放射化學(xué)放射性

關(guān)于放射化學(xué)放射性

放射性：原子核自發(fā)地放射出各種射線的現(xiàn)象。各種射線：α、β、γ射線；正電子、質(zhì)子、中子等其它粒子。

能自發(fā)地放射各種射線的核素稱為放射性核素，也叫不穩(wěn)定核素。

放射性現(xiàn)象是由原子核的變化引起的。第2頁,共31頁，2024年2月25日，星期天2.1放射性衰變規(guī)律2800種核素中僅有271種是穩(wěn)定的，其余都是不穩(wěn)定的。1、放射性衰變的時(shí)間規(guī)律

最簡單的衰變情況是放射性核素A放出粒子x，轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定核素B：

這時(shí)單位時(shí)間衰變的原子數(shù)

與此時(shí)現(xiàn)有的原子核數(shù)N成正比：第3頁,共31頁，2024年2月25日，星期天

平均壽命τ的含意是，在τ時(shí)間里，放射性活度下降到1/e。τ等于衰變常數(shù)的倒數(shù)。第4頁,共31頁，2024年2月25日，星期天活度：

放射性活度的單位是Bq。1Bq相當(dāng)于每秒1個(gè)衰變數(shù)，即現(xiàn)有一定量的放射性核素每秒衰變1個(gè)原子核則具有1Bq的活度。

曾經(jīng)用Ci作為放射性活度的單位，1Ci近似地相當(dāng)于1g226Ra的放射性活度，1Ci=3.7×1010Bq。第5頁,共31頁，2024年2月25日，星期天比活度(Specificactivity)

單位質(zhì)量的某種放射性物質(zhì)的放射性活度。

S=A/(mA+m)通常情況下

則：

第6頁,共31頁，2024年2月25日，星期天對(duì)于無載體的純放射性核素，

S0=K/MTS0該放射性核素的一個(gè)特征常數(shù)，比活度的單位為Bq/g。

k值：S/60→min/60→h/24→d/365→a第7頁,共31頁，2024年2月25日，星期天例：某單位有一個(gè)226Ra放射源，該源的放射性物質(zhì)為Ba(226Ra)CO3，其活度為3700Bq，質(zhì)量為1.0g。問該源的放射性核素質(zhì)量為多少？穩(wěn)定物質(zhì)的質(zhì)量為多少？226Ra的質(zhì)量為：1.0×10-7g，穩(wěn)定物質(zhì)質(zhì)量為：1.0-1.0×10-7=1.0g。第8頁,共31頁，2024年2月25日，星期天例：計(jì)算1g下列放射性核素的：226Ra、210Po、238U、222Rn、220Rn、219Rn。單位（Bq/mg）238U：T1/2=4.468×109a226Ra：T1/2=1602a210Po：T1/2=138.4d219Rn：T1/2=3.96s220Rn：T1/2=55.6s222Rn：T1/2=3.82d第9頁,共31頁，2024年2月25日，星期天S0Ra-226=3.7×1010Bq/g=3.7×107Bq/mg210Po：1.66×1011Bq/mg，第10頁,共31頁，2024年2月25日，星期天放射性濃度(Radioactiveconcentration)

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Bq/L。

例題：配1000ml濃度為10Bq/ml標(biāo)準(zhǔn)鈾溶液，需分析純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，2.3×105Bq/mg；U的平均勻原子量為237.98，O的平均勻原子量為16)第11頁,共31頁，2024年2月25日，星期天1、根據(jù)平均原子量及豐度計(jì)算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mgU3O8解之m=0.479g第12頁,共31頁，2024年2月25日，星期天氚單位TU：表示每1018個(gè)氫原子中有一個(gè)氚原子。某環(huán)境水樣，經(jīng)分析其濃度為5TU/L，用Bq/L表示為多少？第13頁,共31頁，2024年2月25日，星期天解：1L水樣重為1000g，水樣中的3H活度為：第14頁,共31頁，2024年2月25日，星期天其它常用的濃度單位一般溶液的濃度重量百分比濃度：100克溶液中所含溶質(zhì)的克數(shù)（W/W）。重量體積百分比：100ml溶液中所含溶質(zhì)的克數(shù)（W/V）。體積百分濃度：100ml溶液中所含原裝液體試劑的毫升數(shù)。第15頁,共31頁，2024年2月25日，星期天標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度當(dāng)量濃度（N）：表示1升溶液中所含溶質(zhì)的克當(dāng)量數(shù)。摩爾濃度（M）：表示1升溶液中所含溶質(zhì)的摩爾數(shù)。第16頁,共31頁，2024年2月25日，星期天滴定度（T）：表示1ml標(biāo)準(zhǔn)溶液相當(dāng)于待測物質(zhì)的毫克數(shù)。

鈾的容量法分析中，

—標(biāo)準(zhǔn)釩酸銨溶液對(duì)鈾的滴定度(mg·ml-1)。第17頁,共31頁，2024年2月25日，星期天放射性核素放射性活度與時(shí)間關(guān)系圖

放射性核素放射性活度與時(shí)間關(guān)系圖第18頁,共31頁，2024年2月25日，星期天2放射性衰變平衡的建立

母體衰變生成的子體核素，如果子體核素也是放射性的，其衰變?nèi)缦拢旱?9頁,共31頁，2024年2月25日，星期天

1）母體核素的半衰期比子體核素的半衰期長很多，它們能建立起長期平衡在這種衰變情況下

遠(yuǎn)大于

放射性平衡情況下，有：

第20頁,共31頁，2024年2月25日，星期天A--總放射性活度；A1--母體核素的放射性活度；A2--子體核素的放射性活度；A3--被分離出子體的放射性衰變母體的半衰期8h，子體的半衰期為0.8h圖

長期平衡

第21頁,共31頁，2024年2月25日，星期天這一關(guān)系對(duì)母體核素半衰期非常長的放射性衰變鏈來說是相當(dāng)重要的。一旦平衡建立，就存在如下關(guān)系：如：第22頁,共31頁，2024年2月25日，星期天2）母體核素的半衰期不太長，但仍比子體核素的半衰期長（暫時(shí)平衡）當(dāng)時(shí)，達(dá)到放射性平衡。當(dāng)

第23頁,共31頁，2024年2月25日，星期天A-總放射性活度；A1-母體核素的放射性活度；A2-子體核素的放射性活度；A3-被分離出子體的放射性衰變(母體的半衰期為8h，子體的半衰期為0.8h)圖

暫時(shí)平衡第24頁,共31頁，2024年2月25日，星期天3）母體核素的半衰期比子體半衰期的半衰期短沒有放射性平衡可以達(dá)到。

A-總放射性活度；A1-母體核素的放射性活度；A2-子體核素的放射性活度(母體的半衰期為0.8h，子體的半衰期為8h)圖

暫時(shí)平衡第25頁,共31頁，2024年2月25日，星期天例1、在1g天然鉀中每分鐘衰變多少個(gè)40K的原子？已知40K的豐度為：1.18×10－2%，鉀的平均原子量為39.1。第26頁,共31頁，2024年2月25日，星期天

例2、1Bq的不同的放射性核素各有多重？多大質(zhì)量的放射性核素的放射性活度為1Bq？第27頁,共31頁，2024年2月25日，星期天表

一些放射性核素的比活度第28頁,共31頁，2024年2月25日，星期天例3、從1t含有40％U3O8

的瀝青鈾礦中能分離多少克226Ra？=0.115g第29頁,共31頁，2024年2月25日，星期天例4、95Zr(T1/2=65.5d)經(jīng)衰變到95Nb（T1/2=35d），后者衰變?yōu)榉€(wěn)定的95Mo。從