核技術(shù)作業(yè)與總結(jié)

1、核技術(shù)作業(yè)和總結(jié)第二章 放射性核素的制備21簡(jiǎn)述放射性核素的來(lái)源？答：天然放射性核素：從自然界存在的礦石中提取。人工放射性核素：通過(guò)核反應(yīng)堆生產(chǎn)、加速器生產(chǎn)和核素發(fā)生器等通過(guò)人工干預(yù)的核反應(yīng)制備。22簡(jiǎn)述I131干法生產(chǎn)工藝 ？1. 生產(chǎn)方式：A 一種是（n，f）法，即235U（n，f）131I，從輻照后的235U靶件中分離裂變產(chǎn)物131I。但提取率較低，并且從大量的裂變產(chǎn)物中提取裂變131I會(huì)另外產(chǎn)生大量的放射性廢物。B 另一種是（n，）法，即以單質(zhì)碲或碲的各種化合物為原料，入堆輻照后，碲經(jīng)過(guò)130Te（n，）131Te和-衰變生成131I，再將131I從靶材料中分離出來(lái)。2. 干法生產(chǎn)裝置

2、干法生產(chǎn)裝置主要包括加熱蒸餾、堿液吸收、廢氣處理三部分組成。 加熱蒸餾裝置由管式加熱電爐（帶溫度控制儀）、純化加熱爐、石英舟皿、石英加熱管組成。 堿液吸收裝置由兩級(jí)堿液吸收柱組成。第一級(jí)吸收柱容積50mL，第二級(jí)吸收柱容積250mL。 廢氣處理裝置廢物處理裝置由三級(jí)強(qiáng)堿液洗滌塔組成，每級(jí)洗滌塔容積1000mL,堿液濃度為5.0mol·L-1NaOH。除此之外，操作的工作箱或熱室需配置除碘過(guò)濾器。23制備加速器用固體靶件時(shí)應(yīng)該注意什么？（1）靶子物的選擇與處理 ：A 選擇適合的靶子物化學(xué)形態(tài)：靶子元素含量盡量高、靶子元素的化學(xué)純度要高、靶子物輻照后易于處理并轉(zhuǎn)化為所需的化學(xué)形態(tài)、堆內(nèi)輻

3、照時(shí)靶件的穩(wěn)定性（化學(xué)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性、輻照穩(wěn)定性）好。 B 盡可能采用高豐度的靶子元素作為靶子物：如采用天然或低豐度的靶子元素作靶 ,某些核素要發(fā)生兩次中子俘獲才能生產(chǎn)。（2）靶子物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及制備：靶件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括靶筒結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、靶芯的結(jié)構(gòu)（靶子物的形態(tài)）及其在靶筒內(nèi)的分布方式設(shè)計(jì)。靶件需要根據(jù)反應(yīng)堆所能提供的輻照孔道的參數(shù)（孔道尺寸、中子類(lèi)型及中子注量率分布）、靶件裝量及發(fā)熱量、靶件輻照管道冷卻方式以及靶件出入堆的抓取工具等條件設(shè)計(jì)，以保證輻照時(shí)靶件及反應(yīng)堆的安全。 （3）輻照靶件的焊封：輻照靶件必須具有良好的密封性，以保證同位素靶件在反應(yīng)堆輻照過(guò)程中不發(fā)生放射性物質(zhì)泄漏。（4）輻照靶件

4、的質(zhì)量控制：靶件需要經(jīng)過(guò)靶件密封性檢測(cè)、表面污染等檢測(cè)合格后才能入堆輻照。可采用的辦法有工業(yè)CT、中子照相技術(shù)、譜儀測(cè)量等進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)！24 幾種99Mo-99mTc發(fā)生器制備方法比較？1. 裂變型99Mo-99mTc發(fā)生器制備：A.柱填料的預(yù)處理柱填料主要為三氧化二鋁。裝柱后，采用低酸度的HCl溶液對(duì)柱填料進(jìn)行洗滌，以盡可能除去非常細(xì)小的三氧化二鋁。B.柱填料裝柱 ：采用濕法裝柱。由于酸性條件下氧化鋁表面帶正電荷，它能吸附呈負(fù)電的鉬酸根，所以裝柱時(shí)酸度控制在pH=23左右。C. 裂變99Mo料液上柱及預(yù)淋洗 ：采用加壓或負(fù)壓方式將一定量的裂變99Mo加入色譜柱內(nèi)。然后用0.9%的生理鹽水預(yù)淋

5、洗，檢驗(yàn)發(fā)生器管路是否通暢。2. 凝膠型99Mo-99mTc發(fā)生器制備：凝膠型99Mo-99mTc發(fā)生器也是一種色層發(fā)生器。它是將堆照后的MoO3溶解后，與ZrOCl2溶液反應(yīng)，生成化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的鉬酸鋯酰沉淀（ZrOMoO4），然后經(jīng)過(guò)濾、低溫干燥、粉碎、篩分等過(guò)程制成凝膠型99Mo-99mTc發(fā)生器柱填料。在用生理鹽水洗滌時(shí)，99mTc被洗滌下來(lái)，而99Mo仍以鉬酸鋯酰形式保持在發(fā)生器柱內(nèi)。1、什么示放射性示蹤技術(shù)，有哪幾種示蹤方式？答：定義：應(yīng)用放射性同位素對(duì)普通原子或分子加以標(biāo)記，利用高靈敏，無(wú)干擾的放射性測(cè)量技術(shù)研究被標(biāo)記物所顯示的性質(zhì)和運(yùn)動(dòng)規(guī)律，揭示用其他方法不能分辨的內(nèi)在聯(lián)系，此技

6、術(shù)稱(chēng)放射性同位素示蹤技術(shù)。 有三種示蹤方式：1)用示蹤原子標(biāo)記待研究的物質(zhì)，追蹤其化學(xué)變化或在有機(jī)體內(nèi)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。2)將示蹤原子與待研究物質(zhì)完全混合。3)將示蹤原子加入待研究對(duì)象中，然后跟蹤。加速器生產(chǎn)放射性核素的特點(diǎn)帶電粒子核反應(yīng)的庫(kù)侖勢(shì)壘高，適于制備輕元素的放射性核素如11C、13N、15O和18F等。加速器生產(chǎn)核素時(shí)，入射粒子是帶電粒子，所生成的放射性核素都是貧中子的核素。加速器生產(chǎn)的放射性核素，一般與靶核不是同一元素，故易于用化學(xué)分離，制得高比活度或無(wú)載體的放射性核素。2、試述反應(yīng)堆的分類(lèi)？答：按能譜分有：由熱能中子和快速中子引起裂變的熱堆和快堆； 按冷卻劑分有：輕水堆，即普通水堆（又

7、分為壓水堆和沸水堆）、重水堆、氣冷堆和鈉冷堆。按用途分有：（1）研究試驗(yàn)堆：是用來(lái)研究中子特性，利用中子對(duì)物理學(xué)、生物學(xué)、輻照防護(hù)學(xué)以及材料學(xué)等方面進(jìn)行研究；（2）生產(chǎn)堆，主要是生產(chǎn)新的易裂變的材料鈾-233、钚-239；（3）動(dòng)力堆，利用核裂變所產(chǎn)生的熱能廣泛用于艦船的推進(jìn)動(dòng)力和核能發(fā)電。3、放射性示蹤劑的選擇要考慮哪些因素？答：（1）放射性半衰期（2）放射性比活度（3）輻射類(lèi)型和能量（4）放射性核素的純度（5）放射性核素的毒性（6）示蹤劑的生物半衰期第三章 核分析技術(shù)與方法31請(qǐng)描述X射線(xiàn)熒光分析的基本原理？1.X射線(xiàn)的本質(zhì)與特點(diǎn) ：X射線(xiàn)（次級(jí)X射線(xiàn)熒光）是在原子核周?chē)?，由電子或其它粒?/p>

8、轟擊內(nèi)層軌道電子，并使之脫離原子而形成電子空位，在鄰近殼層電子補(bǔ)充空位時(shí)，其剩余能量釋放后產(chǎn)生的高頻電磁波，具有波動(dòng)性；波長(zhǎng)為：0.130.48Å2.X射線(xiàn)熒光的產(chǎn)生與莫塞萊定律：其一，高能粒子與原子發(fā)生碰撞并從中驅(qū)逐一個(gè)內(nèi)層電子，出現(xiàn)一個(gè)電子空位,此時(shí)原子處于受激態(tài) 。二，經(jīng)過(guò)10-1210-14s，外層電子向內(nèi)躍遷，填補(bǔ)內(nèi)層電子空位，同時(shí)放出X射線(xiàn)。每個(gè)譜系的X射線(xiàn)能量的平方根與原子序數(shù)Z之間存在著以下簡(jiǎn)單的線(xiàn)性關(guān)系：3. 俄歇效應(yīng)與熒光產(chǎn)額：X射線(xiàn)熒光產(chǎn)生過(guò)程中，若產(chǎn)生特征X射線(xiàn)的能量大于原子某外層電子的結(jié)合能時(shí)，則有可能將能量傳遞給原子本身的外層電子，使之成為自由電子，而不再

9、發(fā)射特征X射線(xiàn)。這一物理過(guò)程稱(chēng)為俄歇效應(yīng)，相應(yīng)的電子稱(chēng)為俄歇電子，俄歇電子的動(dòng)能為特征X射線(xiàn)的能量與該外層電子結(jié)合能之差。4.32利用X熒光分析方法進(jìn)行樣品分析時(shí)，對(duì)樣品有哪些具體要求？答：標(biāo)準(zhǔn)樣品的主要要求1）待測(cè)元素含量準(zhǔn)確可靠。2）具有多個(gè)含量不同的標(biāo)樣系列。3）化學(xué)組成和物理性質(zhì)與待測(cè)樣品一致。 4）物理，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，便于長(zhǎng)期保存和使用。33中子活化分析的原理是什么？用中子照射樣品，使待測(cè)核素發(fā)生核反應(yīng)，產(chǎn)生放射性核素，測(cè)定其放射性活度、射線(xiàn)能譜和半衰期根據(jù)活化反應(yīng)截面、中子通量等，確定被測(cè)樣品的元素成分和含量的分析方法。34中子衍射的原理和特點(diǎn)是什么？1.兩種活化分析方法的比較？2

10、、中子探測(cè)的主要方法有哪些？答：反應(yīng)法：產(chǎn)生帶電粒子，對(duì)物質(zhì)產(chǎn)生電離；核反沖法：中子與核彈性碰撞，反沖核能量耗于電離；核裂變法：裂變碎片能量耗于電離，產(chǎn)生脈沖；激活探測(cè)法:中子照射物質(zhì),使其部分變?yōu)榉派湫栽亍?、什么是（n,）中子活化分析，分哪幾步？答：定義：用中子照射穩(wěn)定核素，穩(wěn)定核素吸收中子變成放射性核素，發(fā)射射線(xiàn)，測(cè)量射線(xiàn)的能量和強(qiáng)度可以得知原來(lái)穩(wěn)定核素的元素名稱(chēng)和含量。步驟： 1）樣品 2）輻照 3）放射性測(cè)量 4）結(jié)果評(píng)價(jià)4、 中子活化的中子源主4.什么叫帶電粒子活化分析？ 具有一定能量的帶電粒子于物質(zhì)中的原子核發(fā)生核反應(yīng)時(shí)，如果反應(yīng)的剩余核是放射性核素，則測(cè)量這放射性核素的半衰期

11、和活度，就可以確定樣品中被分析元素的種類(lèi)和含量。這種元素分析方法稱(chēng)為帶電粒子活化分析（記為CPAA）。5.X射線(xiàn)熒光分析根據(jù)激發(fā)源的不同，可分成哪幾類(lèi)？答：（1）帶電粒子激發(fā)X熒光分析（2）電磁輻射激發(fā)X熒光分析（3）電子激發(fā)X熒光分析第四章 同位素儀器儀表 1.“老三計(jì)”指什么？各自原理是什么？料位計(jì)、密度計(jì)、厚度計(jì)1.核輻射穿透式厚度計(jì)對(duì)射線(xiàn)：對(duì)射線(xiàn)：僅對(duì)窄束單能射線(xiàn)適用，對(duì)寬束和多能射線(xiàn)需修正。2. 核反射式厚度計(jì)1、基本原理（射線(xiàn)）Ip0-由非常厚的散射體反射出的反散射線(xiàn)強(qiáng)度x-被測(cè)物厚度Ip-反散射強(qiáng)度k-決定于輻射能量的常數(shù)，可由下式確定：對(duì)于射線(xiàn)：核輻射式密度計(jì)1、穿透式密度計(jì)核

12、輻射式物位計(jì)1）利用輻射源和探測(cè)器間距離的變化測(cè)量物位2）利用物質(zhì)對(duì)射線(xiàn)的吸收程度測(cè)量物位2.常用儀表根據(jù)工作原理分類(lèi)？1）電離效應(yīng)Ø a、b靜電消除器， Ø a、b煙霧報(bào)警器， Ø a放射性避雷針。2）吸收效應(yīng) Ø a透射式厚度計(jì)，氣體壓力計(jì),密度計(jì)， Ø b同位素透射儀表，Ø g密度，料位及稱(chēng)重。3）散射效應(yīng) Ø b同位素反散射儀表，Ø g測(cè)井， n測(cè)井及水分計(jì)3、火災(zāi)報(bào)警器的原理？答：原理：放射性同位素的原子核在無(wú)外界作用下能自發(fā)地發(fā)生衰變，變成另一種原子核，同時(shí)放出射線(xiàn)、射線(xiàn)或射線(xiàn)等。前兩種射線(xiàn)都帶電，并且

13、具有較高的能量，所以能將空氣電離成正負(fù)離子而逐漸消耗自身的能。由于煙霧進(jìn)入電離空間時(shí)，吸附了某些離子，使離子遷移速度明顯變慢。據(jù)此，就可以做成離子感煙探頭。離子感煙探頭與控制電器裝置相配合，構(gòu)成了火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警儀器。 第五章 輻射加工51什么是輻照加工？輻照加工是利用電離輻射與物質(zhì)相互作用所發(fā)生的物理效應(yīng)、化學(xué)效應(yīng)和生物效應(yīng)，對(duì)被加工的物質(zhì)或材料進(jìn)行處理，使其達(dá)到預(yù)期效果。52輻照加工對(duì)產(chǎn)品的影響有哪些？1、電離輻射對(duì)活細(xì)胞的影響 有直接作用影響與間接作用影響兩種。一般在食品溫度065范圍內(nèi)時(shí)影響不大，但在高溫或0以下時(shí)則影響較大，微生物因受凍結(jié)損傷，其抗輻射能力有所減弱。2、輻照對(duì)蛋白質(zhì)的影響

14、 蛋白質(zhì)分子經(jīng)輻照后會(huì)發(fā)生變性現(xiàn)象。會(huì)使蛋白質(zhì)的顏色發(fā)生改變、使核蛋白失去生物過(guò)程中的功能以及食品的功能性質(zhì)發(fā)生改變等。經(jīng)分析研究證明經(jīng)適宜劑量 (50kGy以下)照射的食品，蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)成分無(wú)明顯變化，氨基酸組分恒定。3、輻照對(duì)脂類(lèi)的影響 脂肪分子經(jīng)輻照后會(huì)發(fā)生氧化脫羧、氫化、脫氫等作用，產(chǎn)生典型的氧化產(chǎn)物、過(guò)氧化物和還原產(chǎn)物。研究表明，只有較大劑量 (100kGy以上)輻照時(shí)，脂類(lèi)物質(zhì)的性質(zhì)才發(fā)生顯著變化。同時(shí)，研究還表明，用4050kGy的射線(xiàn)輻照后，脂肪的同化作用和熱能價(jià)值并不發(fā)生改變，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值毫無(wú)變化。4、輻照對(duì)碳水化合物的影響 碳水化合物分子經(jīng)輻照后相對(duì)比較穩(wěn)定，只在大劑量輻照后才引

15、起氧化和分解；使用2050kGy的劑量不會(huì)使糖類(lèi)的食品質(zhì)量發(fā)生變化，其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值并不因射線(xiàn)照射而改變。 5、輻照對(duì)維生素的影響 維生素分子對(duì)照射較為敏感，特別是維生素E；而維生素B（煙酸）對(duì)輻照很不敏感，維生素D對(duì)輻照也相當(dāng)穩(wěn)定。純維生素溶液對(duì)輻照很敏感，但若與食品中其他物質(zhì)復(fù)合存在時(shí)，其敏感性會(huì)降低。研究表明：食品受2025kGy劑量照射后維生素的破壞程度與加熱相同。53輻照射線(xiàn)是否會(huì)有射線(xiàn)殘留？衛(wèi)生安全性如何？答：產(chǎn)品經(jīng)輻照處理后會(huì)不會(huì)被誘發(fā)感生放射性。就放射污染來(lái)說(shuō)，輻照產(chǎn)品不存在這一問(wèn)題，被照產(chǎn)品在受輻射過(guò)程中從未直接接觸過(guò)放射性核素，產(chǎn)品只是受到了射線(xiàn)的外照射，因此不會(huì)沾染上放射性物質(zhì)

16、，不存在放射污染問(wèn)題。就誘發(fā)感生放射性問(wèn)題來(lái)說(shuō)，誘發(fā)放射性即指因輻照引起產(chǎn)品的構(gòu)成元素變成放射性元素問(wèn)題。據(jù)研究表明，要使組成產(chǎn)品的基本元素即C（碳）、O（氧）、N（氮）、P（磷）、S（硫）等轉(zhuǎn)變成放射性核素，至少要超過(guò)10MeV以上的高能射線(xiàn)照射。假使這樣，它們所生成的放射性核素的壽命多數(shù)是非常短暫的。不存在射線(xiàn)殘留問(wèn)題。第六章 核技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用61試比較診斷用放射性核素和治療用放射性核素各自的特點(diǎn)？放射性藥物的特點(diǎn)v 具有放射性l 診斷藥物：g、EC、bl 治療藥物： b-、av 具有不恒定性l 劑量的不恒定l 自輻射分解效應(yīng)v 化學(xué)引入量小l 微量，mg以下l 毒理研究可忽略化學(xué)物

17、質(zhì)毒性，重點(diǎn)考慮輻照劑量對(duì)人體的影響v 使用安全l 診斷藥物：可安全無(wú)創(chuàng)性診斷冠心病、腫瘤等疾病l 治療藥物：通過(guò)劑量控制，可安全有效地進(jìn)行治療62簡(jiǎn)述發(fā)射型計(jì)算機(jī)斷層成像技術(shù)分類(lèi)及各自特性？答：分為單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層成像技術(shù)（SPECT）和正電子發(fā)射斷層成像技術(shù)（PET）是現(xiàn)代核醫(yī)學(xué)常用的兩種成像技術(shù)。1.SPECT是用于獲得人體內(nèi)放射性核素的三維立體分布圖像。光電倍增管性能的影響的磁屏蔽必須增強(qiáng)。系統(tǒng)的均勻性、線(xiàn)性、穩(wěn)定性要求均高于常規(guī)照相機(jī)。還要裝備旋轉(zhuǎn)機(jī)架和低衰變的檢查床，配備計(jì)算機(jī)和SPECT專(zhuān)用的軟件，以實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)架的控制和圖像的重建等功能。2.正電子發(fā)射斷層PET ：（1）由一臺(tái)

18、小型加速器、自動(dòng)合成儀、計(jì)算機(jī)斷層設(shè)備組成，價(jià)格昂貴。（2）靈敏性好，可進(jìn)行代謝、分子、功能顯像，所以發(fā)展很快。（3）對(duì)應(yīng)放射性藥物放射性衰變方式：EC、b65何謂放射性治療藥物，該藥物主要包括哪幾類(lèi)？治療藥物 定義：是通過(guò)a，b射線(xiàn)對(duì)病人提供局部的放射性照射，以達(dá)到治療目的的。目前治療藥物主要有以下幾種：u 甲狀腺疾病u 骨與關(guān)節(jié)疾病u 神經(jīng)內(nèi)分泌腫瘤治療u 放射性核素的近距離治療專(zhuān)題穆斯鮑爾效應(yīng)分析1. 原子核能否產(chǎn)生共振吸收的影響因素有哪些？ 答： 輻射譜線(xiàn)的自然寬度 核反沖能量損失引起的輻射譜線(xiàn)的漂移 輻射譜線(xiàn)的多普勒展寬2. 采取哪些措施可以實(shí)現(xiàn)原子核的伽馬共振吸收？答：加熱發(fā)射體和吸收體 固定吸收體時(shí)以一定的速度轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)射體 將發(fā)射體和吸收體固定在具有規(guī)則排列的晶體中3.穆斯堡爾效應(yīng)的應(yīng)用？q 常見(jiàn)的應(yīng)用方面q 核物理-核壽命，電四極矩q 固體物理-原子運(yùn)動(dòng)，固體相變，固體缺陷q 化學(xué)領(lǐng)域-電子密度，化學(xué)鍵q 生物領(lǐng)域- 57Fe對(duì)蛋白質(zhì)分子與催化酶q 考古，環(huán)境2、穆斯鮑爾實(shí)驗(yàn)設(shè)備一般應(yīng)包括哪幾部分？答:（1）穆斯堡爾源（2）驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)（3）吸收體（4）探測(cè)器和其他附屬設(shè)備專(zhuān)題正電子湮沒(méi)技術(shù)1.正電子湮滅技術(shù)的應(yīng)用有哪些？答：v 研究物質(zhì)形態(tài)（相變過(guò)程），包括金屬、離子化合物、共價(jià)絕緣體化合物，半導(dǎo)體的高分子化合物，也包括固體的單晶、多晶、非晶