另一种能量状态的过程。
N＝N0e-λt ——N为经过时间t衰变后，剩下的放射性原子 数
——Ｎ0为初始的放射性原子数 ——λ为衰变常数，是与该种放射性同位素性质 有关的常数，λ=y(t)＝e-0.693t/τ，其中τ指半衰期。
在自然界存在的放射性核素大多具有多代母子体衰变 关系。母体放射性核素经多代子体放射性核素最后衰变生 成稳定核素。
表2 常用放射性同位素基本特征参数
同位素 符号 半衰期 β射线能量（MeV）
氢-3 3H 12.3年
0.018
碳-14 14C 5720年
0.156
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
磷-32 32P 14.3天 硫-35 35S 87.1天 碘-131 131I 8.05天
1.71 0.167 0.605
• 核聚变（nuclear fusion）:有两个或多 个轻核聚合形成较重核的过程。轻核聚 变时释放的能量比重核裂变释放的能量 大得多。
• 热核反应（thermonuclear reaction）： 在极高的温度下轻原子核聚变的过程。 当温度足够高时，聚变过程能够持续进 行，并放出巨大能量。
如氚和氘实现自持热核反应需要5千万 度以上的高温，而氘和氘则需几亿度。 目前已实现的人工热核反应是氢弹的爆 炸，可控的热核反应尚未实现。
Co
+

55、 为 中华 之 崛起而 读书。 ——周 恩来
核化学概念、应用及安全-潘 华
31、别人笑我太疯癫，我笑他人看不 穿。(名 言网) 32、我不想听失意者的哭泣，抱怨者 的牢骚 ，这是 羊群中 的瘟疫 ，我不 能被它 传染。 我要尽 量避免 绝望， 辛勤耕 耘，忍 受苦楚 。我一 试再试 ，争取 每天的 成功， 避免以 失败收 常在别 人停滞 不前时 ，我继 续拼搏 。
33、如果惧怕前面跌宕的山岩，生命 就永远 只能是 死水一 潭。 34、当你眼泪忍不住要流出来的时候 ，睁大 眼睛， 千万别 眨眼!你会看到 世界由 清晰变 模糊的 全过程 ，心会 在你泪 水落下 的那一 刻变得 清澈明 晰。盐 。注定 要融化 的，也 许是用 眼泪的 方式。
35、不要以为自己成功一次就可以了 ，也不 要以为 过去的 光荣可 以被永 远肯定 。
谢谢！
51、 天 下 之 事 常成 于困约 ，而败 于奢靡 。——陆 游 52、 生 命 不 等 于是呼 吸，生 命是活 动。——卢 梭
53、 伟 大 的 事 业，需 要决心 ，能力 ，组织 和责任 感。 ——易 卜 生 54、 唯 书 籍 不 朽。——乔 特

辐射§化2学同原步理辐与射应用
三一、、同基步本辐原射理应用
（一）、概述
提出用能量产额G代替离子对产额 。 G值定义 ：体系中吸收100eV能量所形成或破坏的分子 数； G（χ）表示每吸收100eV能量生成产物χ的分子数； G（-χ）表示每吸收100eV能量物质分解的分子数；
G(χ)α表示用α射线照射时形成产物χ的产额； G法定单位 mol/J。
三一、、同基步本辐原射理应用
（一）、概述
（3）应用辐射化学的研究 ① 脉冲辐解及低温技术研究辐射化学机理；
② 辐射增敏剂 实体肿瘤中含有10～50％对射线敏感性低的乏氧
细胞（hypoxic cells）,这些细胞对射线有抗拒作用， 从而影响肿瘤放疗的疗效。
辐射§化2学同原步理辐与射应用
三一、、同基步本辐原射理应用
辐射§化2学同原步理辐与射应用
三一、、同基步本辐原射理应用
（一）、概述
如1MeV的电子在气体中损失它的全部能量，可 产生～3×104离子和6×104的激发分子。而光化学 过程是一次性的，即光子通过一次相互作用把它的 能量全部给予被激发的分子而光子本身消失。
辐射§化2学同原步理辐与射应用
三一、、同基步本辐原射理应用
核技术应用-辐射化学及其应用
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6、黄金时代是在我们的前面，而不在 我们的 后面。
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7、心急吃不了热汤圆。
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8、你可以很有个性，但某些时候请收 敛。
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9、只为成功找方法，不为失败找借口 (蹩脚 的工人 总是说 工具不 好)。
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10、只要下定决心克服恐惧，便几乎 能克服 任何恐 惧。因 为，请 记住， 除了在 脑海中 ，恐惧 无处藏 身。-- 戴尔． 卡耐基 。

放射性衰变研究
研究放射性同位素的产生、性 质、衰变规律及其在自然界和 人类生活中的应用。
清洁能源研究
利用核化学技术，开发清洁、 高效的能源，如核能、核聚变 等。
02
放射化学概述
放射化学定义与特点
定义
放射化学是研究放射性物质及其与化学物质相互作用的科学。
特点
放射化学涉及放射性物质的化学性质、行为、分离和分析，以及其在环境、生物和医学等领域 中的应用。
核化学与放射化学汇 总
汇报人：
202X-12-21
目录
• 核化学概述 • 放射化学概述 • 核化学与放射化学关系 • 核化学应用领域 • 放射化学应用领域 • 核化学与放射化学未来展望
01
核化学概述
核化学定义与特点
定义
核化学是研究原子核和核子集团的性质、结构、 转变以及它们与周围物质相互作用的科学。
核技术应用拓展
除了传统的核能发电领域，核化学还将推动核技术在医疗、农业、工业等领域的应用，如 放射性药物研发、放射性示踪技术、放射性同位素生产等。
放射化学未来展望
放射性废物处理与处置
随着核能的发展，放射性废物处理与处置成为亟待解决的问题。放射化学将致力于研究更高效、更安全的放射性废物 处理技术，包括固化、稳定化、地质处置等，以确保放射性废物对环境和人类健康的影响最小化。
06
核化学与放射化学未来展望
核化学未来展望
核能利用与环境保护
随着全球对清洁能源需求的增加，核能作为一种高效、环保的能源形式，未来将得到更广 泛的应用。核化学将致力于提高核能利用效率，降低核废料产生，以及研究更安全、更环 保的核燃料循环技术。
核材料研究
核材料是核能、核技术应用的基础。未来，核化学将加强核材料的研究，包括新型核燃料 、控制材料、防护材料等，以满足核能发展的需求。

Chargaff定律：DNA的碱基组成具有
生物种的特异性 无组织/器官特异性 不受生长发育、营养状况及环境条件的 影响
DNA双螺旋结构模型： 要点 ？稳定因素？
DNA双螺旋结构模型要点
1. 两条链反向平行，围绕同 一中心轴构成右手双螺 旋 (double helix)。螺旋 直径2 nm，表面有大沟 和小沟。 2. 磷酸-脱氧核糖骨架位于 螺旋外侧，碱基垂直于 螺旋轴而伸入内侧。每 圈螺旋含10个碱基对 (bp)，螺距为3.4 nm。
（一） RNA与DNA结构的比较
P66
1、组成：RNA是核糖，碱基U代T，RNA核苷 酸少（几十--几千）. 2、一级结构的连接键（3′，5′-磷酸二酯 键）相同，表示方法相同。
5' ACTGCTAAC 3'
注意读向： 5′→3′
（二）、DNA的二级结构——双螺旋结构
DNA双螺旋结构的研究背景
碱基组成分析 (P59)
Chargaff 规则：[A] = [T] [G] = [C] 碱基的理化数据分析 A-T、G-C以氢键配对较合理 DNA纤维的X-线衍射图谱分析
Chargaff定律：DNA的碱基组成(P59)
Watson和Crick提出DNA结构的双螺旋模型
Crick提出遗传信息传递的中心法则 建立DNA重组技术
• 80年代以后 分子生物学、分子遗传学等学科突飞猛进发展， 实施人类基因组计划（HGP）
COVER Photograph of the Honghe Hani rice terraces in Yunnan Province, China. In this issue, two separate research groups report draft sequences of two strains of rice--japonica and indica. In addition, the Editorial, News Focus, Letters, and Perspectives highlight the significance of the rice genome to the world's population. [Image: Liwen Ma and Baoxing Qiu, Beijing Genomics Institute] 青山衬托之下，是一片金灿灿 的中国水稻梯田。2002年4月5 日以中国梯田为封面的« Science»杂志以14页篇幅率先 发表了一个重大成果—中国人 独立完成的论文《水稻（籼稻） 基因组的工作框架序列》，显 示对中国科学家成就充分肯定。

原子所释放正电子会与邻近物质的电子结合而互毀 ，在二者湮灭的同时失去电
子质量，转变成方向相反而能量相同的两个伽马射线。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
基础化学（第9版）
第二节 放射性衰变和核化学方程式
二、核化学方程式
1.核化学方程式用于表示核变化过程。其书写方法有别于化学反应方程式。
在方程式中必须明确指出其质子，中子以及电子数和质量数。 2.书写时还必须遵守的原则是： （1）方程式两端的质量数之和相等； （2）方程式两端的质子数之和相等； 例如：写出下列核化学方程式 I-122 β衰变：
核素 5 B 的质量亏损为： EB = 5 ×1.007276 u + 6 × 1.008665 u – 10.811u = 0.27737 u
11
第二节
放射性衰变和核化学方程式
基础化学（第9版）
第二节 放射性衰变和核化学方程式
一、放射性衰变
放射性衰变：放射性核素自发放射出α粒子、β粒子或γ光子，而转变成另一种核素 的现象。
4 （一）α 衰变：产生α 粒子（ ） 2 He
例： 通式：
226 88
4 Ra226 Rn 88 2 He
α 衰变的位移定则：核电荷数减少2，子核在元素周期表中的位置左移2格。
基础化学（第9版）
第二节 放射性衰变和核化学方程式
一、放射性衰变
（一）α 衰变：产生α 粒子（4 ） 2 He
α 粒子带正电荷，穿透能力弱，不适合做核医学显影。 α 粒子射程短，对局部组织电离作用强，引入
（二）具有确定质子数Z、中子数N并处于一定能量状态的原子核是
核素(nuclide)
1. 化学性质相同而核性质不同的核素互称为同位素

科技进步 核能技术的发展
核能技术分类
核裂变技术
用于核电站发电 产生核废料
核聚变技术
模拟太阳能量 实现清洁能源
应用领域
能源生产 医学影像 食品杀菌
安全风险
辐射泄露 核废料处理
核能技术应用范围
核能技术广泛应用于能源生产、医学影像、食 品杀菌等领域。在能源生产中，核电站以其高 效、清洁的特性成为重要的电力来源；在医疗 领域，核技术用于影像诊断和治疗；在食品工 业中，核技术被用于食品辐照杀菌。
核技术在农产品 质量安全中的作
用
核技术在农产品质量安全中扮演着重要角色， 可以帮助防治农药残留、检测食品中的放射性 物质，保障人们的健康。
核技术在农产品质量安全中的作用
农药残留检测 防治农药残留
食品安全保障 保障人们的健康
放射性物质检测
检测食品中的放射性物 质
核技术在农业领 域的未来发展
展望核技术在农业领域的未来发展，随着技术 不断进步，核技术将在农业创新和可持续发展 中发挥更大作用，为农业带来更多可能性。
核技术在农业领域的未来发展
技术创新 推动农业发展
合作建议
加强核技术与农业领 域合作
可持续发展
为农业提供可持续解决 方案
●07 第七章 总结与展望
核能技术应用安全总结
核能技术在能源、医学、环保和农业领域有着 广泛的应用。在这些领域中，核能技术为人类 提供了高效的解决方案，然而，与其应用伴随 的安全问题也日益凸显，安全管理显得尤为重 要。
核能技术应用安全总结
能源领域 提供清洁能源
环保领域 处理废水废气
医学领域 用于放射治疗
农业领域 辐照食品消毒
核能技术未来展望
未来，核能技术将在更广泛的领域发挥作用， 但也面临着诸多挑战。为了推动技术的进步， 需要加强创新和国际合作，共同应对未来的挑 战。

核化学基本概念
XX,a click to unlimited possibilities
汇报人：XX
目录
01 核 化 学 的 发 展 历 程
02 核 化 学 的 基 本 概 念
03 核 反 应 与 核 能 05 核 化 学 的 未 来 发 展
与挑战
04 核 化 学 在 工 业 和 医 学领域的应用
核反应堆：可控的 裂变反应，用于产 生核能和研究核反 应过程
核能的产生与利用
核反应：原子核 发生裂变或聚变， 释放出大量能量
核能的利用：利 用核反应产生的 能量，转化为电 能、热能等
核电站：利用核 能发电的电站， 主要有压水堆、 沸水堆、重水堆 等类型
核能的优缺点： 优点是清洁、高 效、可持续，缺 点是存在放射性 污染和核废料处 理问题
电子捕获：原子核捕获一 个电子，变成新的元素
Hale Waihona Puke 质子发射：原子核发射一 个质子，变成新的元素
双β衰变：两个电子和中 微子同时释放，变成新的 元素
放射性衰变的规律
放射性衰变是原子核自发地放出粒 子或射线的过程
放射性衰变类型包括α衰变、β衰变 和γ衰变
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放射性衰变遵循指数衰减规律，即 放射性活度随时间呈指数下降
单击添加项标题
20世纪40年代：曼哈顿计划，研制原子弹
单击添加项标题
20世纪60年代：核能的和平利用，如核电站的建立
单击添加项标题
21世纪初：核能的持续发展，如核废料的处理和核能 的安全问题
核化学的应用领域
核能发电：利用核裂变或核聚变反应产生的能量发电 核医学：利用放射性同位素进行诊断和治疗疾病 核技术应用：包括辐射加工、辐射育种、辐射探伤等 核武器：利用核裂变或核聚变反应产生的巨大能量制造武器