苏州大学放射化学重点

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1、.绪论1. 放射化学 :研究放射性物质和核转变过程的化学，包括基础放射化学，放射性元素化学， 核化学，放射分析化学，应用放射化学。2. 放射性核素的特点 ：放射性；不稳定性；低浓度和微量3. 冷实验 ：用非放射性物质进行的模拟实验，目的在于考察仪器设备完好性和提高操作人 员的熟练程度。4. 吸附放射性核素的规律 ：玻璃 钢石英聚乙烯 聚丙烯 聚四氟乙烯5. 阻止或减少玻璃吸附放射性核素的措施 ：加载体；提高溶液酸度（除碘） ；硅烷化处理二. 放射化学分离方法1. 载体 ：以适当的数量载带某种微量物质共同参与某化学或物理过程的另一种物质2. 反载体 ：在分离过程中，为减少对某些放射性杂质核素的载

2、带而加入的这些核素的稳定 同位素或化学类似物。3. 放射性纯度 ：在含有某种特定放射性核素的物质中，该核素的放射性活度对物质中总放 射性活度的比值。4. 放射化学纯度 ：在一种放射性样品中，以某种特定的化学形态存在的放射性核素占总的 该放射性核素的百分数。5. 放射性浓度 ：单位体积某物质的放射性活度，即C=A/V A 为放射性活度， V 为体积，常用单位为 Bq/ml 或 Bq/l 。6. 放射性比活度 ：单位质量的某种放射性物质的放射性活度7. 放射化学分离常用的分离指标 :分离系数；化学回收率；净化系数8. 共沉淀法原理 :利用微量物质随常量物质一起生成沉淀的现象（即共沉淀现象） 来进行

3、分离、浓集和纯化微量物质的一种方法。9. 共沉淀法的类别 ：无机共沉淀法和有机共沉淀法。无机共沉淀法分为共结晶共沉淀法和 吸附共沉淀法；有机共沉淀法见 P10.10. 提高共沉淀法产物纯度的措施 ：1.加反载体或络合剂 2.控制溶液酸度 3.采用均相沉淀法4. 改变氧化价态 5.选择适当的沉淀条件 6.进行多次沉淀 7.洗涤沉淀11. 溶剂萃取法原理 ：将原先溶于某一液相（如水相）的欲萃取物质，与另一互不混溶的液 相（如有机相） 充分接触后， 通过物理或化学过程， 部分或几乎全部转入另一相的过程。12. 溶剂萃取法分离步骤和注意事项 ：萃取、洗涤、反萃取1. 充分振荡 2.注意放气 3.静置分

4、层13. 萃取剂 ：有机相中能将处于水相中的欲萃取物质转移至有机相的有机试剂。14. 稀释剂 ：为了改善萃取剂的某些物理性能而加入的有机溶剂，是能与萃取剂完全互溶的 惰性溶剂，在萃取过程中不参加反应。15. 萃取率 ：经萃取而进入有机相的欲萃取物的量占其在两相中的总量（即原始料液中欲萃 取物的量）的百分数。16. 提高萃取率的措施 ： 1.提高相比 2.增加萃取次数 3.加盐析剂 4.选择分配系数高的萃取 剂17. 盐析剂及其作用原理 ：在萃取体系中， 如果加入一种易溶于水相的盐类， 它既不被萃取， 又不与欲萃取物发生反应，但可提高欲萃取物的萃取率，这种盐类称为盐析剂，这种作 用称为盐析作用。

5、盐析剂能提高萃取率的原因是其具有水合作用和同离子效应。18. 萃取的本质 ：有的是根据物质在两相中溶解度的不同进行分离的物理分配过程，但大多 数是将被萃取物由亲水性转为疏水性可萃取物（萃合物）的化学分配过程。19. 萃取剂的种类、代表物、条件和作用机理A. 惰性萃取剂，四氯化碳，简单萃取，物理分配B. 中性含氧萃取剂，乙醚，较高酸度，羊盐萃取C. 中性磷类萃取剂，TBP，较高酸度和适宜酸类，中性络合物萃取D. 胺类萃取剂， TLA ，需长碳链醇类，铵盐萃取20. Purex 流程 ：在第一萃取循环中，六价 U 和四价 Pu 被 TBP 共萃取，从而与大量裂变产 物分离。然后用Fe2+作还原剂，

6、将有机相中的四价 Pu还原为三价Pu,使钚反萃到水相， 从而实现铀和钚的分离。在第二萃取循环中,仍用 TBP 萃取,分别对铀和钚进一步净化。如果净化 系数仍不够高,可采用第三次循环再次净化。21. 色谱法原理 ：色谱法是利用混合物中各组分在固定相和流动相中亲和力的差异使各组分 在两相之间分配不同来实现彼此分离的。22. 不同分离机理的柱色谱法的固定相1. 吸附柱色谱法：硅胶,氧化铝,活性炭,分子筛2. 离子交换柱色谱法：离子交换树脂（多孔性海绵状高分子聚合物）3. 萃取柱色谱法：中性、酸性磷类萃取剂和胺类萃取剂4. 凝胶渗透柱色谱法：凝胶5. 高效液相色谱法：固态或液态物质23. 色谱法分离步

7、骤1. 吸附柱色谱法：吸附剂的选择和预处理；装柱；分离操作2. 离子交换柱色谱法：离子交换剂的选择和预处理；装柱与转型；分离操作3. 萃取柱色谱法：色谱柱的制备；分离操作4. 凝胶渗透柱色谱法：凝胶的选择和预处理；装柱；分离操作24. 影响离子交换亲和力大小的因素 ：主要是离子的电荷数 Z 和离子的水化离子半径 r 。电 荷数 Z 越大,水化离子半径 r 越小,则亲和力越大。25. 色谱粉 ：吸附了萃取剂的支持体26. 支持体 ：起支持萃取剂作用的惰性固体物质27. 凝胶渗透柱色谱法原理 ：利用表面惰性的多孔物质凝胶,经泡胀后具有一定孔径的三维 网状结构,其网孔可使一定大小的分子渗透入内,较大

8、的分子不能进入网孔,可不受阻 滞地通过色谱柱,从而达到分离不同大小分子的目的。28. 共沉淀法 1、溶剂萃取法 2 和色谱法 3 比较有无载体： 1 有, 23 可无；浓集倍数 132 ；速度 231；分离效果 321 。29. 纸色谱法： 用色谱纸或以萃取剂、液体离子交换剂吸附在色谱纸上作固定相,用有机溶 剂或水溶液作流动相来分离不同物质的一种色谱分离方法。30. 比移值 : 某组分移动距离 /展开剂前沿移动的距离31. 薄层色谱法 ：将固定相均匀地涂覆在一块玻璃板或塑料板上,形成薄层,然后将试样滴 在薄层的一端（即原点） ,用适宜的展开剂作流动相,借助毛细作用流经薄层,使不同 组分随流动相

9、展开,从而达到分离目的。32. 电化学置换法原理（Po-210）：选择适当的金属作电极，使该金属的电极电位低于欲分离元素的还原电位而高于溶液中其他杂质元素的还原电位,欲分离元素就能自发地与该金属电极发生电化学置换反应在金属电极表面析出。33. 电解沉积法原理 ：不同金属离子在溶液中开始电解时，所需的外界最低电压不同，只要 选择适宜的外加电压使它低于欲分离金属离子的临界沉积电势而高于其他杂质离子的 临界沉积电势，则可使欲分离金属离子选择性地在电极上析出，从而达到分离目的。34. 分子电镀： 一种用有机溶剂作介质的飞水溶液体系电沉积法，被分离物质是以复杂的分 子形式在阴极上沉积出来。三. 天然放射

10、性元素化学1. 三种天然放射系 ：以 238U 为母体的铀系（ 4n+2 系）以 235U 为母体的锕系（ 4n+3 系）232以 232Th 为母体的钍系（ 4n 系）2. 天然放射系的规律： 1.母体的半衰期长2.子体与母体的质量数相差 4 的倍数 3.衰变链中有氡射气，产生放射性淀质4.最后稳定核素都是 Pb 的同位素3. 天然铀的组成：234U、235U、238U （最多）4. 铀的价态、典型化合物铀在水溶液中以u3+、u4+、UO2 +和uo22+四种状态存在，其中以 uo22+最稳定，u4+能 在酸性溶液中稳定存在； U02+在酸性溶液中会发生岐化反应； UO22+水溶液呈黄绿色；

11、u4+ 的水解能力最强，pH=2时会发生水解，而 UO22+在pH=3时才开始水解。铀的主要氧化物有 U02、U4O9、U3O8、UO3和UO4等，其中 508最稳定，常用作称量基准物，其次是 UO2 ；铀的氧化物和多种铀盐在高温和空气下，会生成U3O8UF4 俗称 “绿盐 ”，难溶于水和硝酸、盐酸，现时易溶于发烟高氯酸及能发生络合作用的草酸等介质中。UF6易升华，可用于气体扩散法富集天然铀中的235U； UF6遇水分解，生成HF ，可腐蚀玻璃。铀酰盐大多数易溶于水，在紫外线照射下，能发出黄绿色荧光。UO2（NO3）2?xH2O（x 可为2,3,6）,易溶于水。重铀酸盐难于水，（NH4）2U2

12、O7俗称 黄饼”它在铀的水冶过程中，常被用来分离和浓集铀。5. 铀的测定方法及原理A. 重量法:灼烧纯化的铀沉淀物，称重产物U3O8 ；B. 容量法:利用能与铀反应的沉淀剂，络合剂，氧化还原剂滴定；C. 分光光度法：利用四价U和二价UO2与显色剂生成有色络合物，它的吸光程度与铀含量在一定浓度范围成正比；D. 固体荧光法：利用二价UO2与熔剂如NaF在适宜温度下混熔制成珠球在365nm紫外线激发下发出黄绿色荧光,强度与铀含量在一定范围成正比；E. 激光-液体荧光法：在特定化学体系中，利用二价UO2与铀荧光增强剂生成一种简单络 合物,在氮激光器发射的 337nm 单色光激发下,产生黄绿色荧光,强度

13、与铀含量在一定范 围成正比；F. X 射线荧光法： 利用电离辐射使样品中的铀原子受激, 发出特征 X 射线荧光进行测定。G. 放射性分析法（主要为 丫能谱法）H中子活化分析法I. 裂变经迹刻蚀法6. 钍的价态 :钍在水溶液中以无色的四价离子存在。由于Th4+ 具有较高的离子势,所以它容易水解。通常情况下，当溶液pH3时，Th4+开始水解。Th（OH） 4沉淀在酸中的溶解性能与形成沉淀的条件和时间有关7. 钍的化合物 ：ThO2 组成固定，不易吸水，可作为称量基准物，其难溶于酸。 硝酸钍 Th（NO 3 ）4?xH2O（ x 可为 2,4,5,6），易溶于水，四水和六水硝酸钍最稳定 钍的难溶盐主

14、要有 ThF4、Th（C2O4）2、Th（IO 3）4等8. 钍的分析A. 重量法：灼烧纯化的难溶钍盐，称ThO2；B. 容量法： EDTA 络合滴定和六代硫酸钠间接氧化还原滴定；C. 分光光度法：同 U ;232 233D中子活化法：利用Th在反应堆中子照射下发生（n, y ）反应，转变为 Th及其3 -衰变子体233Pa,然后测定它们的3 -放射性活度并与标准样品比较9. 天然镭的同位素及其衰变类型：226Ra、223Ra、224Ra （ a衰变）228Ra （ 3衰变）10. Ra-226 、 Ra-228 测定Ra-226:射气法，a计数法，丫能谱法 Ra-228: a能谱法，测量子体

15、228Ac。11. 天然氡的同位素 :219Rn、 220Rn、 222Rn12. 活性炭分离氡的原理 ：物理吸附，吸附力随温度增加急剧下降。13. 双滤膜法测氡原理 ：当大气以恒速通过采样管，入口滤膜将空气中的氡子体过滤掉，让氡气穿行。 氡在行程中衰变生成的子体大多被出口膜收集。 采样管体积一定， 速度恒定， 气流飞行时间就是定值。期间氡子体的生成和氡浓度成正比，测出出口滤膜上的a 放射性活度就可以算出氡浓度。14钋的水解性：低浓钋在pH 1开始水解，形成带正电的羟基络合物，易被杂质吸附形成假胶体；pH7.5，形成带负电的氢氧化物真胶体；pH为1214,氢氧化钋溶解，生成PoO32离子15.

16、 Po-210 测量方法 ： a 计数法16. 氚的来源天然：宇宙射线核反应，太阳耀斑爆发产生的氚随太阳风到达地球，中子与6Li 核反应人工：大气层核爆炸，核动力堆，乏燃料后处理厂，回旋加速器制备17. 氚的测量 ： 3 - 计数法，液体闪烁计数法 低本底液体闪烁计数器测水中氚；干燥剂法测空气中氚；液体闪烁计数法测尿中氚12131418. 天然碳的组成及来源 ： 12C， 13C， 14C天然：宇宙射线核反应人工：大气层核爆炸，核燃料循环四. 超铀元素化学1. 超铀元素 :原子序数大于 92 的所有元素2. 锕系元素稳定价态规律和离子半径规律元素周期表第七周期中，从 89 号元素锕到 1 03

17、号元素铹一共 15个元素统称锕系元素。 在不含络合剂的水溶液（如高氯酸溶液）中，前几个锕系元素的高价稳定性随原子序数 的增加而增加；而超铀元素的高价稳定性却随原子序数的增加而下降；对于超钚元素而言， 最稳定的价态基本都是三价。锕系和镧系一样，其离子半径随原子序数增加而减小，这种现象称为锕系收缩。前面几 个锕系元素收缩幅度较大， 比相应镧系的收缩幅度大； 后面锕系元素收缩趋势越来越小， 甚 至比相应镧系收缩的幅度还小，使锕系元素间化学行为上的差别随原子序数增加而逐渐变 小，以致分离超钚元素变得越来越困难。3. 锕系元素离子络合能力规律四价三价六价五价4. 锕系元素离子水解规律 : 一般来说，锕系

18、元素三价，四价离子的水解能力随原子序数增加而增强：Pu（川） Np（川） U（川）Pu（IV） Np（IV） U（IV） Th （ IV ） 对同一种锕系元素而言，各种价态离子的水解能力随离子势的增加而增强，其次序为：四价六价三价五价5. 钚的同位素 ：目前已发现 15 种钚的同位素，其质量数从232 到 246，其中最重要的是239 238Pu。其次是Pu 238-2426. 钚的价态钚在水溶液中能以3到7价五种价态存在：水合Pu3+,水合Pu4+，水合PuO2+,水合PuO22+ 和水合PuO53，其中最稳定的价态是 +4价。钚的化合物：PuO2，PuCl4，四水合硫酸钚 不同价态钚离子的

19、水解能力随离子势的降低而减弱：Pu4+PuO22+ Pu3+ PuO2+7.241Am（镅卜252Cf（锎）的用途Am-241 ：化学物理研究，制备放射源，制备242CmCf-252 ：作中子源，生产短寿命医用放射性核素，治疗癌症，作核燃料五. 裂片元素化学1. 裂变产物：发射中子后的所有裂变碎片，包括B衰变前的初级产物和衰变子体2. 独立产额： 核裂变时直接生成某一裂变产物的几率3. 累积产额： 某一核素的独立产额加上由于其他裂变产物衰变生成的该核素的产额4. 链产额： 某一衰变链上所有链成员独立产额之和5. Cs-133 、 Cs-134、 Cs-137Cs-133唯一天然稳定同位素；Cs

20、-134活化产物，中毒性核素，3 , 丫放射体Cs-137中毒性核素，核污染的一种重要放射性核素，在卫生学上有重要意义；可作3辐射源，丫辐射源，可用于育种，食品贮存保险，医疗器械灭菌，癌症治疗等6. 铯的分离测定分离：离子交换法，沉淀法，溶剂萃取法测定：3射线测量法，丫能谱法7. 发烟硝酸法分离锶的原理： 利用锶和钙的硝酸盐在浓硝酸中溶解度不同来实现钙锶分离，再利用锶和钡的铬酸盐在醋酸溶液中溶解度的不同去除钡。留在锶中的稀土元素和 裂片放射性核素用氢氧化钙清扫，再以碳酸盐形式沉淀进行3 计数测定。将沉淀放置14D 后分离 90Y 测定活性，算出 90Sr。8. HDEHP 萃取色谱法分离锶的原

21、理1. 快速法：将样品溶液调节 pH 为 1.0,通过 HDEHP-Kel-F 色谱柱，钇被吸附，使之与锶 和铯等离子分离，再以 1.5mol/L HNO3 溶液洗涤色谱柱，以清除被吸附的铈、钷等轻 稀土离子，最后以 6mol/L HNO 3淋洗钇，实现 90Y 的快速分离，然后测定 90Y。2. 放置法：将 pH 为 2.5 的样品溶液通过色谱柱，用 0.5mol/L HNO 3 淋洗，流出液（含 Sr2+）放置14d后，分离和测定90丫。样品中存在 91Y、 144Ce 和 147Pm 等稀土核素时，会干扰快速法的测定。此时宜采用放置 法。9. 稀土元素 ：镧系元素与第三副族第四、五周期的

22、钪和钇统称稀土元素。10. 稀土元素的价态： 通常 +3 价11. 铈与其他稀土元素的分离 ：利用铈的四价碘酸盐难溶， 一般稀土元素的三价盐易溶于水。12. Ce-144 的测定144Ce（284d）的子体144Pr也是p放射性核素，且半衰期仅17.3min，因此从样品中分离出144Ce 后一般放置2h,使它们达到放射性平衡，然后测定总活度再计算出144Ce的活度。利用144Ce（0.3156MeV）和144Pr（2.996MeV）的3能量差异大，借助于 230 mg/cm2 Al片吸收法 只测定出 144Pr 来确定 144Ce 的活度。13. Pm-147 ， Tc-99m ， Ru-10

23、614. I-127 ， I-125 ， I-123 ， I-13115. 碘的化合物16. Xe-133 ， Kr-8517. 活化产物 : 活化产物是物质在中子等粒子作用下，发生核反应而产生的放射性核素。八. 放射性标记化合物的制备及其应用1. 放射性标记化合物 : 标记化合物是指化合物中某一个或多个原子或其化学基团被其易辨认 的同位素或其他易辨认的核素或其基团所取代而得到的产物。若取代的核素是放射性核素， 则所得产物就称为放射性标记化合物。标记包括同位素标记和非同位素标记。2. 定位标记（S）:标记原子处于标记化合物中的指定位置3. 名义定位标记（n）:在标记过程中，从标记方法预测，标记

24、原子应该在某特定位置上，而实际标记结果未作鉴定，或鉴定结果在特定位置上的标记原子数不能肯定大于95%。4. 全标记（G ：标记分子中所有稳定位置上的氢原子都可能被标记原子所取代，但程度不同。5. 均匀标记（U）:标记原子从统计学看，均匀地分布在标记化合物的分子中。6. 标记用放射性核素选择的原则 ：1. 能否得到所需的标记物 2. 使用这种放射性标记物能 否得到预期的研究结果或诊断、 治疗结果 3. 核素的理化性质、 核性质（射线的种类、 能量、 半衰期等） 、生产方式、产品纯度是否合适 4. 标记、测量、鉴定的方法是否容易 5. 实验 周期的长短，核素本身和杂质的毒性以及价格等7. 放射性标

25、记化合物的制备要求 ：1. 标记率高，回收未标记的放射性核素 2. 标记、分离、 鉴定等过程均需用微量或超微量技术； 在操作中， 尽量减少放射性核素的稀释， 避免引入不 必要的载体 3. 标记流程步骤少， 时间短， 尽可能在标记的最后阶段引入放射性核素； 正式 标记前需做冷实验 4. 把放射性核素引入到化合物的稳定位置或指定位置上， 进行充分的纯 化和精制8. 放射性标记化合物的制备方法 化学合成法：逐步合成法、加成法、取代法、间接标记法 生物合成法：全生物合成法、酶促合成法同位素交换法：气相曝射交换法、液相催化交换法金属络合法热原子反冲标记法、加速离子标记法、辐射合成法9. 放射性标记化合物

26、的纯化的必要性和方法必要性： 标记化合物在制备过程中会发生一些副反应，生成副产物， 此外还有未标记的放射性核素和欲标记物母体化合物及其他杂质，因此需要纯化。 标记化合物在存放过程中由于自辐射分解、 化学分解和微生物分解等原因， 使标记物上的放射性核 素脱落，标记物分解，以及因活性基团相互作用而产生不纯物质。方法：量大的标记物可用萃取法、 沉淀法、蒸馏法； 医用放射性标记化合物使用色谱法， 电泳法10. 放射性标记化合物质量鉴定： 物理鉴定，化学鉴定，生物鉴定物理鉴定：外观和性状、放射性活度和比活度、放射性纯度、颗粒度 化学鉴定：化学纯度、放射化学纯度、化学稳定性、载体含量、酸度和离子强度 生物

27、鉴定：无菌和无热原鉴定、生物毒性、生物活性、免疫活性、生物稳定性九. 放射性核素的制备及其应用1. 放射性核素的制备方法 :1. 反应堆生产放射性核素 2. 加速器生产放射性核素3. 从乏燃料后处理中提取放射性核素 4. 放射性核素发生器2. 核素发生器 ：一种可定期地从放射性母体核素中分离出放射性字体核素的装置， 其中母体 核素的半衰期较长， 子体核素的半衰期较短， 子体与母体容易达到放射性平衡， 故可定期地 从该装置中分离出一定量的子体核素来。3. 放射性核素示踪法原理 ：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

28、况。4. 放射性核素示踪法的类型 ：简单示踪法、物理混合示踪法、标记化合物示踪法5. 放免分析的原理 :书 156 页6. 放射免疫显像和放射免疫治疗的原理：是利用放射性核素标记的McAb具有特异的免疫反应，可定位到某种肿瘤上，从而可将其作为诊断和治疗癌症的一种有交方法。7. 同位素稀释法原理和类型 ：同位素稀释分析法是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。有正稀释法、反稀释法及亚化学计量稀释法。8. 中子活化分析 ：测量中子与样品中待测核素发生核反应所产生的放射性核素来测定该核素 含量的一种方法。 按中子能量不同可分为热中子活化分析、 快中子活化分析和共振中子活 化分析。热中子活化分析（以反应堆为中子源，利用（n, 丫 ）反应对核素进行活化）快中子活化分析（以同位素中子源、中子发生器和加速器为活化源，利用（n,p）、（n, a ）、（n,2n） 等核反应进行活化 ） 。实验部分1. Cs-137 分析2. Sr-90 分析3. I-131 分析4. 尿钍的分析