放射化學(xué)計(jì)算題

1、例：計(jì)算(j sun)1g下列放射性核素的 ：226Ra、210Po、238U、222Rn、 220Rn、 219Rn。單位（Bq/mg）238U：T1/2=4.468109a226Ra：T1/2=1602a210Po：T1/2=138.4d219Rn：T1/2=3.96s220Rn：T1/2=55.6s222Rn：T1/2=3.82d共四十八頁(yè)S0Ra-226=3.71010Bq/g=3.7107Bq/mg210Po：1.661011Bq/mg，共四十八頁(yè)放射性濃度(Radioactive concentration) 放射性濃度C是指單位體積某放射性活度。 C=A/V 單位為Bq/mL 或

2、Bq/L。 例題：配1000mL濃度為10Bq/mL標(biāo)準(zhǔn)鈾溶液，需分析(fnx)純U3O8多少克? (已知：238U、 235U、 234U的豐度分別為：99.275%，0.720%，0.0054%；比活度S0分別為：12.4Bq/mg，79.4Bq/mg，2.3105Bq/mg；U的平均勻原子量為237.98，O的平均勻原子量為16)共四十八頁(yè)1、根據(jù)平均原子量及豐度計(jì)算(j sun)U的量；2、如以g為單位，則要注意與Bq/mg對(duì)應(yīng)。解：設(shè)需要m gU3O8解之m=0.479 g共四十八頁(yè)例： 1、從鈾礦石中分離提取227Ac，235U活度為1000Bq，分離得到(d do)的227Ac經(jīng)

3、測(cè)定，其活度為754Bq，求其化學(xué)收率？ 2、從鈾礦石中分離提取227Ac，已知礦石重為100g，礦石鈾品位為1.5%， 235U的豐度為7.2、T1/2為7.038108a，如果化學(xué)收率為55.5%，求能得到多少Bq 227Ac？阿佛加德羅常數(shù)為6.021023。共四十八頁(yè)例 在Purex流程(lichng)中，已知初始鈾活度為5.5Ci，钚的活度為4.2106Bq，鈾中去钚后，鈾活度為5.487Ci，钚的活度為1.2103Bq，求去污系數(shù)？共四十八頁(yè)例題： 用10mLCCl4萃取天然水中的微量131I，天然水的體積為10mL，已知131I的D值為85，通過(guò)計(jì)算比較一次用10mL用CCl4進(jìn)

4、行萃取與10mL CCl4分成兩次，每一次5mL進(jìn)行萃取，其萃取率是否(sh fu)一樣?共四十八頁(yè)解：E1=(1-1/(85+1) 100%=98.84；E2總=99.95%E2總 E1共四十八頁(yè)P(yáng)-33 習(xí)題：用HDEHP萃取放射性廢水中的90Sr時(shí)，已知相比R=0.2，D萃為74.8，試求一次萃取的萃取率？如果(rgu)要求90Sr的總萃取率達(dá)到99.9%，試計(jì)算萃取次數(shù)共四十八頁(yè)解：共四十八頁(yè)放射性衰變的時(shí)間規(guī)律 放射性核素A放出粒子x轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定核素B： 例 為了(wi le)使226Ra的量衰變掉1/100，需要多長(zhǎng)時(shí)間？TRa=1602a共四十八頁(yè)解：未衰變(shuibin)量為1

5、-1/100=0.99=23.26a共四十八頁(yè)解：當(dāng)鈾與鐳達(dá)到(d do)平衡后，它們的活度相等。即=3.410-73.5910-7沒(méi)有平衡。例 從1t含40%U3O8的瀝青鈾礦中能分離多少克鐳226Ra？多少Bq? TU=4.468109a，TRa=1602a。原子量：O為16，U為238，Ra為226；阿佛加德羅常數(shù)為6.021023 ， 238U的豐度為99.72%。共四十八頁(yè)解：共四十八頁(yè)例 238U在巖石(ynsh)中的平均含量為2.810-4%，理論計(jì)算相應(yīng)的巖石的226Ra為多少Bqkg-1？TU=4.468109a，TRa=1602a。 共四十八頁(yè)解：1 kg該巖石(ynsh)

6、中238U的量為110002.810-4%g=2.810-3 g；AU=ARa；UNU= ARa； =34.8Bq比活度為：34.8Bq/1 kg=34.8 Bqkg-1。 共四十八頁(yè)例：某環(huán)境樣品，經(jīng)分離(fnl)得89Sr、90Sr混合樣，測(cè)定它們的總活度為12Bq，放置10d，分離出90Y，化學(xué)收率為85%，經(jīng)測(cè)定90Y的活度為5.5Bq，問(wèn)該環(huán)境樣品中89Sr、90Sr的活度各為多少Bq？已知90Y的T1/2=64h共四十八頁(yè)解： 共四十八頁(yè)226Ra的半衰期為1602a，而222Rn的半衰期為3.82d ，它們很易建立期久平衡(pnghng)，于是有： ARa=ARn/(1-e-t)

7、 通過(guò)測(cè)量222Rn來(lái)測(cè)算226Ra的含量。例 射氣法測(cè)226Ra，未知鐳源封存24h，測(cè)得222Rn的活度為100Bq，已知氡的半衰期為3.82d，求鐳的活度。共四十八頁(yè)解：ARn=100Bq，TRn= 3.82d共四十八頁(yè)例 用標(biāo)準(zhǔn)液體鐳源刻度閃爍(shn shu)室。已知標(biāo)準(zhǔn)鐳源的活度為200Bq，封存24h，將222Rn從鼓泡器中轉(zhuǎn)移到閃爍室后，3h后測(cè)量，閃爍室的體積為500ml，閃爍室的本底為5cpm，測(cè)量計(jì)數(shù)為4505cpm，求閃爍室的刻度系數(shù)k。222Rn的半衰期為3.82d共四十八頁(yè)解：設(shè)該閃爍室的刻度(kd)系數(shù)為k測(cè)量時(shí)氡的活度ARn共四十八頁(yè)例 流氣式氡源的活度為120

8、0Bq（226Ra活度為1200Bq ），空氣流過(guò)該源，流量為1L/min，則流出的氣體氡的濃度(nngd)為多少Bq/m3？共四十八頁(yè)1 解 ARa=1200Bq，則每秒有1200個(gè)222Rn原子產(chǎn)生，1秒流過(guò)的體積為2解1秒內(nèi)累積(lij)氡量：流出氣體的氡濃度：共四十八頁(yè) 新制備好的222Rn源母體226Ra活度的測(cè)定，將新制備好的222Rn源放入體積(tj)為3500ml的干燥器內(nèi)封存28h后，從干燥器內(nèi)取5ml該放射性氣體注入體積(tj)為500ml的閃爍室內(nèi)，放置3h后，測(cè)得的計(jì)數(shù)為2280cpm，已知閃爍室的k值為13.2 ,本底為50cpm,T為3.82d求222Rn源（226

9、Ra）的活度？共四十八頁(yè)解：閃爍室測(cè)定222Rn的濃度(nngd)：3h前氡的濃度：進(jìn)入閃爍室的氡的活度：總的氡活度：源的活度：共四十八頁(yè)14C在考古上推究年代： 碳的化學(xué)性質(zhì) 放射性碳的物理和化學(xué)性質(zhì)與普通碳相似，但質(zhì)量數(shù)大的碳進(jìn)行光合作用及從空氣到水表面的吸收等反應(yīng)中的速度均比12C慢。 一古生物樣品碳中14C的比活度為現(xiàn)代(xindi)同一種生物樣品碳14C的標(biāo)準(zhǔn)比活度的1/3，則該生物樣品距今多少年?共四十八頁(yè)解： 研究樣品的年代與所采用放射性核素的半衰期不要相差太大。地質(zhì)樣品年代的確定： 87Rb-87Sr法： 半衰期為4.81010a。測(cè)定樣品中87Rb的含量，測(cè)定穩(wěn)定87Sr的含

10、量，一般情況下測(cè)定87Sr盈余（天然87Sr 含量在天然鍶中占7.00%）。 現(xiàn)有0.096%87Rb的一個(gè)礦物,經(jīng)測(cè)定 87Sr盈余為0.004%,求該礦石(kungsh)距今有多久?共四十八頁(yè)1、87Sr盈余為0.004%,則有0.004%87Rb衰變(shuibin)；2、總的87Rb：0.096%+0.004%=0.1%,即在礦石形成時(shí)總87Rb為0.1%;N=N0e-tt=2.8109a共四十八頁(yè)鈾-鉛法測(cè)定礦石中 原子比率(bl)同理得:當(dāng)今238U:235U=137.7。共四十八頁(yè)1molLiCl在1012個(gè)中子/cm2s通量密度(md)輻照下5h產(chǎn)生38Cl和3H的放射性活度各

11、多少?輻照結(jié)束后5h,各活度還有多少? T=12.3a,=940b,H(Li)=7.50%, M(Li)=6.939; T=37.2min,=0.43b,H(Cl)=24.23%, M(Cl)=35.453.共四十八頁(yè)3H：5h：Tt，A 1.365109Bq。 38Cl： 5h：共四十八頁(yè) 例：某環(huán)境樣品，經(jīng)分離(fnl)得89Sr、90Sr混合樣，測(cè)定它們的總活度為12Bq，放置10d，分離出90Y，化學(xué)收率為85%，經(jīng)測(cè)定90Y的活度為5.5Bq，問(wèn)該環(huán)境樣品中89Sr、90Sr的活度各為多少Bq？如放置15d？已知90Y ： 64h， 90Sr ：28.8a。共四十八頁(yè)解： 共四十八頁(yè)

12、放置(fngzh)15d： 約為90Y的5.6個(gè)半衰期。共四十八頁(yè) 例 pH=4，射線（0.120Mev）作用下，G(-H2O)=4.08，如果(rgu)要使1cm3水中分解的水分子數(shù)為102個(gè)，則水吸收劑量為多少?共四十八頁(yè)解： G(-H2O)=4.08，N=102 求D共四十八頁(yè)例 硫酸亞鐵劑量計(jì)的組成為空氣飽和的0.4mol/L H2SO4、10-3mol/L FeSO4和10-3mol/L NaCl水溶液組成，經(jīng)60Co射線輻照(f zho)后， G（Fe3+）=15.4。經(jīng)測(cè)定Fe3+的濃度變化量為110-4mol/L，則該劑量計(jì)的吸收劑量D為多少？阿佛加德羅常數(shù)為6.021023/

13、 mol。 共四十八頁(yè)解：已知：G（Fe3+）=15.4，L=6.021023/ mol ；求D。1、C=110-4mol/L，則每cm3的鐵物質(zhì)(wzh)的量為： 110-410-3=10-7 mol；2、每cm3的鐵離子數(shù)N為： 10-76.021023=6.021016；3、 =3.91017eVcm-3。共四十八頁(yè)例 硫酸鈰劑量計(jì)的組成(z chn)為空氣飽和的0.4mol/L H2SO4和(10-50.4) mol/LCe4+組成,經(jīng)60Co射線輻照后,存在一列反應(yīng),計(jì)算G(Ce3+).共四十八頁(yè)解：共四十八頁(yè)例 用反稀釋法稀釋含137Cs的待測(cè)樣品，已知137Cs的T1/2為30.

14、17a，K值為1.321016，將質(zhì)量為10mg銫穩(wěn)定同位素加到待測(cè)樣品中，混合均勻后分離(fnl)提純一部分混合物，測(cè)其比活度 ，則待測(cè)樣品中的137Cs的質(zhì)量為多少mg？共四十八頁(yè)解：共四十八頁(yè) 例題：用亞化學(xué)計(jì)量進(jìn)行測(cè)定時(shí)，已知引入標(biāo)準(zhǔn)物的質(zhì)量(zhling)為30.0mg，從放射性標(biāo)準(zhǔn)溶液中和從經(jīng)同位素稀釋后的樣品中分離提純的化合物的放射性計(jì)數(shù)分別為1200和60cpm，求待測(cè)物的質(zhì)量(zhling)為多少？共四十八頁(yè) 解：M0=30.0mg, mx=m0 (A0/Ad-1 )=30.0(1200/60-1)=570.0mg共四十八頁(yè) 例 在活化分析中，含微量氯的物質(zhì)在1012中子/（

15、cm2s）通量密度下輻照(f zho)5h，輻照(f zho)結(jié)束5h后，測(cè)得38Cl的活度為2.33104Bq，則LiCl中氯含量為多少g？已知其核反應(yīng)式為： ，38Cl的半衰期T1/2為37.2min，37Cl的豐度H為24.23%，氯的平均分子量 為35.453，阿佛加德羅常數(shù)L=6.021023/ mol , ln2=0.693，反應(yīng)截面為0.43b，1 b=10-24 cm2。 共四十八頁(yè)解：已知 =1012中子/（cm2s），=0.43b，輻照時(shí)間t=5h，冷卻時(shí)間t=5h，阿佛加德羅常數(shù)L=6.021023/ mol，豐度(fn d)H=24.23%，半衰期T1/2=37.2min， =35.453。 求氯的質(zhì)量mm=3.5510-3g共四十八頁(yè)內(nèi)容摘要例：計(jì)算1g下列(xili)放射性核素的 ：226Ra、210Po、238U、222Rn、 220Rn、 219Rn。放射性濃