核化學與放射化學基礎試卷及答案2套

1、第 17 頁 共 17 頁 核化學與放射化學基礎 試卷1 一、 簡答（15分）1、 舉例說明化學純度、放射性純度、放射化學純度答：化學純度：指處于特定化學狀態(tài)的某物質的重量占產品總重量的百分數(shù)。放射性純度：指某放射性核素的放射性活度占樣品總放射性活度的百分數(shù)。放射化學純度：在樣品總放射性活度中，處于特定化學狀態(tài)的某核素的放射性活度所占的百分數(shù)。舉例略（只要所舉例子正確均可得分，沒有舉例扣一半分數(shù)）2、 舉例說明元素、核素、同位素、同質異能素答：元素：原子序數(shù)相同的同一類原子。核素：具有一定的原子序數(shù)、原子質量數(shù)和核能態(tài)的原子。同位素：原子序數(shù)相同，質量數(shù)不同的核素。同質異能素：原子序數(shù)和質量數(shù)

2、相同而核能態(tài)不同的核素。舉例略（只要所舉例子正確均可得分，沒有距離扣一半分數(shù)）3、 什么是半衰期、半交換期、半致死量、半厚度？分別寫出適當?shù)臄?shù)學表達式答：半衰期：指某放射性核素衰變到原來一半時的時間。 t1/2=ln2/半交換期：同位素交換反應的交換量達到平衡時的一半時所需要的時間。 t 1/2=ln2/2k (一級反應，k為速率常數(shù)) t1/2= abln2/(a+b)r (通式，r為反應速率)半致死量：使受試驗群體中半數(shù)死亡的最低輻射劑量。s/s0=e-d s/s0=50%時，d1/2=ln2/半厚度： 射線與物質相互作用時，使射線強度降低到原來一半所需的物質厚度。 d 1/2= ln2/

3、 （為線性吸收系數(shù)，當用其它吸收系數(shù)表示時，略有不同）注意：本體如只有文字表述，沒有數(shù)學表達式，視情況扣分。4、 什么是標記化合物？制備標記化合物時應注意哪些問題？答：標記化合物是指化合物分子中一個或多個原子或基團被易辨認的原子或基團所取代后的產物；制備時應注意：示蹤原子應標記在穩(wěn)定的位置上；示蹤原子應標記在合適的位置上；選擇合適的示蹤原子進行標記；對于放射性示蹤原子應考慮衰變類型、能量、半衰期和輻射損傷等。5、 何謂理想同位素交換反應？它有何特點？答：理想同位素交換反應：指不考慮同位素效應的同位素交換反應。特點：平衡常數(shù)kp=1，正、逆反應速率常數(shù)相等；同位素交換無熱效應，qt=0；正、逆反

4、應的活化能相等；同位素交換反應的平衡常數(shù)與溫度無關；同位素交換反應不伴隨濃度（不含同位素濃度）的變化。二、 配平下列核反應方程式（10分）(1)147n+10n( 136c ) +21h(2)22789ac42he +( 22387fr )(3)( 63li ) +21h242he(4)9642mo +42he10042tc + ( 01e )(5)21082pb01e +( 21081tl )(6)5626fe + 21h( 5627co ) +210n(7)94be +11h( 84be ) +21h(8)2713al +( 10n )2512mg +31h(9)23892u +42he(

5、 24194pu ) + 10n(10)( 11148cd ) +10n11248cd + 三、 把1cm3的溶液輸入人的血液，此溶液中含有放射性io=2000/秒的24na，過5小時后取出1cm3的血液，其放射性為i=16分-1。設24na的半衰期為15小時，試確定人體中血液的體積。（10分）解： 5小時衰變后活度： 人體稀釋后 （1min=60s） 四、 在一個洞穴中從灰中找到的木炭，每分鐘每克給出14c8.6計數(shù)。計算木炭的年齡。已知從一株活樹的外部得來的木材，給出的計數(shù)是每100秒25.5，14c的半衰期為5740年。（10分）解法一： 解法二： 殘存至今的分數(shù)為 五、 用慢中子照射碘

6、化氫時發(fā)生12758i(n,)12858i反應,放出4.8兆電子伏的光子.已知h-i鍵的鍵能為300千焦/摩爾.請由下列數(shù)據(jù)計算消耗于破壞化學鍵斷裂的反沖能,并由此解釋使鍵斷裂的原因.（15分）表6-3 化學鍵能與消耗與破壞化學鍵的反沖能靶子核 素光子能量(mev)鹵化氫鹵代乙烷鍵能(ev)消耗于破壞化學鍵的能量(ev)鍵能(ev)消耗于破壞化學鍵的能量(ev)37cl81br127i6.25.14.84.43.73.014.52.20.83.12.62.02354518解：反沖能 em=× p54(4-6) 由ee= p59(4-23) 分子激發(fā)能ee=0.75ev而鍵能300kj

7、/mol=3.1ev0.75ev因此，單從反沖能看，不能使鍵斷裂。那么，化學鍵斷裂的原因只能是內轉換電子造成的俄歇效應。 注意：此題如沒有回答出俄歇效應，扣5分。六、1、已知a粒子、熱中子和g射線的rbe值分別為10、2.5和1。試分別以西佛特和雷姆表示0.6戈瑞劑量的（a）a射線、（b）熱中子、（c）g射線的生物劑量當量。答：a、a射線 h=rbe×d =10×0.6 (sv) = 6.0×100 = 600 (rem)b、熱中子 h=rbe×d =2.5×0.6 (sv) = 1.5×100 = 150 (rem)c、g射線 h=

8、rbe×d =1×0.6 (sv) = 0.6×100 = 60 (rem)2、對于1兆電子伏的射線來說，電子吸收系數(shù)為0.211靶/電子。試分別求(a)水；（b）乙醇；（c）甲醇 的分子、質量及線性吸收系數(shù)。已知它們的密度分別為（a）1.000；（b）0.789；（c）0.793（15分）解：分子吸收系數(shù)： 質量吸收數(shù)： ()=×=5.486×10-24×cm2/g()=3.798×10-24×=0.0714cm2/g線性吸收系數(shù)： 0.0706×1.000=0.0706cm-1 0.0718×

9、;0.789=0.0567cm-1 0.0714×0.793=0.0566cm-1注意：此題第一小題5分，第二小題10分。七、用探測儀器測量某放射性物質的放射性活度，測得結果如下: 時間(秒) 計數(shù)率(秒-1)0 200 1000 182 2000 162 3000144 4000 133 試求該放射性物質的半衰期。（10分）解： 又則計算得 t1000200030004000(秒)7350657963306796 平均=6764秒=1.9小時注意：此題只要答案正確，不管以什么單位（小時，分，秒）表示都可得分。（裝 訂 線 內 不 要 答 題）八、什么是門檻劑量？下表中細胞殘存數(shù)據(jù)符

10、合單擊多靶模型的細胞殘存曲線s/s0 = 1- (1 - e-d)n，試由表中數(shù)據(jù)計算該條件下的門檻劑量。（15分）dose (gy)surviving fraction0.100.9930.250.9330.500.7291.000.3292.000.04583.000.005784.000.00071答：當s/s0=1時所對應的輻射劑量即為門檻劑量，用dq表示。 當d很大時， s/s0 = 1- (1 - e-d)n= n e-dq=1 則：dq=ln(n)/解： 當d很大時， s/s0 = 1- (1 - e-d)n= n e-d d=3 時， s/s0 = 1- (1 - e-d)n=

11、 n e-d= 0.00578 （1） d=4 時， s/s0 = 1- (1 - e-d)n= n e-d= 0.00071 （2） 解（1）（2）兩式，得 = 2.1 所以 d0 = 1/ 0.5 (gy) n = 3.15 則：dq=ln(n)/ =ln3.15/2.1=0.55 (gy)即 在此條件下的門檻劑量為0.55gy 核化學與放射化學基礎 試卷2三、 簡答1、 化學純度、放射性純度、放射化學純度答：化學純度：指處于特定化學狀態(tài)的某物質的重量占產品總重量的百分數(shù)。放射性純度：指某放射性核素的放射性活度占樣品總放射性活度的百分數(shù)。放射化學純度：在樣品總放射性活度中，處于特定化學狀態(tài)

12、的某核素的放射性活度所占的百分數(shù)。2、 元素、核素、同位素、同質異能素答：元素：原子序數(shù)相同的同一類原子。核素：具有一定的原子序數(shù)、原子質量數(shù)和核能態(tài)的原子。同位素：原子序數(shù)相同，質量數(shù)不同的核素。同質異能素：原子序數(shù)和質量數(shù)相同而核能態(tài)不同的核素。3、 半衰期、半交換期、半致死量、半厚度答：半衰期：指某放射性核素衰變到原來一半時的時間。半交換期：反應的交換量達到平衡時的一半的時間。半致死量：使受試驗群體中半數(shù)死亡的最低輻射劑量。半厚度： 射線與物質相互作用時，使射線強度降低到原來一半所需的物質厚度。4、 什么是標記化合物？制備標記化合物時應注意哪些問題？答：標記化合物是指化合物分子中一個或多

13、個原子或基團被易辨認的原子或基團所取代后的產物；制備時應注意：示蹤原子應標記在穩(wěn)定的位置上；示蹤原子應標記在合適的位置上；選擇合適的示蹤原子進行標記；對于放射性示蹤原子應考慮衰變類型、能量、半衰期和輻射損傷等。5、 何謂理想同位素交換反應？它有何特點？答：理想同位素交換反應：指不考慮同位素效應的同位素交換反應。特點：平衡常數(shù)kp=1，正、逆反應速率常數(shù)相等；同位素交換無熱效應，qt=0；正、逆反應的活化能相等；同位素交換反應的平衡常數(shù)與溫度無關；同位素交換反應不伴隨濃度（不含同位素濃度）的變化。二、用慢中子照射碘化氫時發(fā)生12758i(n,)12858i反應,放出4.8兆電子伏的光子.已知h-

14、i鍵的鍵能為300千焦/摩爾.試計算消耗于破壞化學鍵斷裂的反沖能,并由此判斷能否使鍵斷裂.表6-3 化學鍵能與消耗與破壞化學鍵的反沖能靶子核 素光子能量(mev)鹵化氫鹵代乙烷鍵能(ev)消耗于破壞化學鍵的能量(ev)鍵能(ev)消耗于破壞化學鍵的能量(ev)37cl81br127i6.25.14.84.43.73.014.52.20.83.12.62.02354518解：反沖能 em=× p54(4-6) 由ee= p59(4-23) 分子激發(fā)能ee=0.75ev而鍵能300kj/mol=3.1ev0.75ev不能使鍵斷裂1j=爾格（裝 訂 線 內 不 要 答 題）六、 把1cm3

15、的溶液輸入人的血液，此溶液中含有放射性io=2000/秒的24na，過5小時后取出1cm3的血液，其放射性為i=16分-1。設24na的半衰期為15小時，試確定人體中血液的體積。解： 5小時衰變后活度： 人體稀釋后 （1min=60s） 七、 在一個洞穴中從灰中找到的木炭，每分鐘每克給出14c8.6計數(shù)。計算木炭的年齡。已知從一株活樹的外部得來的木材，給出的計數(shù)是每100秒25.5，14c的半衰期為5740年。解法一： 解法二： 殘存至今的分數(shù)為 八、 配平下列核反應方程式(1)147n+10n( 136c ) +21h(2)22789ac42he +( 22387fr )(3)( 63li

16、) +21h242he(4)9642mo +42he10043tc + ( 01e )(5)21082pb01e +( 21081tl )(6)5626fe + 21h( 5627co ) +210n(7)94be +11h( 84be ) +21h(8)2713al +( 10n )2512mg +31h(9)23892u +42he( 24194pu ) + 10n(10)( 11148cd ) +10n11248cd +六、 今分析某混合物中的青霉素含量。為此在混合物中加入10.0毫克放射性比活度0.405微居里·毫克-1的標記青霉素。經分離得到0.35毫克純青霉素晶體，測得其

17、放射性比活度降為0.035微居里·毫克-1。試問該混合物中含多少毫克青霉素？解設：混合物中游wmg青霉素 則 =0.035 的w=106mg七、1、已知a粒子、熱中子和g射線的rbe值分別為10、2.5和1。試分別以西佛特和雷姆表示0.6戈瑞劑量的（a）a射線、（b）熱中子、（c）g射線的生物劑量當量。a、a射線 h=rbe×d =10×0.6 (sv) = 6.0×100 = 600 (rem)b、熱中子 h=rbe×d =2.5×0.6 (sv) = 1.5×100 = 150 (rem)c、g射線 h=rbe×

18、;d =1×0.6 (sv) = 0.6×100 = 60 (rem)2、對于1兆電子伏的射線來說，電子吸收系數(shù)為0.211靶/電子。試分別求(a)水；（b）乙醇；（c）甲醇 的分子、質量及線性吸收系數(shù)。已知它們的密度分別為（a）1.000；（b）0.789；（c）0.793解：分子吸收系數(shù)： 質量吸收數(shù)： ()=×=5.486×10-24×cm2/g()=3.798×10-24×=0.0714cm2/g線性吸收系數(shù)： 0.0706×1.000=0.0706cm-1 0.0718×0.789=0.0567cm-1 0.0714×0.793=0.0566cm-1八、下表中細胞殘存數(shù)據(jù)符合單擊多靶模型的細胞殘存曲線s/s0 = 1- (1 - e-d)n，試求出外推數(shù)n與d0的值；寫出符合這些數(shù)據(jù)的數(shù)學式并進行驗證。dose (gy)surviving fraction0.100.9930.250.9330.500.7291.000.3292.000.04583.000.005784.000.00071解： 當d很大時， s/s0 = 1- (1 - e-d)n= n e-d d=3 時， s/s0 = 1- (1 - e-d)n