放射元素分析-課件1

放射元素分析放射元素分析1課程要求了解超鈾元素的制備掌握天然放射性元素的性質(zhì).特點(diǎn)掌握鈾及钚的性質(zhì)了解人工放射性元素的性質(zhì)課程要求了解超鈾元素的制備掌握天然放射性元素的性質(zhì).特點(diǎn)掌握2第一節(jié)天然放射性元素第一節(jié)天然放射性元素3一、概述凡是具有放射性的核素稱為放射性核素。全部同位素均由放射性核素組成的元素稱為放射性元素在已知的118種元素中，有81種元素具有穩(wěn)定同位素，其余36種只有放射性同位素，他們的放射性半衰期長(zhǎng)短不等。原子序數(shù)大于83的元素（除43Tc和61Pm）屬于放射性元素(包括天然放射性元素和人工放射性元素)。一、概述凡是具有放射性的核素稱為放射性核素。全部同位素均由放4其中有三個(gè)核素232Th，238U和235U，由于它們具有足夠長(zhǎng)的半衰期，因此在自然界中它們?nèi)匀淮嬖冢⑿纬扇齻€(gè)天然放射性衰變系，即釷系(232Th或4n系)，鈾系（238U系或4n+2系），錒系（235U系或4n+3系)

共同特點(diǎn)起始都是長(zhǎng)壽命元素，壽命大于或接近地球。中間產(chǎn)物都有放射性氣體氡。并有放射性淀質(zhì)生成。最后都生成穩(wěn)定的核數(shù)。其中有三個(gè)核素232Th，238U和235U，由于它們具有5釷系—4n系4n表示系中各核素的質(zhì)量數(shù)為4的倍數(shù)其起始元素是23290Th通過一系列α衰變最后生成208Pb(穩(wěn)定)二、天然放射系及其衰變天然放射性元素即在自然界中天然存在的放射性元素釷系—4n系4n表示系中各核素的質(zhì)量數(shù)為4的倍數(shù)二、天然放射6鈾系—4n+2系表示系中各核素的質(zhì)量數(shù)為4的倍數(shù)+2其起始元素是23892U通過一系列α衰變最后生成206Pb(穩(wěn)定)錒系—4n+3系表示衰變系中各核素的質(zhì)量數(shù)為4的倍數(shù)+3其起始元素是23592U通過一系列α衰變最后生成20782Pb(穩(wěn)定)鈾系—4n+2系表示系中各核素的質(zhì)量數(shù)為4的倍數(shù)+2錒系—47镎系—4n+1系表示衰變系中各核素的質(zhì)量數(shù)為4的倍數(shù)+1其起始元素是23793Np通過一系列α衰變最后生成20983Bi(穩(wěn)定)此系非天然放射性，在40年代，已通過各種核反應(yīng)方法合成了這一放射系的所有成員。其衰變子體中無(wú)放射性氣體氡（Rn）镎系—4n+1系表示衰變系中各核素的質(zhì)量數(shù)為4的倍數(shù)+18三、天然放射性元素化學(xué)鈾（一）概述鈾的已知同位素有15個(gè)，質(zhì)量數(shù)為226-240，234U、235U、238U為天然存在。235U用途最大，地位最重要，因?yàn)樗橇炎兒巳剂?，但在自然界中其豐度不高，僅為0.714%，而238U的豐度最高為99.27%。三、天然放射性元素化學(xué)鈾（一）概述鈾的已知同位素有15個(gè)，質(zhì)9鈾既是放射性毒物又是化學(xué)毒物，它作用于人體的危害主要是化學(xué)毒性。通?？扇苄院蛽]發(fā)性鈾化合物的毒性較大。可溶性鈾化合物UO22+鹽進(jìn)入人體后，在血液中60%的UO22+形成具有超濾性的碳酸氫鹽絡(luò)合物而轉(zhuǎn)移到各組織器官，40%與蛋白質(zhì)結(jié)合。各種鈾化合物中毒后的主要損傷器官是腎臟，隨后出現(xiàn)神經(jīng)系統(tǒng)和肝臟的病變等。鈾既是放射性毒物又是化學(xué)毒物，它作用于人體的危害主要是化學(xué)毒10238U可通過核反應(yīng)生成核燃料239Pu23892U(n，2β)23994Pu鈾的人工同位素239U和233U是比較有用的核素：239U是制備239Pu的中間產(chǎn)物；233U是代替235U作為核燃料的比較有希望的一個(gè)核素。238U可通過核反應(yīng)生成核燃料239Pu11（二）金屬鈾及其物理、化學(xué)性質(zhì)物理性質(zhì)

鈾是一種比銅稍軟的銀白色致密金屬，具有金屬光澤，在室溫下，密度為19.07g.cm-3，是密度較大的金屬之一。熔點(diǎn)是1132℃，沸點(diǎn)為3813℃。它具有三種同素異形體：667.7℃以下是穩(wěn)定的，稱為α—U，屬斜方結(jié)構(gòu)；在667.7℃—774.8℃之間穩(wěn)定的稱為β—U，屬四方結(jié)構(gòu)；（二）金屬鈾及其物理、化學(xué)性質(zhì)物理性質(zhì)12在774.8℃—1132.3℃之間穩(wěn)定的稱為γ—U，屬體心立方結(jié)構(gòu)。α—U、β—U是各向異性的，加熱時(shí)兩個(gè)方向膨脹，而在一個(gè)方向收縮；γ—U是各向同性的。鈾原子較大，其半徑為1.56?。在774.8℃—1132.3℃之間穩(wěn)定的稱為γ—U，屬13化學(xué)性質(zhì)鈾的化學(xué)性質(zhì)很活潑，可與除惰性氣體外的所有元素反應(yīng)。在工業(yè)上，金屬鈾是用C或Mg、Ca等從其氧化物中還原得來的。UF4+2Mg→U+2MgF2+QUF4+2Ca→U+CaF2化學(xué)性質(zhì)鈾的化學(xué)性質(zhì)很活潑，可與除惰性氣體外的所有元素反應(yīng)。14鈾放在空氣中會(huì)緩慢地氧化，生成黑色的氧化膜，使其表面變暗。鈾粉在空氣中能自燃生成UO2或U3O8。鈾塊與沸騰的水作用生成UO2與H2，H2又與U作用生成UH3，由于UH3的生成使鈾塊容易破碎，加速了H2O對(duì)鈾的侵蝕。這種作用非常劇烈，在150—250℃時(shí)，反應(yīng)生成UO2和UH3混合物。7U+6H2O（汽）→3UO2+4UH3鈾放在空氣中會(huì)緩慢地氧化，生成黑色的氧化膜，使其表面變暗。鈾15鈾在溶解時(shí)被氧化成不同氧化態(tài)（3、4、6）的鈾鹽。金屬鈾能溶于HNO3，也能溶于HCl，鈾溶于HCl（HBr）時(shí)有黑色殘?jiān)５饘兮櫜蝗苡贖2SO4、HClO4，即不與之反應(yīng)，除非體系中含H2O2和HNO3。一般情況下，金屬鈾與堿不發(fā)生作用，但在堿中加入H2O2后可以溶解鈾并形成過鈾酸鹽鈾在溶解時(shí)被氧化成不同氧化態(tài)（3、4、6）的鈾鹽。金屬鈾能溶16（三）鈾的重要化合物鈾的氧化物鈾的主要氧化物有：UO2、U4O9、U3O8、UO3、UO4最穩(wěn)定的氧化物是U3O8、其次是UO2鈾在不同情況下，可以形成從+3~+6價(jià)的各種鈾化合物，其中最穩(wěn)定提六價(jià)鈾的化合物，其次是四價(jià)鈾化合物。（三）鈾的重要化合物鈾的氧化物鈾的主要氧化物有：UO2、U417

UO2動(dòng)力反應(yīng)堆中廣泛使用的燃料，同時(shí)也用于制取UF4可在還原劑存在下鍛燒分解鈾酰鹽或高溫還原某些鈾氧化物來制備：UO3+H2650℃UO2+H2O(NH4)4[UO2(CO3)3]800℃UO2+10NH3+9CO2+N2+9H2OUO2是一種暗紅色粉末，比重10.878g/cm3；熔點(diǎn)：2865℃UO2動(dòng)力反應(yīng)堆中廣泛使用的燃料，同時(shí)也用于制取UF4可在18UO2在室溫下較穩(wěn)定，但在空氣中加熱到200℃以上時(shí)被氧化為U3O8。在氧氣中，粉末狀的UO2會(huì)自燃。UO2在室溫下，與HCl、H2SO4和HNO3緩慢作用。UO2溶于熱HNO3得亮黃色硝酸鈾酰溶液；UO2與空氣隔絕，用強(qiáng)酸溶解得四價(jià)鈾鹽的綠色溶液。UO2在室溫下較穩(wěn)定，但在空氣中加熱到200℃以上時(shí)被氧化為19

U3O8U3O8可用灼燒多種鈾鹽或某些鈾氧化物來制備，其顏色隨制備條件的不同而呈現(xiàn)橄欖綠、墨綠或黑色等。U3O8是鈾最穩(wěn)定的一種氧化物，在500℃以上的空氣中，唯有U3O8才能穩(wěn)定存在，且組成不變，所以是重量法測(cè)鈾的基準(zhǔn)化合物。它不溶于水和各種稀酸，能溶于濃酸中形成U4+和UO22+的混合溶液。U3O8U3O8可用灼燒多種鈾鹽或某些鈾氧化物來制備，其顏20

其它鈾氧化物UO3為兩性鈾氧化物，它與酸作用生成鈾酰鹽，與堿作用生成難溶性鈾酸鹽如Na2UO4或重鈾酸鹽如(NH4)2U2O7（黃餅）。因此UO3又稱為鈾酰酐。UO3主要用來制備UO2和金屬U。過氧化鈾一般以UO4·2H2O的形式存在，它是一種難溶于水的酸性氧化物，但它能溶于無(wú)機(jī)酸而轉(zhuǎn)化為鈾酰鹽UO4·2H2O+H2SO4→UO2SO4+H2O2+2H2O其它鈾氧化物UO3為兩性鈾氧化物，它與酸作用生成鈾酰鹽，與21鈾的鹵化物鈾能與所有鹵族元素作用生成從+3~+6價(jià)的各種鈾鹵化物。鈾鹵化物的性質(zhì)隨鹵素原子序數(shù)和鈾化合價(jià)的增加有明顯的遞變關(guān)系：鈾鹵化物與水作用的能力和揮發(fā)性等隨鈾化合價(jià)的增加而增加；鈾鹵化物的吸濕性和在空氣中的氧化能力隨鹵素原子序數(shù)的增加而增加；鈾鹵化物的穩(wěn)定性則隨著鹵素原子序數(shù)的增加而減小。如UF6最穩(wěn)定，UCl6次之，而UBr6和UI6都不能穩(wěn)定存在。鈾的鹵化物鈾能與所有鹵族元素作用生成從+3~+6價(jià)的各種22

四氟化鈾(UF4)在U4+的酸性溶液中加入氫氟酸，即可得到UF4的水合物。在高溫下，將UO2與氟化氫或氟利昂、氟化銨等氟化劑作用，可制得無(wú)水的UF4。UF4為綠色晶狀物質(zhì)，俗稱“綠鹽”，其化學(xué)性質(zhì)不活潑，與氧在800℃時(shí)才發(fā)生反應(yīng)：2UF4+O2800℃UF6+UO2F2四氟化鈾(UF4)在U4+的酸性溶液中加入氫氟酸，即可得到23UF4難溶于水和HNO3，HCl等無(wú)機(jī)酸，但易溶于發(fā)煙高氯酸，也能因絡(luò)合作用而溶于草酸、草酸銨、碳酸銨以及含硼酸或鋁鹽的無(wú)機(jī)酸中。UF4還能與堿金屬過氧化物或過氧化氫的氨溶液劇烈反應(yīng)生成可溶性的過鈾酸鹽；與堿金屬或堿土金屬的氟化物反應(yīng)生成一系列復(fù)鹽(如NaUF5)UF4在沸水中易水解，水解產(chǎn)物在空氣中可部分地轉(zhuǎn)變?yōu)槟芤鸱沃卸镜腢O2F2。UF4難溶于水和HNO3，HCl等無(wú)機(jī)酸，但易溶于發(fā)煙高氯酸24

六氟化鈾(UF6)UF6是最重要的一種鹵化物，用于大規(guī)模分離235U和238U。UF6一般是在300℃下用氟氣通過粉末狀的UF4來制備：UF4+F2（氣）300℃UF6UF6是一種白色晶體，易升華，常壓下其升華點(diǎn)為56.5℃（此特性被用于氣體擴(kuò)散法富集天然鈾中的235U）。六氟化鈾(UF6)UF6是最重要的一種鹵化物，用于大規(guī)模分25UF6在干燥的空氣中比較穩(wěn)定，一般不與氧或氮反應(yīng)。但它是一種強(qiáng)氟化劑和氧化劑，常溫下大多數(shù)金屬及有機(jī)物均能被它腐蝕，而聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯等含氟塑料及鎳和高鎳合金可耐UF6的腐蝕。UF6能與水或水蒸汽強(qiáng)烈作用產(chǎn)生極毒氣體，且腐蝕性強(qiáng)，可引起玻璃、石英等器皿的腐蝕：UF6在干燥的空氣中比較穩(wěn)定，一般不與氧或氮反應(yīng)。但它是一種26即如果盛放UF6的器皿只要含有痕量的水或水蒸汽，就能使UF6大量分解，并腐蝕器皿。UF6+2H2O→UO2F2+4HF6HF+SiO2→H2SiF6+2H2O即如果盛放UF6的器皿只要含有痕量的水或水蒸汽，就能使UF627鈾的鹽類鈾酰鹽是由UO22+與酸根結(jié)合而成的，在紫外線照射下，能發(fā)出黃綠色熒光，其水溶液亦呈黃綠色。絕大多數(shù)鈾酰鹽是穩(wěn)定的，且易溶于水，只有少數(shù)如亞鐵氰化鈾酰(UO2)2[Fe(CN)6]等難溶于水；鈾酰鹽具有兩性性質(zhì)，在酸性介質(zhì)中以UO22+形式存在，而在pH＞5的介質(zhì)中，則以難溶性的重鈾酸鹽沉淀形式析出(見反應(yīng))。此性質(zhì)用來濃集鈾或從含鈾廢水中除去鈾。鈾酰鹽的特點(diǎn)鈾的鹽類鈾酰鹽是由UO22+與酸根結(jié)合而成的，在紫外線照射下28所有固體鈾酰鹽受熱都會(huì)分解，當(dāng)溫度大于700℃時(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)閁3O8。常見的鈾酰鹽為硝酸鈾酰、硫酸鈾酰、醋酸鈾酰以及草酸鈾酰等。2UO2SO4+6NaOH→Na2U2O7↓+2Na2SO4+3H2O2UO2SO4+3CaO→CaU2O7↓+2CaSO4↓所有固體鈾酰鹽受熱都會(huì)分解，當(dāng)溫度大于700℃時(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)閁3O29硝酸鈾酰UO2(NO3)2極易溶于水，也溶于多種有機(jī)溶劑（酮、醚、醇醛類），常見的是含6個(gè)結(jié)晶水的硝酸鈾酰。在水中的溶解度隨硝酸或硝酸鹽濃度增加而降低。與TBP形成中性溶劑絡(luò)合物而被萃取。利用這種性質(zhì)可使鈾與其他雜質(zhì)分離。無(wú)水的硝酸鈾酰制備比較困難。硝酸鈾酰受熱分解，放出NO2和O2氣。UO2(NO3)2·6H2O＞180℃2UO3+12H2O+4NO2↑+O2↑硝酸鈾酰UO2(NO3)2極易溶于水，也溶于多種有機(jī)溶劑（酮30硫酸鈾酰在核燃料前處理工藝中，常以H2SO4浸取鈾礦石，使鈾以硫酸根絡(luò)陰離子形式進(jìn)入溶液。UO2SO4的重水溶液具有較好的熱穩(wěn)定性，還可作為均相反應(yīng)堆的燃料。硫酸鈾酰常見的是可溶性的檸檬黃菱形晶體：UO2SO4·3H2O，還可生成一水合物和鹽。硫酸鈾酰在核燃料前處理工藝中，常以H2SO4浸取鈾礦石，使鈾31重鈾酸鹽在堿性介質(zhì)中，六價(jià)鈾沉淀出相應(yīng)的堿金屬重鈾酸鹽（碳酸胺除外）。重鈾酸鹽是一種重要的難溶性鈾鹽。把氫氧化鈉加到任何鈾酰鹽溶液中生成黃褐色無(wú)定形沉淀，再加入氨水轉(zhuǎn)變成鮮黃色(NH4)2U2O7沉淀（俗稱“黃餅”）；或者直接將氨水與鈾酰鹽作用。在鈾的水冶過程中，常用此反應(yīng)來分離和濃集鈾。重鈾酸鹽易溶于無(wú)機(jī)酸又重新轉(zhuǎn)變成鈾酰鹽。(NH4)2U2O7+3H2SO4→2UO2SO4

+(NH4)2SO4+3H2O重鈾酸鹽在堿性介質(zhì)中，六價(jià)鈾沉淀出相應(yīng)的堿金屬重鈾酸鹽（碳酸32（四）鈾的絡(luò)合物U4+和UO22+能與許多無(wú)機(jī)酸根如F-，NO33-，Cl-，CO32-和SO42-等形成無(wú)機(jī)絡(luò)合物，U4+的絡(luò)合能力比UO22+強(qiáng)，但具有實(shí)用意義的是UO22+所形成的絡(luò)合物。如UO22+與SO42-，Cl-，CO32-和C2O42-等酸根形成的陰離子絡(luò)合物。在鈾水冶廠和環(huán)境樣品監(jiān)測(cè)中，經(jīng)常利用強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂吸附鈾的絡(luò)陰離子如UO2Cl42-、UO2(SO4)22-和UO2(SO4)34-等，以達(dá)到分離、回收和濃集鈾的目的。鈾還能與硫氰酸鹽和亞鐵氰化鹽形成有色絡(luò)合物，可用于鈾的分析。無(wú)機(jī)絡(luò)合物（四）鈾的絡(luò)合物U4+和UO22+能與許多無(wú)機(jī)酸根如F-，N33U4+和UO22+能與灑石酸、檸檬酸和氨羧絡(luò)合劑等有機(jī)試劑形成相當(dāng)穩(wěn)定且易溶于水的絡(luò)合物。其中氨羧絡(luò)合劑如EDTA（乙二胺四乙酸二鈉）和DTPA等在臨床上常作鈾及其它一些金屬陽(yáng)離子的促排藥；在放射衛(wèi)生防護(hù)中，可采用pH9的5%EDTA溶液對(duì)鈾污染的物體表面進(jìn)行去污；U4+和UO22+能與β-二酮類、有機(jī)酸類、8-羥基喹啉和偶氮類等有機(jī)試劑形成各種有色絡(luò)合物；有機(jī)絡(luò)合物U4+和UO22+能與灑石酸、檸檬酸和氨羧絡(luò)合劑等有機(jī)試劑形34與酯類、醚類、酮類和含磷有機(jī)物等形成易溶于有機(jī)溶劑的絡(luò)合物；與不一些不含親水性基因的螯合物如銅鐵試劑、8-羥基喹啉等形成難溶于水的中性絡(luò)合物沉淀。運(yùn)用這些性質(zhì)可對(duì)鈾進(jìn)行化學(xué)分離和測(cè)定。與酯類、醚類、酮類和含磷有機(jī)物等形成易溶于有機(jī)溶劑的絡(luò)合物；35（五）鈾的分析測(cè)定分析方法重量法容量法極譜法分光光度法熒光法活化分析法固體熒光激光熒光檢出限10-2~10-15×10-4~10-310-8~10-610-710-105×10-1110-11（五）鈾的分析測(cè)定分析方法重量法容量法極譜法分光光度法熒光法36分光光度法利用U4+和UO22+與某些顯色劑能形成有色絡(luò)合物該絡(luò)合產(chǎn)物對(duì)一定波長(zhǎng)的光有最大吸收峰值，其吸光程度與鈾含量在一定濃度范圍內(nèi)成正比關(guān)系，即符合比爾定律來進(jìn)行鈾的測(cè)定。對(duì)不同離子選擇不同的顯色劑和不同的pH或酸堿度范圍。原理分光光度法利用U4+和UO22+與某些顯色劑能形成有色絡(luò)合物37熒光法熒光法是利用鈾在外來光源的激發(fā)下發(fā)出特征的熒光來進(jìn)行鈾的分析測(cè)定的。如：激光熒光。原理熒光法熒光法是利用鈾在外來光源的激發(fā)下發(fā)出特征的熒光來進(jìn)行鈾38放射性分析法α計(jì)數(shù)法——將含鈾樣品預(yù)先進(jìn)行化學(xué)分離，然后制成均勻薄膜源，用α計(jì)數(shù)器進(jìn)行測(cè)量。α能譜法——和α計(jì)數(shù)法一樣先將樣品制好，然后對(duì)鈾同位素的特征α能譜峰進(jìn)行測(cè)定（如238U的4.196MeV,235U的4.397MeV和234U的4.777MeV峰）。放射性分析法是利用鈾及其衰變子體的放射性來進(jìn)行鈾分析研究的方法。放射性分析法α計(jì)數(shù)法——將含鈾樣品預(yù)先進(jìn)行化學(xué)分離，然后制成39γ能譜法——利用238U，235U及其衰變子體的γ射線特征峰來進(jìn)行鈾的測(cè)定。液體閃爍計(jì)數(shù)法——用閃爍劑直接測(cè)α放射性。γ能譜法——利用238U，235U及其衰變子體的γ射線特征峰40利用U的（n,f）反應(yīng)和U的（n,γ）反應(yīng)來進(jìn)行鈾測(cè)定的方法?；罨治龇ɡ肬的（n,f）反應(yīng)和U的（n,γ）反應(yīng)來進(jìn)行鈾測(cè)定的41U在熱中子照射下發(fā)生裂變反應(yīng)，其裂變產(chǎn)物能使某些固體絕緣材料受到輻射損傷，經(jīng)化學(xué)蝕刻后，用光學(xué)顯微鏡計(jì)數(shù)或儀器掃描其裂變徑跡數(shù)，并與標(biāo)準(zhǔn)試樣的裂變徑跡數(shù)相比較，即可得出待測(cè)樣品中鈾的含量。裂變徑跡刻蝕法U在熱中子照射下發(fā)生裂變反應(yīng)，其裂變產(chǎn)物能使某些固體絕緣材料42釷釷廣泛分布于自然界,在地殼中的含量約為0.0008%，大致是鈾的兩倍。但釷的礦物種類卻比鈾少，一般以難溶性的氧化物或硅酸鹽形式存在于自然界中，所以它在江、河、湖、海和動(dòng)植物中的含量比鈾低得多。主要礦物為獨(dú)居石，其主要成分為釷和稀土元素的混合磷酸鹽；其次是方釷石，主要成分是二氧化釷和二氧化鈾；釷石，主要成分為硅酸釷。(一)、概況釷釷廣泛分布于自然界,在地殼中的含量約為0.0008%，大致43釷共有23種放射性同位素，其中有6種是天然存在的，即為227Th、228Th、230Th、231Th、232Th、234Th。其中232Th最重要，其富集度~100%，比活度為4.1Bq/mg。釷共有23種放射性同位素，其中有6種是天然存在的，即為22744（二）、釷的用途232Th和238U一樣，是可轉(zhuǎn)移的核燃料核素，它在中子照射下可發(fā)生（n,γ）反應(yīng)，轉(zhuǎn)變?yōu)橐琢炎兊暮巳剂虾怂?33U：232Th(n,γ)233Th233Pa233Uβ-22.3minβ-27.0d釷及其化合物可作光電管和氣體放電管的電極材料，氣燈紗罩的發(fā)光劑，化學(xué)合成中的催化劑以及鎢絲、電焊條和耐火材料的添加劑等。合金材料中加入少量釷，可提高金屬材料的強(qiáng)度和抗蠕變性質(zhì)。（二）、釷的用途232Th和238U一樣，是可轉(zhuǎn)移的核燃料核45天然釷屬中毒性元素，進(jìn)入機(jī)體的釷，無(wú)論是可溶性化合物還是不溶性化合物都容易形成絡(luò)合物，從而被吞噬細(xì)胞吞噬，進(jìn)入內(nèi)皮網(wǎng)狀組織。釷本身的化學(xué)毒性不高，但其化合物毒性較高，會(huì)引起釷急性中毒；釷及其子體的輻射作用會(huì)導(dǎo)致釷慢性中毒。天然釷屬中毒性元素，進(jìn)入機(jī)體的釷，無(wú)論是可溶性化合物還是不溶46（三）、釷的化學(xué)性質(zhì)及測(cè)量方法釷在水溶液中主要以無(wú)色的四價(jià)離子存在，在pH＞3時(shí)，Th4+就開始水解，在pH為3.5以上時(shí)，析出膠狀沉淀Th(OH)4。釷唯一穩(wěn)定的氧化物是ThO2。ThO2化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，難溶于水，具有很高的熔點(diǎn)(3050℃)，為白色粉末，可制成反應(yīng)堆元件。還可作為重量法測(cè)定釷的基準(zhǔn)化合物。硝酸釷是含有若干結(jié)晶水的水合物，其中以4水和6水硝酸釷最穩(wěn)定。（三）、釷的化學(xué)性質(zhì)及測(cè)量方法釷在水溶液中主要以無(wú)色的四價(jià)離47釷能與無(wú)機(jī)酸根離子形成易溶于水的無(wú)機(jī)絡(luò)陽(yáng)離子。也可以和有機(jī)試劑形成有色絡(luò)合物，這在光度法測(cè)定和萃取分離中具有重要意義。釷的測(cè)定主要有分光光度法、中子活化法。其它還有熒光絡(luò)合滴定法、極譜分析法、X射線熒光分析法和α、γ能譜法等。釷能與無(wú)機(jī)酸根離子形成易溶于水的無(wú)機(jī)絡(luò)陽(yáng)離子。也可以和有機(jī)試48鐳、氡天然鐳是鈾系、釷系和錒系三個(gè)天然放射系的成員。有25種放射性同位素，其中質(zhì)量數(shù)為223，224，226和228的同位素是天然存在的。而226Ra是最重要的同位素，它在自然界中豐度最大。226Ra的比活度為3.7×104Bq/μg，所以在鈾礦水冶廠要對(duì)226Ra進(jìn)行核素監(jiān)測(cè)。Ra具有典型的堿土金屬的性質(zhì)，化學(xué)性質(zhì)活潑，所以主要以鐳鹽的形式存在。鐳鐳、氡天然鐳是鈾系、釷系和錒系三個(gè)天然放射系的成員。有25種49幾乎所有的鐳化合物在剛制成時(shí)都是白色的，放置過程中由于自身的輻射作用逐漸分解變色。所以純的鐳鹽在暗處都能發(fā)出美麗的淡藍(lán)色熒光。Ra2+在低濃度下極易被玻璃器皿、濾紙或其它雜質(zhì)吸附。所以操作鐳溶液時(shí)應(yīng)在較高酸度下進(jìn)行。在處理廠礦中含鐳廢水時(shí)，常利用Ra2+被高錳酸鉀活化的鋸末、硫酸炭化的鋸末和磺化煤等吸附劑強(qiáng)烈吸附的特點(diǎn)進(jìn)行處理。測(cè)定方法有射氣法、α計(jì)數(shù)法、其它鐳子體放射性測(cè)量法、α能譜法、γ能譜法。幾乎所有的鐳化合物在剛制成時(shí)都是白色的，放置過程中由于自身的50氡是釷或鈾的放射性衰變子體，主要存在于鈾、釷礦石，礦井水和礦泉水中。氡經(jīng)分子擴(kuò)散、強(qiáng)迫對(duì)流和空氣滲入而在自然界中遷移。氡共有27種同位素和3種同質(zhì)異能素。一般所指的氡是226Ra的衰變產(chǎn)物222Rn。氡屬稀有氣體，是鈾衰變系在常溫下唯一的氣態(tài)元素，一般以單原子氣體形式存在。一般情況下，室內(nèi)空氣中氡及其子體的濃度高于室外。氡氡是釷或鈾的放射性衰變子體，主要存在于鈾、釷礦石，礦井水和礦51化學(xué)性質(zhì)在一般條件下是很不活潑的，但在強(qiáng)氧化劑、氟化劑的作用下就可進(jìn)行反應(yīng)生成相應(yīng)的產(chǎn)物。測(cè)量方法有雙濾膜α放射性測(cè)量法、液體閃爍法、α能譜法、快速三段法計(jì)算氡子體的濃度?；瘜W(xué)性質(zhì)在一般條件下是很不活潑的，但在強(qiáng)氧化劑、氟化劑的作用52第二節(jié)人工放射性元素第五部分放射性元素化學(xué)第二節(jié)人工放射性元素第五部分放射性元素化學(xué)53一、概述人工放射性元素是指最初用人工方法合成而被鑒定的、沒有穩(wěn)定同位素的元素。超鈾元素（原子序數(shù)大于92的所有元素統(tǒng)稱為超鈾元素）以及兩個(gè)較輕的元素，锝（Z=43）和钷（Z=61），還有原子序數(shù)為85的砹，均為人工放射性元素。它們?cè)谧匀唤缡遣淮嬖诘?，因?yàn)槠浒胨テ谧铋L(zhǎng)的核素都比地球的年齡短得多。一、概述人工放射性元素是指最初用人工方法合成而被鑒定的、沒有54它們主要靠加速器或反應(yīng)堆人工制得。镎、钚、镅和鋦可以在核電站中通過238U的中子俘獲得到，锝和钷可以從核裂變產(chǎn)物中大量獲得。而原子序數(shù)大于96的超鋦元素必須有目的地加以合成。在超鈾元素中，習(xí)慣上對(duì)于位于钚、鋦、鐨、鐒之后的元素又分別稱為超钚、超鋦、超鐨、超鐒元素。超鈾元素主要用作核燃料、能源和輻射源。它們主要靠加速器或反應(yīng)堆人工制得。镎、钚、镅和鋦可以在核電站55二、錒系元素通論在周期表中，從89號(hào)元素錒到103號(hào)元素鐒一共15個(gè)元素統(tǒng)稱為錒系元素。價(jià)態(tài)對(duì)于超鈾元素之前的錒系元素的高價(jià)離子，其穩(wěn)定性隨原子序數(shù)的增加而增加；超鈾元素的高價(jià)態(tài)離子穩(wěn)定性隨原子序數(shù)的增加而下降；而超钚元素最穩(wěn)定的價(jià)態(tài)基本都是三價(jià)。二、錒系元素通論在周期表中，從89號(hào)元素錒到103號(hào)元素鐒一56離子半徑離子半徑57離子半徑隨原子序數(shù)增加而減小——錒系收縮。但這種收縮是不均勻的，前面幾個(gè)錒系元素收縮的幅度較大，后面錒系元素收縮的趨勢(shì)越來越小。這種收縮使錒系元素間化學(xué)行為上的差別隨原子序數(shù)增加而逐漸變小，以致分離超钚元素越來越困難。離子半徑隨原子序數(shù)增加而減小——錒系收縮。58氧化還原反應(yīng)氧化還原反應(yīng)59表中為錒系元素在1.0mol/LHClO4中的標(biāo)準(zhǔn)還原電位。E0（Ⅳ/Ⅲ）的數(shù)值從釷到锘上升（Bk,Cf除外），即三價(jià)錒系離子的穩(wěn)定性隨原子序數(shù)的增加而增加。從表中還可以看出，Np的E0（Ⅵ/Ⅴ）比U和Pu高，則說明5價(jià)Np比5價(jià)U和Pu穩(wěn)定。錒系元素離子的M3+/M4+和MO2+/MO22+的氧化反應(yīng)比M4+/MO2+和M4+/MO22+要容易得多，前者只需轉(zhuǎn)移一個(gè)電子，后者要形成或斷裂M—O鍵。表中為錒系元素在1.0mol/LHClO4中的標(biāo)準(zhǔn)還原電位。60反應(yīng)過程中如果有H+參與，電極電勢(shì)還要受酸度影響，因此降低酸度有利于M4+的氧化。MO22++4H++2e-M4++2H2OMO2++4H++e-M4++2H2O由于M（Ⅳ）形成絡(luò)合物的能力大于M（Ⅵ）和M（Ⅲ），在氧化還原過程中，加入適當(dāng)?shù)慕j(luò)合劑，將有利于M（Ⅵ）還原成M（Ⅳ）或M（Ⅲ）氧化成M（Ⅳ）。反應(yīng)過程中如果有H+參與，電極電勢(shì)還要受酸度影響，因此降低酸61U、Np、Pu和Am的Ⅳ和Ⅴ價(jià)離子在溶液中會(huì)發(fā)生自氧化還原（歧化反應(yīng)），其歧化反應(yīng)的趨勢(shì)從U到Am隨原子序數(shù)的增加而加大。即：3M4++2H2O2M3++MO22++4H+2MO2++4H+M4++MO22++2H2O另外，錒系元素的一些核素由于輻射化學(xué)效應(yīng)導(dǎo)致溶液中高氧化態(tài)的自還原或低氧化態(tài)的自氧化。如：241Am（Ⅵ）在15mol/LCsF溶液中的自還原為最終產(chǎn)物Am（Ⅲ）；249Bk（Ⅲ）在2mol/LK2CO3溶液中自氧化成Bk（Ⅳ）。U、Np、Pu和Am的Ⅳ和Ⅴ價(jià)離子在溶液中會(huì)發(fā)生自氧化還原（62絡(luò)合反應(yīng)不同價(jià)態(tài)離子的絡(luò)合能力按下列次序遞減：M（Ⅳ）＞M（Ⅲ）≥M（Ⅵ）＞M（Ⅴ），即4價(jià)絡(luò)合物最穩(wěn)定，而5價(jià)以?；x子MO2+形式存在時(shí)，形成的絡(luò)合物穩(wěn)定性最弱。3價(jià)、4價(jià)絡(luò)合物的穩(wěn)定性隨離子勢(shì)（Z/r）的增加而增加。其配位數(shù)因錒系元素的種類、價(jià)態(tài)及配位體的不同而不同。一般來說3價(jià)錒系元素的絡(luò)合物配位數(shù)主要是6或8；4價(jià)錒系元素絡(luò)合物的配位數(shù)為8或10；而錒系元素?；x子的配位數(shù)主要是6，7，8。絡(luò)合反應(yīng)不同價(jià)態(tài)離子的絡(luò)合能力按下列次序遞減：M（Ⅳ）＞M（63錒系元素的陽(yáng)離子能與CO32-，C2O42-，NO3-，Cl-，OH-，H2Y2-等形成絡(luò)離子。其中與NO3-和Cl-形成絡(luò)陰離子，如M（NO3）62-，MCl62-等，在萃取分離和陰離子交換分離中，常用此性質(zhì)。錒系元素離子還可與多種有機(jī)試劑如TBP，TOPO，TTA，HDEHP，EDTA等生成絡(luò)合物，廣泛用于核工業(yè)生產(chǎn)中錒系元素的萃取分離、純化、去污和促排中。錒系元素的陽(yáng)離子能與CO32-，C2O42-，NO3-，Cl64水解反應(yīng)錒系元素離子的電荷都較高，在水溶液中大都可發(fā)生水解反應(yīng)，一般說來，3價(jià)、4價(jià)離子的水解能力隨原子序數(shù)的增加而增強(qiáng)，即:Pu(Ⅲ)＞Np(Ⅲ)＞U(Ⅲ)Pu(Ⅳ)＞Np(Ⅳ)＞U(Ⅳ)＞Th(Ⅳ)對(duì)同一種元素而言，各種價(jià)態(tài)離子的水解能力隨離子勢(shì)的增加而增強(qiáng)，其次序?yàn)椋篗（Ⅳ）＞M（Ⅵ）＞M（Ⅲ）＞M（Ⅴ）水解反應(yīng)錒系元素離子的電荷都較高，在水溶液中大都可發(fā)生水解反65在低酸度溶液中，高價(jià)錒系離子的水解產(chǎn)物因水解程度不同可形成多種水解離子，如MOH3+，M(OH)22+，M(OH)3+，M(OH)4沉淀等。錒系元素離子大部分陽(yáng)離子在水解過程中除產(chǎn)生單核型的水解產(chǎn)物外，有時(shí)還發(fā)現(xiàn)有聚合型水解產(chǎn)物，且有的元素離子的水解產(chǎn)物與放置時(shí)間有關(guān)，放置時(shí)間越長(zhǎng)，其膠體或沉淀產(chǎn)生的比例越大。在低酸度溶液中，高價(jià)錒系離子的水解產(chǎn)物因水解程度不同可形成多66三、人工放射性元素钚（一）概述钚是人工放射性元素，它最早是在1940年由西博格通過用16MeV的氘核轟擊U-238進(jìn)行核反應(yīng)而發(fā)現(xiàn)的：238U

(d,2n)238Np238Pu……β-2.117dα87.74a钚的發(fā)現(xiàn)三、人工放射性元素钚（一）概述钚是人工放射性元素，它最早是在67第二年，即1941年又發(fā)現(xiàn)了239Pu：238U

(n,γ)239U239Np239Puβ-23.5minβ-2.35d2.41×104aα钚的同位素目前已發(fā)現(xiàn)15種钚的同位素，其質(zhì)量數(shù)從232到246，其中最重要的是239Pu?，F(xiàn)在它幾乎都由天然鈾作裝料的熱中子反應(yīng)堆生產(chǎn)，將來快中子增殖堆可預(yù)期成為239Pu的主要來源。其次是238Pu。239Pu和238Pu的比活度分別為2.32×103和6.44×105Bq/μg。第二年，即1941年又發(fā)現(xiàn)了239Pu：238U(n,γ68放射元素分析-課件169钚的主要用途和危害239Pu和241Pu裂變截面較高，可作為核燃料，239Pu又是核武器的核燃料。238Pu是制備放射性核素電池的良好材料，高純度的238Pu還可作為醫(yī)用放射性核素。238，239，240，242Pu均屬極毒性核素。钚在機(jī)體pH值下，易水解成難溶的氫氧化物膠體或聚合物。血液中的钚離子可與血漿蛋白形成絡(luò)合物?？扇苄訮u主要蓄積于骨和肝，可誘發(fā)骨肉瘤或肝癌；吸入的Pu主要轉(zhuǎn)移至肺淋巴處，可能誘發(fā)肺癌。钚的主要用途和危害239Pu和241Pu裂變截面較高，可作為70钚自發(fā)裂變放出中子或α衰變放出的α粒子引起雜質(zhì)元素（如F，O等）發(fā)生（α，n）反應(yīng)而釋放中子，可對(duì)眼睛有一定的危害。钚衰變時(shí)易發(fā)生群體反沖現(xiàn)象，產(chǎn)生放射性氣溶膠，所以在操作可钚時(shí)，應(yīng)在手套箱中進(jìn)行。钚應(yīng)該密封保存。钚自發(fā)裂變放出中子或α衰變放出的α粒子引起雜質(zhì)元素（如F，O71（二）钚及其化合物金屬钚可用鈣還原钚的氟化物、氧化物來制備，如：PuF4+2CaPu+2CaF2Δ金屬钚金屬钚在空氣中易被氧化；粉末狀的钚在空氣中能自燃而生成PuO2。金屬钚易溶于稀鹽酸生成藍(lán)色的Pu3+溶液；與稀硫酸能緩慢地進(jìn)行反應(yīng)，但卻完全不與硝酸或濃硫酸起作用。钚幾乎能與所有非金屬元素結(jié)合，形成钚的化合物。（二）钚及其化合物金屬钚可用鈣還原钚的氟化物、氧化物來制備，72钚的氧化物钚易與氧結(jié)合形成多種氧化物（如Pu2O3，PuO2等），其中最穩(wěn)定的是PuO2。PuO2熔點(diǎn)高，耐輻照，是一種重要的核燃料化合物。钚的過氧化物、氫氧化物、草酸鹽和硝酸鹽等在空氣中加熱至800—1000℃時(shí)，都能生成純的化學(xué)計(jì)量的PuO2。PuO2的溶解性與其制備溫度有關(guān)。經(jīng)過高溫（＞1200℃）燃燒的PuO2，呈黃棕色，它在鹽酸和硝酸中溶解極慢且不完全，除非有少量HF存在。因此，溶解PuO2時(shí)常先用KHSO4，KHF2或Na2O2—NaOH與其一起熔融；沒有預(yù)先經(jīng)過高溫加熱的PuO2呈棕綠色，能溶于熱的濃硫酸中。钚的氧化物钚易與氧結(jié)合形成多種氧化物（如Pu2O3，PuO273钚的氟化物钚的氟化物主要有PuF3、PuF4和PuF6三種。PuF3和PuF4的化學(xué)性質(zhì)不活潑，難溶于酸和水，但能溶于含有硼酸、Al3+或Fe3+離子的溶液中。PuF6與UF6一樣，是一種易揮發(fā)的氟化物，并且是一種非常強(qiáng)的氧化劑，能使UF4轉(zhuǎn)變?yōu)閁F6。钚的氟化物钚的氟化物主要有PuF3、PuF4和PuF6三種。74钚的化合物钚能與一些無(wú)機(jī)酸根作用生成各種價(jià)態(tài)的易溶性和難溶性的钚鹽，4價(jià)钚鹽最重要，其次是6價(jià)钚鹽。易溶性鹽有4價(jià)鹽Pu(NO3)4、Pu(SO4)2和PuCl4以及6價(jià)鹽PuO2(NO3)2和PuO2Cl2等。難溶鹽有4價(jià)鹽Pu(C2O4)2、Pu(IO3)4和Pu(HPO4)2以及6價(jià)鹽(NH4)4[PuO2(CO3)3]和Na2Pu2O7等。此類化合物常用作沉淀分離、濃集钚的物質(zhì)。Pu(SO4)2·4H2O具有穩(wěn)定性好、組成固定和純度高的特點(diǎn)，常用作钚分析的基準(zhǔn)物質(zhì)。钚的化合物钚能與一些無(wú)機(jī)酸根作用生成各種價(jià)態(tài)的易溶性和難溶性75（三）钚的水溶液化學(xué)钚在水溶液中的價(jià)態(tài)钚在水溶液中能以3~7價(jià)五種價(jià)態(tài)存在，表現(xiàn)為水合Pu3+、水合Pu4+、水合PuO2+、水合PuO22+、水合PuO53-，其中最穩(wěn)定的是+4價(jià)。（三）钚的水溶液化學(xué)钚在水溶液中的價(jià)態(tài)钚在水溶液中能以3~776表中是不同價(jià)態(tài)钚離子在高氯酸水溶液體系中的形式及顏色。不同價(jià)態(tài)具有不同的吸收光譜，所以水溶液顏色不同。金屬钚溶解后的價(jià)態(tài)與所用酸的種類有關(guān)：HCl、HBr、H3PO4和HClO4等酸溶解的钚主要呈Pu3+，用HNO3和HF溶解的钚主要呈Pu4+。钚在溶液中受自身α輻射的影響，所以價(jià)態(tài)比較復(fù)雜，且钚在水溶液中會(huì)產(chǎn)生自身歧化反應(yīng)。表中是不同價(jià)態(tài)钚離子在高氯酸水溶液體系中的形式及顏色。不同價(jià)77钚的水解與聚合水解不同價(jià)態(tài)钚離子的水解能力隨離子勢(shì)的降低而減弱，依次為：Pu4+＞PuO22+＞Pu3+＞PuO2+在強(qiáng)堿溶液中，Pu3+會(huì)生成藍(lán)色的Pu(OH)3，但很快被空氣中的氧氣所氧化，形成Pu(OH)4或PuO2·xH2O。钚的水解與聚合水解78Pu4+在pH＞1的水溶液中就水解，水解產(chǎn)物為Pu(OH)4，PuO2·xH2O或多聚物。PuO2+在pH＜5時(shí)基本不水解，pH≈6.8時(shí)，開始析出PuO2（OH）沉淀。聚合在弱酸性溶液中，Pu4+與Th4+和U4+相似，能形成膠狀聚合物。Pu4+水解生成氫氧化物后，氫氧根轉(zhuǎn)變?yōu)檠鯓颍ā狾—）而形成Pu4+的聚合物，些聚合過程不過逆。但提高酸度、加入絡(luò)合劑可防止其聚合。Pu4+在pH＞1的水溶液中就水解，水解產(chǎn)物為Pu(OH)479钚的絡(luò)合物各種價(jià)態(tài)的钚離子在含有無(wú)機(jī)酸根或有機(jī)酸根的水溶液中能形成不同配位體的絡(luò)合物，其中以Pu4+形成的絡(luò)合物最穩(wěn)定，也最重要。Pu4+與NO3-，Cl-，CO32-，C2O42-，SO42-等無(wú)機(jī)酸根能形成絡(luò)陰離子。如Pu(NO3)62-，PuCl62-，Pu(CO3)44-，Pu(C2O4)44-，Pu(SO4)32-等，這在钚的分離和難溶性钚鹽的溶解中得到廣泛應(yīng)用。Pu4+能酮類、酯類、羧酸類、胺類和氨羧絡(luò)合劑等有機(jī)試劑形成有機(jī)絡(luò)合物，這種性質(zhì)常用于钚的萃取分離和去污促排。目前對(duì)加速體內(nèi)钚的排除，效果最佳的的DTPA鈣鹽和鋅鹽。钚的絡(luò)合物各種價(jià)態(tài)的钚離子在含有無(wú)機(jī)酸根或有機(jī)酸根的水溶液中80钚的氧化還原反應(yīng)在水溶液中，各種價(jià)態(tài)钚離子的氧化還原行為不僅與其氧化還原電位有關(guān)，而且還與溶液的酸度、介質(zhì)、溫度和氧化還原劑的性質(zhì)等因素有關(guān)。常用的氧化還原劑有氨基磺酸亞鐵、羥胺、肼、亞硝酸鈉、溴酸鈉、4價(jià)鈰鹽等，可獲得不同價(jià)態(tài)的钚離子。純的PuO2+溶液只能以還原PuO22+來獲得，而Pu(Ⅳ)直接氧化總是生成PuO22+。钚的氧化還原反應(yīng)在水溶液中，各種價(jià)態(tài)钚離子的氧化還原行為不僅81由于各種價(jià)態(tài)的氧化還原電位比較接近，在一定酸度下，钚的+3~+6四種價(jià)態(tài)離子能同時(shí)存在并形成熱力學(xué)穩(wěn)定體系，這在所有元素中是特有的。它們存在如下平衡：Pu4++PuO2+Pu3++PuO22+Pu4+在低酸度溶液中存在歧化反應(yīng)，絡(luò)合劑的存在可抑制歧化反應(yīng)：3Pu4++2H2O2Pu3++PuO22++4H+Pu5+只能在低酸度（pH2~6）中穩(wěn)定存在，在高酸度和堿性溶液中均易發(fā)生歧化。由于各種價(jià)態(tài)的氧化還原電位比較接近，在一定酸度下，钚的+3~82（四）钚的分析測(cè)定钚的常用定量分析方法有重量法、氧化還原法、分光光度法、輻射測(cè)量法等。對(duì)環(huán)境樣進(jìn)行測(cè)量時(shí)，常常用萃取、離子交換等化學(xué)方法對(duì)樣品進(jìn)行濃集或純化處理。α計(jì)數(shù)法和α能譜法對(duì)于待測(cè)樣品中無(wú)其它α放射體時(shí)，α計(jì)數(shù)法常用于測(cè)量微量钚，但如果要測(cè)钚的同位素組成則需要進(jìn)行α能譜分析。一般用電沉積法制備薄源，然后用低本底α計(jì)數(shù)器或半導(dǎo)體α能譜儀進(jìn)行分析測(cè)定。（四）钚的分析測(cè)定钚的常用定量分析方法有重量法、氧化還原法、83液體閃爍計(jì)數(shù)法將樣品中的钚經(jīng)濃集、純化之后，與液體閃爍劑混合，再用液體閃爍計(jì)數(shù)器進(jìn)行測(cè)量。測(cè)量應(yīng)用舉例尿钚的測(cè)定：先將尿樣硝化后，調(diào)節(jié)钚為4價(jià)，用磷酸鉍共沉淀法濃集，陰離子交換法純化，電沉積制源，最后用α計(jì)數(shù)法測(cè)量。以TRPO或HDEHP為萃取劑，PPO為閃爍劑，可從含钚櫚溶液中萃取钚，然后直接在液體閃爍計(jì)數(shù)器上測(cè)量，廣泛用于環(huán)境和生物樣品中239Pu的測(cè)定。液體閃爍計(jì)數(shù)法將樣品中的钚經(jīng)濃集、純化之后，與液體閃爍劑混合84镅镅的所有同位素均已被發(fā)現(xiàn)，其中最重要的是241Am和243Am，兩者均可用照射钚的方法大量生產(chǎn)，均為α放射體，其半衰期分別為433a和7370a。镅生成的核反應(yīng)為：β-14.4aα433a239Pu（n,γ）240Pu（n,γ）241Pu241Am……镅镅的所有同位素均已被發(fā)現(xiàn)，其中最重要的是241Am和24385主要用于該元素的化學(xué)和物理性質(zhì)研究，制備中子源和其他種放射性源之外，還可用于制備242Cm。用241Am可制成性能比較理想的241Am—Be中子源；由于241Am的γ射線能量低，防護(hù)簡(jiǎn)單、安全、半衰期長(zhǎng)，使用幾年都可以不用校正，所以還可用于薄板測(cè)厚儀、濕度計(jì)和骨密度測(cè)定儀，還可作為X射線熒光分析的γ放射源。而243Am幾乎全部用于生產(chǎn)鋦和超鋦元素。241Am的用途主要用于該元素的化學(xué)和物理性質(zhì)研究，制備中子源和其他種放射性86镅的水溶液化學(xué)比較重要。在水溶液中能以2-7價(jià)存在，其中以3價(jià)最穩(wěn)定。當(dāng)不存在絡(luò)合劑時(shí)，水溶液中3、5、6價(jià)镅離子均以水合離子形式存在。而4價(jià)只有在濃的氟化物和磷酸鹽溶液中才能穩(wěn)定存在。不同價(jià)態(tài)的镅離子在水溶液中的存在形式和顏色也不相同。4、5價(jià)镅在水溶液中均可發(fā)生歧化反應(yīng)，而6價(jià)镅又可被自α輻射還原，因此，水溶液中的4、5價(jià)最終都轉(zhuǎn)變?yōu)?價(jià)镅。镅的化學(xué)性質(zhì)镅的水溶液化學(xué)比較重要。在水溶液中能以2-7價(jià)存在，其中以3873價(jià)镅能與Cl-、NO3-、和SCN-等陰離子發(fā)生絡(luò)合作用，生成絡(luò)陰離子AmX4-。它們比鑭系元素相應(yīng)的絡(luò)合離子更穩(wěn)定，且能被陰離子交換樹脂吸附，利用此性質(zhì)可分離镅與鑭系元素。3價(jià)Am也能與一些有機(jī)試劑發(fā)生絡(luò)合作用，如可與TTA、PMBP分別螯合等。這一性質(zhì)常用于微量镅的萃取分離。而3價(jià)镅與TIOA，季銨鹽，HDEHP以及TBP等生成疏水性絡(luò)合物的性質(zhì)可用于镅與鑭系元素的分離。3價(jià)镅能與Cl-、NO3-、和SCN-等陰離子發(fā)生絡(luò)合作用，88一般對(duì)镅含量較大的樣品，可采用重量法、量熱法或氧化還原法；對(duì)含微量镅的樣品，采用放射性測(cè)量法或分光光度法測(cè)定。環(huán)境和生物樣品常用α計(jì)數(shù)法、α能譜法、γ計(jì)數(shù)法、γ能譜法和液體閃爍計(jì)數(shù)法。測(cè)量前要對(duì)樣品進(jìn)行分離富集。分析測(cè)定一般對(duì)镅含量較大的樣品，可采用重量法、量熱法或氧化還原法；對(duì)89共沉淀法離子交換色譜法萃取法萃取柱色層法等分離富集的方法制源時(shí)可制成薄源也可用厚源法測(cè)量。共沉淀法分離富集的方法制源時(shí)可制成薄源也可用厚源法測(cè)量。90四、裂片元素化學(xué)放射性銫銫是55號(hào)元素，位于元素周期表第六周期第一主族，屬堿金屬元素。共有31種同位素和5種同質(zhì)異能素。133Cs是唯一穩(wěn)定的天然同位素。鈾裂變的主要產(chǎn)物是137Cs，其為β放射體，半衰期為30.17a，比活度為3.2×105Bq/μg。其子體為137Bam，所以137Cs也可以作γ輻射體。概述四、裂片元素化學(xué)放射性銫銫是55號(hào)元素，位于元素周期表第六周91137Cs可用作育種、食品貯存保鮮、醫(yī)療器械滅菌、癌癥治療以及工業(yè)設(shè)備的γ探傷輻射源。還可制成137Cs—137Bam放射性核素發(fā)生器，隔20min就可得到挖飽和活度的137Bam，因而對(duì)同一病人短時(shí)間內(nèi)可重復(fù)使用，不增加成本亦不會(huì)對(duì)周圍環(huán)境造成污染。134Cs是活化產(chǎn)物，β、γ放射體，半衰期為2.062a。131Cs也是活化產(chǎn)物，衰變方式是電子俘獲，131CsCl注射液可用于心臟掃描，診斷心肌梗塞等疾病。137Cs可用作育種、食品貯存保鮮、醫(yī)療器械滅菌、癌癥治療以92137Cs是核污染的一種重要放射性核素，在衛(wèi)生學(xué)上具有重要意義。進(jìn)行人體后分布均勻，可用普魯士蘭{Fe4[Fe(CN)6]}進(jìn)行促排。銫的化學(xué)性質(zhì)銫的化學(xué)性質(zhì)與鉀極為相似，但更加活潑，極易失去一個(gè)電子，形成+1價(jià)離子。易形成多鹵鹽：CsI3、CsI4、CsBr5、CsI2Br等。多數(shù)鹽溶于水，其大多數(shù)復(fù)鹽及大陰離子形成的鹽類難溶。如Cs2PtCl6、Cs3Bi2I9、CsB(C6H5)4、磷鉬酸銫Cs3[PO4(MoO3)12]、亞硝酸鈷鈉銫CsNa[Co(NO2)6等。137Cs是核污染的一種重要放射性核素，在衛(wèi)生學(xué)上具有重要意93銫易被無(wú)機(jī)離子交換劑如磷鉬酸銨（AMP）、亞鐵氰化鈷鉀[KCoFe(CN)6]和磷酸鋯[Zr3(PO4)2]等吸附。此法用于對(duì)含銫污水的處理。銫—137的分析測(cè)定環(huán)境和生物樣品需要采集大量樣品，先分離干擾元素，特別是天然放射性87Rb、40K等，才進(jìn)行放射性測(cè)量。在對(duì)生物樣品進(jìn)行灰化處理時(shí)，溫度不宜超過450℃。對(duì)環(huán)境樣品通常采用低本底β射線測(cè)量法，對(duì)放射性活度較高的液體樣品采用γ射線測(cè)量法，而對(duì)固體樣品還可用γ能譜法。銫易被無(wú)機(jī)離子交換劑如磷鉬酸銨（AMP）、亞鐵氰化鈷鉀[KC94放射性鍶鍶是38號(hào)元素，位于周期表中第5周期第2主族共有23種同位素和3種同質(zhì)異能素。質(zhì)量數(shù)是84、86、87和88是穩(wěn)定的同位素。89，90Sr是兩個(gè)重要的裂變產(chǎn)物。其中90Sr是純?chǔ)路派潴w，半衰期為28.8a，在軍事、科學(xué)研究、放射性儀表上均有重要用途。(如可制成特殊能源，用作衛(wèi)星、沿海浮