第二章 放射化学分离方法1

放射化学实验

放射化学实验是指利用放射性物质的辐射作用，研究化学反应过程和化学原理的实验。其实验原理和方法，与一般化学实验有相似之处，但需严格控制辐射剂量，确保安全和环境保护。

放射化学实验主要分为以下几类：

1. 放射化学基础实验

此类实验主要学习放射化学基础理论和方法，涉及放射性核素的物理性质、化学性质，放射性核素的裂变与衰变过程以及核反应等。在实验中，可以利用各种核反应机理研究放射性元素间的相互作用、探究放射性同位素在化学反应中的影响，如探测元素的化学周期性变化规律等，这些对于核能源、生物医学和环境监测等领域具有重要的理论与应用前景。

2. 放射化学分离实验

放射化学分离实验是利用放射性同位素的特有性质，研究分离同位素的实验。其实验方法主要包括物理方法和化学方法。物理方法包括离心分离、电离子层析、溅射分离、气相扩散等。化学方法则包括金属盐络合剂法、氧化还原法、离子交换法等。这些方法在核材料科学领域和同位素制备、放射性物质分析、放射性医药制品制备等方面具有广泛的应用。

3. 放射化学电化学实验

放射化学电化学实验是利用电化学反应原理，研究放射性元素在电场或电解质中的行为规律。常见的实验方法包括电化学电位测定、电化学交换过程研究、电沉积制备同位素材料分析等。这些实验方法在针对放射性元素环境安全、核材料储存和处理的技术方案、和化学反应机理等方面有重要的应用价值。

4. 放射性测量实验

放射性测量实验是指采用放射计数技术，对放射性物质进行测量的实验。主要包括α、β、γ射线计数测量、质谱分析法、放射光谱法、核荧光法等。在放射性元素的鉴定、分析、跟踪、浓度监测、放射性仪器校准等方面都有广泛的应用。

需要注意的是，放射化学实验，其涉及到辐射安全和环境保护问题，在进行实验前需要做好辐射安全保护预措施；实验后要注意辐射废物的处理问题，避免污染环境。在现代放射化学研究中，常采用先进的装置和方法，如特殊分离设备、同位素分子束装置、离子注入器、质子同步辐射系统等，以保障实验的安全性及实验效果。

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放射化学

第一章 绪论

1.1898年 M. Curie用化学方法发现放射性元素钋；

2.1910年，英国的Cameron提出将其作为一个独立的分支；

3.放射化学诞生于1898年。

4.1956年北大开始建设我国第一个放射化学专业。

5.1958年开始在全国正式招收放射化学专业本科生。

6.1981年，放射化学专业成为国家批准建立的首批博士点之一。

7.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科（基础8.放射化学：研究放射性化学的物理化学行为和状态及其分离纯化方法和原理）

9.放射化学包括的内容：核化学，核药物化学，放射性元素化学，放射分析化学，同位素生产及标记化合物，环境放射化学。

10.辐射化学和放射化学的区别：放射化学侧重研究放射性物质的化学性质和化学行为，而辐射化学主要研究辐射（射线）对物质的作用

11.放射化学的主要特点：放射性；不稳定性；微量性1-7

第二章 基础知识

1.核素：具有相同的质子数Z、相同的中子数N、处于相同的能态且寿命可测的一类原子

2.同位素：质子数相同、中子数不同的两个或多个核素。

3.异位素：中子数相同、质子数不同的核素为同中子:。

4.同质异能素：处于不同的能量状态且其寿命可以用仪器测量的同一种原子核

5.同质异位素：不存在相邻的稳定的

6.元素质子数的幻数：2, 8, 20, 28, 50, 和 82

7.元素中子数的幻数：2, 8, 20, 28, 50, 82,和 126

8.质子和中子统称核子

9质子和中子是核子的两种不同状态

10.核力：核子间存在的短程强相互作用（吸引）

11.原子核的核力作用半径大于电荷分布半径

12.原子核的体积与原子核的质量数成正比

13.原子核的核子密度约：1038核子•cm-3

14.核物质的密度约：1.66 1014(g•cm-3)

15.位于中子滴线上的核素，其最后一个中子的结合能为零；

绪论

放射化学-定义 ：研究放射性核素和核转变产物的化学性质和行为

1898 年春天M. Curie 发现沥青铀矿的放射性活度比纯铀的放射性活度约大4 倍, 因而推测在沥青铀矿中还有一种放射性更强的放射性核素。

将沥青铀矿磨碎溶解于盐酸, 进行硫化物沉淀等多步化学分离。在整个分离过程中, 始终用跟踪放射性的办法,来确定大量其它元素中微量放射性元素的去向; 并巧妙地根据放射性的行踪来判断该元素的某些化学性质。这种创造性的方法, 是一种崭新的放射化学研究方法。

1910年,英国的Cameron提出将其作为一个独立的分支。

放射化学的特点：放射性：在涉及放化操作的整个过程中，放射性核素一直

不稳定性：由于放射性物质总是在不停地衰变，由一种物质转变为另一种或多种物质，使研究体系的组成不断发生变化。这就要求相应的快化学研究方法。

微量性：放射性物质的量通常都比较小(ug、ng级)，低于一般的化学方法的检出限。操作中要注意丢失现象。

研究放射性物质的分离分析方法以及核技术在分析中的应用，突出成功的分析方法是中子活化分析。还有带电粒子激发X荧光分析及其微区扫描，加速器质谱分析等。放射性测量方法：灵敏度，10 -10 -10 -19g对于寿命很短的放射性核素，可以测定十几个或几十个原子。

1955 年起，清华、北大等先后设立放射化学 或放射化工专业。

1949 年前，我国学者在国外从事放化研究的成果：在 热原子化学中发现了添加剂的清除效应；研究了放射性核素 228 Th 、 227 Th 、 241 Pb 、 210 Pb 、 214

Bi 的性质；发现了 235 U 的三分裂现象；研究了用离子交换色谱法对锕和稀土载体的分离。

放射性元素化学

天然放射性核素Th-232，U-238,U-235

天然放射性元素即在自然界中存在的放射性元素。

在已知的112种元素中，有81种元素具有稳定同位素。

第 1 页 共 44 页 放射化学基础习题答案

第一章绪论

答案 （略）

第二章 放射性物质

1． 现在的天然中,摩尔比率238U：235U=138：1，238U的衰变常数为1。54×10—10年-1，235U的衰变常数为9。76×10-10年—1。问（a)在二十亿(2×109)年以前，238U与235U的比率是多少？(b）二十亿年来有多少分数的238U和235U残存至今？

解一: 0tNNe

2352380238023523823823523513827:11ttttNNeeNNee•

保存至今的分数即 te

则238U：0.7530.74

235U:0。1420。14

解二：

二十亿年内238U经过了9102100.44ln21.5410个半衰期

235U经过了9102102.82ln29.7610个半衰期

保存到今的分数: 0.30.44238100.74f

0.32.82235100.14f

二十亿年前比率 23523823823513827:11ttUeUe•

2.把1cm3的溶液输入人的血液，此溶液中含有放射性Io=2000秒—1的24Na,过5小时后取出1cm3的血液,其放射性为I=16分-1。设24Na的半衰期为15小时，试确定人体中血液的体积.（答：60升） 第 2 页 共 44 页 解： 5小时衰变后活度: 1ln2515020001587.4tIIee秒

人体稀释后 1587.41660V （1min=60s) 5953600060VmlmlL

3．239Np的半衰期是2.39天,239Pu的半衰期是24000年.问1分钟内在1微克的（a) 239Np，（b) 239Pu中有多少个原子发生衰变？（答： （a）5.07×1011； (b）2.6×109）