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放射化学期末基础大纲

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第一部分绪论

放射化学:是研究有关原子核反应、放射性核素和放射性物质的化学及应用研究的一门科学。

第二部分基础放射化学

衰变规律:

衰变时间规律:N=N0e-λt

衰变常数λ:是核素的放射性衰变或同质异能跃迁的概率。

放射性活度A:单位时间内衰变掉的放射性核的数目,即核素的放射性衰变率。 比活度:单位质量的物质的放射性活度。 放射性浓度:单位体积中的放射性活度 。 衰变种类:

α衰变:α衰变中放出42He核,从母体到子体的过程中,子体核素核子数减小4,核电荷数减小2。

β衰变:β衰变时,原子核中的一种核子转变为另外一种核子, β核子质量数不变,电荷数改变一个。

γ辐射:即不改变质量数也不改变原子序数,其衰变的结果只是发射能量,损失核的结合能

第五部分 放射性元素化学

掌握天然放射性元素的性质

具有放射性的核素称为放射性核素。全部同位素均由放射性核素组成的元素称为放射性元素。共同特点:1)起始都是长寿命元素,寿命大于或接近地球。2)中间产物都有放射性气体氡。并有放射性淀质生成。3)最后都生成稳定的核数。

1.钍系—4n系:1)4n表示系中各核素的质量数为4的倍数2)其起始元素是23290Th通过一系列α衰变最后生成208Pb(稳定)

2.铀系—4n+2系:1)表示系中各核素的质量数为4的倍数+2。2)其起始元素是23892U通过一系列α衰变最后生成206Pb(稳定)。

3.锕系—4n+3系:1)表示衰变系中各核素的质量数为4的倍数+3。2)其起始元素是23592U通过一系列α衰变最后生成20782Pb(稳定)。

第六部分 应用放射化学

放射性核素的主要生产方式:1)铀矿山2)加速器3)乏燃料4)反应堆5)其他还有:放射性核素发生器(母牛),用放射性同位素中子源照射来获得微量的放射性核素,用热核中子闪曝合成超铀元素。

同位素示踪法:是利用放射性核素作为示踪原子,通过放射性的测量以显示其存在的位置、数量及其转变过程,从而跟踪观察研究对象的运动变化情况。 示踪剂是一种带有特殊标记的物质,当它加入到被研究的对象中后,人们可以根据示踪剂的运动变化,来洞悉原来不易或不能辩认的被研究对象的运动和变化规律。 同位素稀释法:将待测元素与放射性同位素示踪剂充分混合,然后分离出一部分纯净待测样品,测其比活度,由比活度的变化来算出待测元素的含量。这种方法常用来测定不易分离的组份的含量。实质上是物理混合示踪法的扩展。 中子活化法:把原来没有放射性或放射性不易被测量的样品中的被测核素变成具有特征放射性的产物,然后可以通过测定其射线能量和半衰期进行定性鉴定,通过测定射线强度作定量分析。

标记化合物是指原化合物分子中的一个或多个原子、化学基团,被易辨认的原子或基团取代后所得到的取代产物。 标记化合物的制备:①化学合成法②同位素交换法③生物合成法④热原子标记法(热原子反

冲法)⑤另外根据需要还有多标记化合物等 掌握环境中放射性污染的主要特点及;

天然辐射来源于:宇宙辐射、陆地辐射、氡和矿物开采。

人工辐射源:对公众造成自然条件下原本不存在的辐射照射的这类辐射源称为人工辐射源。

大气层核试验,核武器制造,核能生产、放射性同位素的生产、核事故和应用所释放的气态或液态流出物可能直接进入环境;而放射性废物或核材料贮存、运输及处置则可能造成的放射性物质间接进入环境。 环境放射性的各种监测方法

监测方案:包括运行前本底调查;核设施运行中的常规监测;核事故应急监测;核设施退役的环境监测。

监测仪器:根据不同的监测目的,常用的核辐射监测仪器有:个人剂量计、环境放射性气体监测仪和环境核辐射监测仪。 流出物监测方案:是在废物管理系统或控制设施末端,即核设施排放口处对气载和液态放射性流出物进行的监测,是与环境监测和工作场所监测并行的一项监测工作。包括:气载流出物监测和液体流出物监测。

环境辐射的物理测量包括:就地监测和室内物理测量。 两个计算: 1)核反应产额A=

mHLσΦM

1?e?λt 其中H—同位素丰度,%L—阿佛加德罗常数σ—反应截

面Φ—中子通量λ=ln2/T1/2

例1 1mol LiCl在1012中子/cm2s通量密度下辐照5h产生氯和氚的放射性活度各多少?辐照结束0.5h和5h后,活度还有多少? 例2 为了测定样品中铜含量,1g样品在反应堆内1012中子/cm2s通量密度下辐照10h,把铜分离出来(分离时间2h,收率72%),在效率为48%的探测器上测得计数率为23500cpm,样品中铜含量(以ppm计)是多少?

2)放射性活度的计算A=

dNdt

=λN 或A=A0e?λt 1Ci=3.7×1010Bq=37GBq

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