放射化學(xué)試題庫及答案

1、試題庫及答案第一章1. 放射化學(xué)是研究放射性元素及其衰變產(chǎn)物的化學(xué)性質(zhì)和屬性的一門學(xué)科，詳述其所涉及的六個(gè)主要領(lǐng)域? P1 1放射性元素化學(xué)2核化學(xué)3核藥物化學(xué)4放射分析化學(xué)5同位素生產(chǎn)及標(biāo)記化合物6環(huán)境放射化學(xué)要詳細(xì)描述 2. 放射化學(xué)所研究的對象都是放射性物質(zhì)，簡述其所具有的三個(gè)明顯特點(diǎn)？P1 1.放射性2.不穩(wěn)定性3.微量性3. 放射化學(xué)科學(xué)發(fā)展史上有很多重要發(fā)現(xiàn)，其中有四個(gè)是具有劃時(shí)代意義，簡述這四個(gè)具有劃時(shí)代意義的重大發(fā)現(xiàn)(包括年代、發(fā)現(xiàn)者及國籍等)？P2-5 1放射性和放射性元素的發(fā)現(xiàn)（1869年 法國 貝可放射性的發(fā)現(xiàn)，1898年 波蘭 居里夫婦 釷鹽放射性發(fā)現(xiàn)與釙的發(fā)現(xiàn) ）2實(shí)

2、現(xiàn)人工核反應(yīng)和發(fā)現(xiàn)人工放射性（1919年英國 盧瑟福 人工核反應(yīng)和質(zhì)子的發(fā)現(xiàn)，1934年波蘭 小居里夫婦 人工放射性的發(fā)生，用化學(xué)的方法研究核反應(yīng)）3鈾核裂變現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn) （1939年 德國 哈恩 鈾的裂變，1940年美國 麥克米蘭 超鈾元素的發(fā)現(xiàn)）4合成超鈾元素和面向核工業(yè)（1945年 美國 第一顆原子彈，1952年 美國 第一顆氫彈）第二章4. 列表闡述質(zhì)子、中子和電子的主要性質(zhì)？ 性質(zhì) 質(zhì)子中子電子質(zhì)量m（u）1.0072761.0086650.54858×10-3電荷q（C）1.6022×10-190-1.6022×10-19平均壽命穩(wěn)定14.79min穩(wěn)定

3、5. 核物質(zhì)是由無限多的質(zhì)子和中子組成的密度均勻的物質(zhì)，簡述其兩個(gè)主要特點(diǎn)？11 每個(gè)核子的平均結(jié)合能與核子的數(shù)目無關(guān) 核物質(zhì)的密度與核子的數(shù)目無關(guān)6. 簡述中每個(gè)字母所代表的含義？X：元素符號A：原子核的質(zhì)量數(shù)Z：原子核中的質(zhì)子數(shù)，也叫原子核的電子數(shù)N：原子核所含的中子數(shù)m：原子所帶電荷數(shù)7. 簡述某核素的電荷分布半徑及核力作用半徑的測定原理及公式？電荷分布半徑比核力作用半徑小說明了什么？13-14 電荷分布半徑：測定原理：高能電子被原子核散射。因?yàn)殡娮优c質(zhì)子之間的作用力是電磁相互作用，所以測得的是原子核中質(zhì)子的分布，即電荷分布公式：(r01.2fm)核力作用半徑：原理：介子被原子核散射，因

4、為介子與核子之間的相互作用力是核力，測得的是原子核中核力的分布，即核物質(zhì)的分布。公式：（r01.4-1.5fm）電荷分布半徑比核力作用半徑小因?yàn)椋汉说谋砻嬷凶颖荣|(zhì)子要多，或者說，原子核仿佛有一層“中子皮”8. 若忽略原子核與核外電子的結(jié)合能，用公式描述出原子核質(zhì)量、原子質(zhì)量及核外電子質(zhì)量的關(guān)系？ m（Z,A）=M(Z,A)-Zme9. 簡述質(zhì)量虧損、質(zhì)量過剩和結(jié)合能的定義并寫出它們在表達(dá)公式？ 名稱定義表達(dá)公式質(zhì)量虧損組成原子核的Z個(gè)質(zhì)子和（A-Z）個(gè)中子的質(zhì)量之和與該原子核的質(zhì)量只差質(zhì)量過剩以原子單位表示的原子質(zhì)量M(Z,A)與原子核的質(zhì)量數(shù)A之差結(jié)合能由Z個(gè)質(zhì)子和N個(gè)中子結(jié)合成質(zhì)量數(shù)為A=

5、Z+N的原子核時(shí)所釋放的能量稱為該原子核的結(jié)合能10. 用公式表達(dá)質(zhì)量虧損與質(zhì)量過剩之間、質(zhì)量虧損與結(jié)合能之間、質(zhì)量過剩與結(jié)合能之間的關(guān)系？14-15質(zhì)量虧損與結(jié)合能：質(zhì)量虧損與質(zhì)量過剩：結(jié)合能與質(zhì)量過剩：11. 原子質(zhì)量單位的符號為u,1u的重量為多少克？所對應(yīng)的能量是多少M(fèi)ev？一個(gè)電子的靜質(zhì)量能是多少？ 1u相當(dāng)于重量：12C原子質(zhì)量的1/12 1u相當(dāng)于能量：931.4940Mev12. 16O、1H的原子質(zhì)量為15.994920u，1.007825u,me=0.54858u，mn=1.008665u，若忽略結(jié)合能，求Dm(16O)?由公式可知：Dm(16O)=8×1.007

6、825+8×1.008665-15.994920 =0.137（u）13. 通過下圖獲得哪三點(diǎn)結(jié)論？16在A5060附近，最大在A<50的區(qū)域，隨A的增大而增大在A>60的區(qū)域，隨A的增大而下降14. 按照粒子物理學(xué)的基本模型，基本粒子包括哪些？其中哪幾個(gè)是物質(zhì)粒子？ 基本粒子：輕子、夸克和規(guī)范波色子 其中包含的物質(zhì)粒子是：輕子和夸克15. 夸克是基本粒子，詳述它所具有的兩個(gè)特別性質(zhì)？28 漸進(jìn)自由：當(dāng)夸克之間的距離很小時(shí)，他們之間的相互作用很弱，夸克接近自由粒子夸克緊閉：隨著夸克間距離的增加，相互作用急劇增加，使得夸克不能從夸克系統(tǒng)中分離而出，成為自由夸克，宛如夸克是囚

7、禁在夸克系統(tǒng)中，例如囚禁在中子和質(zhì)子中16. 簡述自然界中存在的四種基本相互作用的媒介子種類及相對強(qiáng)度大小順序？32相互作用媒介子相對強(qiáng)度行為力程（m）強(qiáng)相互作用膠子11/r21.4×10-15電磁相互作用光子10-21/r2弱相互作用,Z10-141/r5-1/r710-18引力相互作用引力子10-401/r2 17. 簡述核力的三個(gè)基本性質(zhì)？33 短程力；飽和性；交換力第三章18. 解釋放射性的概念并寫出放射性衰變的指數(shù)形式和對數(shù)形式的統(tǒng)計(jì)規(guī)律？35 放射性：原子核自發(fā)地發(fā)射粒子或電磁輻射、俘獲核外電子，或自發(fā)裂變的現(xiàn)象 放射性衰變的指數(shù)形式的統(tǒng)計(jì)規(guī)律： 放射性衰變的對數(shù)形式的統(tǒng)

8、計(jì)規(guī)律： 上述式中No是時(shí)間t=0時(shí)的量 為衰變常數(shù)19. 簡述衰變常數(shù)，半衰期，平均壽命的物理含義、符號，并用公式描述三者之間的關(guān)系？36 衰變常數(shù)的符號為，其物理意義為單位時(shí)間內(nèi)一個(gè)放射性核發(fā)生衰變的概率； 半衰期用T1/2 ，其物理意義是放射性原子核的數(shù)目衰減到一半所需要的時(shí)間； 平均壽命用表示，其物理意義為放射性原子核的平均生存時(shí)間； 三者關(guān)系為 20. 據(jù)反應(yīng)，計(jì)算2天和20天后母子體活度之比值并計(jì)算出子體達(dá)到最大值的時(shí)間?38母體半衰期T1=12.79d 子體半衰期T2=1.676d根據(jù) 則 1=0.0542d-1 2=0.413d-1又有T1T2，12，則可判斷母子體能達(dá)到暫時(shí)平

9、衡當(dāng)t=2d時(shí)，t(710),此時(shí)，母子體未達(dá)到暫時(shí)平衡母體放射性活度衰變規(guī)律為 子體放射性活度衰變規(guī)律為 則母子體活度之比為 求得 當(dāng)t=20d時(shí) ，t(710)，此時(shí)已達(dá)暫時(shí)平衡則有子體達(dá)到極大值的時(shí)間 21. 據(jù)反應(yīng)，計(jì)算30天后母子體活度之比值及原子數(shù)量之比值？39 由于12， 且t（710）T2 則有A2（t）=A1（1） 則母子體活度之比為 母子體原子數(shù)量之比值22. 寫出的核反應(yīng)方程式及能產(chǎn)生此a衰變的條件？若衰變能為5.4MeV，計(jì)算a粒子的反沖能？42 條件：衰變能Q必須大于零 ，即M（84,210）M（82,206）+MHe 若Q=5.4MeV 粒子的反沖能23. b衰變包

10、括哪三種形式？寫出它們各自的核反應(yīng)通式、實(shí)質(zhì)過程式、衰變能的計(jì)算公式及發(fā)生此衰變必需的條件？43-45 衰變包括-衰變 +衰變 軌道電子俘獲 1、-衰變 實(shí)質(zhì) 條件：衰變能必須大于零 即M（Z,A）M(Z+1，A) 2、+衰變 實(shí)質(zhì) 條件：衰變能必須大于零 即M（Z,A）M(Z-1，A)+2me 3、軌道電子俘獲 實(shí)質(zhì) 式中Wi為第i層電子在原子中的結(jié)合能條件：24. 簡述b能譜的三個(gè)特征？45 1、射線能譜是連續(xù)的 2、一種核素發(fā)射的射線的最大能量E，max是確定的，它近似等于衰變能 3、粒子的平均能量為最大能量E，max的1/3-1/2，此處粒子的強(qiáng)度最大25. 簡述g射線與X射線的異同點(diǎn)

11、？48 射線與X射線本質(zhì)上相同，都是電磁波 射線是來自核內(nèi)，是激發(fā)態(tài)原子核退激到基態(tài)時(shí)發(fā)射的 X射線是原子的殼層電子由外層向內(nèi)層空穴躍遷時(shí)發(fā)射的26. 簡述族放射性及發(fā)射的粒子種類？50 簇放射性又稱重離子放射性，是不穩(wěn)定的重原子核自發(fā)發(fā)射一個(gè)質(zhì)量大于粒子的核子簇團(tuán)而轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N核的過程 12C 14C 20O 23F 24Ne 25Ne 26Ne 28Mg 30Mg 32Si 34Si第四章27. 解釋電離和激發(fā)這兩種能量釋放形式？52 電離：軌道電子獲得的動(dòng)能足以克服原子核的束縛，逃出原子殼層而成為自 由電子 激發(fā)：核外電子獲得的動(dòng)能不足以克服原子核的束縛，只能從低能級躍遷到高能級，使原子

12、處于激發(fā)態(tài)28. 重帶電粒子的質(zhì)量碰撞阻止本領(lǐng)受到哪四種主要因素的影響？這些因素是如何影響的？ 53-54？29. 比電離受哪三種主要因素的影響，它們?nèi)绾斡绊懀?5？30.計(jì)算4MeV的a粒子在水中的射程？57 當(dāng)a粒子能量為4MeV時(shí)，a粒子在空氣中的射程 2.544 cm 此a粒子在水中的射程 水的有效相對原子質(zhì)量 可由求得 =0.00163cm 31.計(jì)算1MeV的b粒子在水中的射程？61 當(dāng)b粒子能量為1MeV時(shí)，b粒子在鋁中的射程 cm 由公式可得，其中水的有效原子序數(shù)可得=6.60，水的有效相對原子質(zhì)量可由公式 求得 = 9 32.簡述g射線與物質(zhì)的相互作用時(shí)，能量損失的主要類型有

13、哪些(至少5種)？61 光電效應(yīng)、康普頓效應(yīng)、電子對效應(yīng)、相干散射、光核反應(yīng)33.簡述光電效應(yīng)的過程及發(fā)生的條件，并作出示意圖？61當(dāng)能量為的光子與原子殼層中的一個(gè)軌道電子相互作用時(shí)，把全部能量傳遞給這個(gè)電子，獲得能量的電子擺脫原子核的束縛成為自由電子（常稱為光電子）。條件：1、入射光子的能量必須大于某殼層電子的結(jié)合能 2、為了滿足能量守恒和動(dòng)量守恒，必須有第三者參加，即發(fā)射光電子的整個(gè)原子參加。示意圖呢34.簡述康普頓效應(yīng)過程及發(fā)生的條件，并作出示意圖？63當(dāng)能量為的光子與原子內(nèi)一個(gè)軌道電子發(fā)生非彈性碰撞時(shí)，光子交給軌道電子部分能量后，其頻率發(fā)生改變，向與入射方向成角的方向散射（康普頓散射光

14、子），獲得足夠能量的軌道電子與光子入射放向成角方向射出（康普頓反沖光子）。條件：1、光子的能量大于軌道電子的結(jié)合能 2、符合能量、動(dòng)量守恒，即必須有剩余原子參加進(jìn)來3、 有受原子核束縛弱的軌道電子存在 35.簡述電子對效應(yīng)過程及發(fā)生的條件，并作出示意圖？66在原子核場或原子的電子場中，一個(gè)光子轉(zhuǎn)化成一對正、負(fù)電子。條件：1、在原子核場中，要求入射光子的能量（即) 2、在原子的電子場中，要求入射光子的能量(即） 3、為了滿足電子對效應(yīng)的能量、動(dòng)量守恒，必須有原子核或殼層電子參加。36.簡述中子與物質(zhì)相互作用過程中，能量損失損失的主要方式？68 中子幾乎不與核外電子互相作用，只與原子核相互作用。中

15、子與原子核相互作用分為散射和吸收，其中散射包括彈性散射和非彈性散射。散射是快中子與物質(zhì)相互作用能量損失的主要形式。吸收是中子被原子核吸收后，放出其他種類的次級粒子，不再放出中子的過程。快中子只有被慢化后，才能被物質(zhì)所吸收?？熘凶油ㄟ^多次散射消耗其能量，減速為較低能量的過程 ，稱為中子的慢化。第五章37. 簡述吸收劑量和吸收劑量率、當(dāng)量劑量和當(dāng)量劑量率、有效劑量和有效劑量率？72吸收劑量：單位質(zhì)量的物質(zhì)所吸收的輻射能量，定義式為 D=；吸收劑量率：吸收劑量對時(shí)間的導(dǎo)數(shù)，即 ；當(dāng)量劑量：輻射R得的輻射權(quán)重因子與輻射R在組織或器官T中產(chǎn)生的平均吸收劑量的乘積，即 =；當(dāng)量劑量率：當(dāng)量劑量對時(shí)間的導(dǎo)數(shù)

16、，即 =有效劑量：人體所有組織加權(quán)后的當(dāng)量劑量之和，即 E=有效劑量率：有效劑量對時(shí)間的導(dǎo)數(shù)，即 38. 計(jì)算活度為3.7´1010Bq的32P b點(diǎn)源(最大能量為1.709 MeV，平均能量為0.694MeV)在相距30.5cm處的空氣(密度1.293g/dm3)中產(chǎn)生的吸收劑量率？(把書上的解答過程附上)解 32P為放射性核素，由表5-3得E，max=1.709MeV, =0.694MeV,空氣密度=1.29310-3gcm-3,r=30.50.001293=3.9410-2gcm-2,=1則 C=3.11e-0.55E,max=1.21 a=1/3c2-e(c2-1)=0.32

17、 =cm3g-1 將上述值代入下式得3 39. 計(jì)算活度為3.7´1010Bq的137Cs源(Eg=0.66 MeV)在1m處肌肉組織內(nèi)的吸收劑量率？(Eg=0.60及0.80MeV光子在肌肉組織中質(zhì)能吸收系數(shù)分別為0.00326和0.00318m2/kg) (把書上的解答過程附上) 解 查表（5-6）并作線性處理的137Cs的fD=3.0910-12Gycm2,查表（5-5）并作線性處理得空氣中（en/）=0.002931m2kg-1,則=3.71010/4(100)2=3.0105(cm-2s-1)=3.01053.0910-12=9.2710-7(Gys-1)=3.34mGyh

18、-1肌肉=40.簡述影響輻射生物的四個(gè)因素：88（1）輻射敏感性：一般來說，新生而又分裂迅速的細(xì)胞輻射敏感性高，肌肉及神經(jīng)細(xì)胞的輻射敏感性最低；輻射敏感性從幼年、青年至成年依次降低。（2）劑量和劑量率：小劑量和小劑量率效應(yīng)比高劑量和高劑量率的效應(yīng)低。（3）傳能線密度：一般來說，在一定的輻射劑量范圍內(nèi)，單位劑量的高傳能線密度輻射的效應(yīng)發(fā)生率高于低傳能線密度輻射的效應(yīng)的發(fā)生率。（4）受照條件：受照條件包括照射方式、照射部位、照射面積等。照射方式分為內(nèi)照射和外照射。各種不同的輻射按其對人體的危害作用大小排列如下：外照射時(shí)n>,X>>；內(nèi)照射時(shí)，p>，X。41. 簡述目前外照射

19、防護(hù)的三個(gè)基本方法？91（1）控制受照射時(shí)間：積累劑量和時(shí)間有關(guān)，受照射時(shí)間越短，接受的劑量越少。（2）增大與輻射源的距離，可以降低受照劑量，對于點(diǎn)源，受照劑量與距離的平方成反比。（3）屏蔽：在人與輻射源之間，加一層適當(dāng)厚的屏蔽物，將人所受照射降至最低42.計(jì)算活度為3.7´1014Bq的60Co源(平均Eg=1.25MeV，質(zhì)能吸收系數(shù)為0.00294m2/kg)在5m處肌肉組織內(nèi)的吸收劑量率？(把書上的解答過程附上)93-94解： 已知A=3.760Co的平均能量E=1.25MeV,質(zhì)能吸收系數(shù)為0.00294m2/kg, r=5m,則 = = 答：在5m處肌肉組織內(nèi)的吸收劑量率

20、為43.用鋁(密度2.7g/cm3)容器內(nèi)裝3.7´1010Bq的32P(最大能量為1.709 MeV，平均能量為0.694MeV，質(zhì)能吸收系數(shù)分別為0.00322m2/kg)，求鋁的吸收厚度是多少厘米？如要求離源0.5m處的吸收劑量=0.1´10-2 mGy/h，是否要進(jìn)行屏蔽？(把書上的解答過程附上) 95-96解 由題意得: 32P的E,max=1.709MeV,=0.694MeV,則鋁的質(zhì)量吸收厚度R,max=0.542E,max-0.133=(0.5421.709-0.133)=0.793又=2.7，所以R=R,max/=0.30cm。因32P源在鋁容器內(nèi)，則R1

21、=0，ZA1=13.0，r=50cm，=0.694MeV，=0.00322=0.0322，A=3.71010Bq，則 =4.5910-83.7101013.00.0322=0.137顯然需要屏蔽。 44.安裝一個(gè)活度為10Ci的Am-Be中子源，用水進(jìn)行屏蔽，P點(diǎn)離源距離為0.8m，求所需水屏蔽層的厚度？98解 對于Am-Be中子源，中子的產(chǎn)額Y=3.2106s-1·Ci-1，中子發(fā)射率S=AY=3.2107s-1,En,max=10.74MeV,En=4.5MeV,查表知，R,O=0.74 bR,Hb水中氧的宏觀分出截面 R,O= cm-1 =0.02474 cm-1=2.474

22、m-1 R,H= cm-1 =0.1192 cm-1=11.92 m-1水的總宏觀分出截面 R=R,O+R,H=14.39 m-1設(shè)水的屏蔽厚度為R(m),則累積因子 = 1+10.62 R查表得Am-Be中子源中子的劑量換算因子dD=5.33810-15Gy·m-2;En=4.5 MeV時(shí)，中子的WR=10,取=110-2mSv·h-1，代入得解得R = 0.42 m第九章.簡述分離因數(shù)、富集系數(shù)和去污因數(shù)并寫出它們的表達(dá)式？215-216答：定義表達(dá)式備注分離因數(shù)表征兩相中所需組分A與不需要組分B含量比差別的一個(gè)系數(shù)1,2表示兩相；表示濃度富集系數(shù)所需組分A與不需組分回

23、收率之比為分離后得到組分的量；為原樣品種A,B的量去污因數(shù)分離前后不需要組分B量的比值，與分離后的需要組分A量的比值之比同上46.比較放射性核素純度、化學(xué)純度和放射化學(xué)純度？216-217答：從定義上放射性核素純度：指某種核素的放射性活度占產(chǎn)品總放射性活度的百分含量。例：99%的放射性核素純度，是指在10000Bq放射性產(chǎn)品中，某核素占9900Bq?；瘜W(xué)純度：處于某種化學(xué)狀態(tài)的重量占該化學(xué)樣品總重量的百分?jǐn)?shù)。例：在某化學(xué)樣品中，雜質(zhì)僅占10-10，就可以說該化學(xué)樣品化學(xué)純度很高。放射化學(xué)純度：在樣品的總放射性活度中，處于特定化學(xué)狀態(tài)的某種核素的放射性活度所占的百分比。例：32P-磷酸氫二鈉溶液

24、的放射化學(xué)純度大于99%，是指以磷酸氫二鈉狀態(tài)存在的32P的放射性活度占樣品總放射性活度的99%以上，其他狀態(tài)則占1%以下。另外，放射性核素純度、放射化學(xué)純度與其他非放射性物質(zhì)的含量無關(guān)，（不同的只是放射化學(xué)純度特指某種化學(xué)狀態(tài)的放射性活度百分比），而化學(xué)純度則受雜質(zhì)的影響。47.在放射性核素的分析分離過程中為什么要加入載體和反載體？218答： 在沉淀法分離放射性核素時(shí)，其濃度太低，達(dá)不到難溶化合物的溶度積而不能單獨(dú)形成沉淀。因此常常加入常量的該放射性核素的穩(wěn)定同位素（載體），因?yàn)槌p核元素外，同一元素的穩(wěn)定核素和放射性核素的化學(xué)性質(zhì)相同，所以它們發(fā)生相同的化學(xué)過程，而將放射性核素載帶下來。在

25、利用載體將所需要的放射性核素從溶液中沉淀下來的同時(shí)也可能使其他不需要的放射性雜質(zhì)轉(zhuǎn)入沉淀，而造成放射性沾污。為了減少沾污，往往加入一定量可能沾污核素的穩(wěn)定同位素作為反載體。48.簡述放射性核素分離過程中，共沉淀的三種機(jī)制并寫出均勻分配定律及對數(shù)分配定律的表達(dá)公式？219形成混晶、表面吸附、生成化合物均勻分配定律：對數(shù)分配定律：49.簡述影響無定形沉淀吸附微量組分選擇性的三種主要因素？220微量組分所形成的化合物溶解度。溶解度越小，越容易被載帶；無定形沉淀表面所帶電荷符號及數(shù)量。當(dāng)微量組分所帶電荷符合與沉淀的相反時(shí)，載帶量大，因此pH及其他電解質(zhì)的存在將有明顯影響；無定形沉淀表面積的大小。表面積

26、越大，載帶越大。50.從飽和溶液中析出晶體包括哪兩個(gè)過程？這兩個(gè)過程速度的大小與析出晶體顆粒的大小的關(guān)系？221晶核的生成過程、晶核的成長過程沉淀顆粒的大小通常決定于晶核的生成速度和晶核的成長速度的相對大小。若前者比后者大得多，則沉淀將有大量的小顆粒組成；反之，沉淀通常是顆粒數(shù)較少的完好晶體。51.采用離子交換法分離放射性不同核素時(shí)，常用的離子交換劑分為哪兩大類并簡述它們的主要組成部分？222有機(jī)成離子交換樹脂和無機(jī)離子交換劑骨架和基體，連接在骨架上的能發(fā)生離子交換反應(yīng)的官能團(tuán)。52.采用離子交換法分離放射性不同核素時(shí)，離子交換反應(yīng)是一個(gè)異相化學(xué)反應(yīng)，其分為哪五個(gè)主要過程？225B離子從本體溶

27、液穿過黏附在交換劑表面的液膜到達(dá)交換劑表面；B離子從交換劑表面擴(kuò)散到達(dá)交換劑內(nèi)A離子的位置；A和B在官能團(tuán)上發(fā)生交換；從官能團(tuán)上被交換下來的A離子從交換劑內(nèi)擴(kuò)散到交換劑表面；A離子交換劑表面穿過黏附在交換劑表面的液膜到達(dá)本體溶液中。53.簡述三種柱色層技術(shù)分離放射性不同核素的過程？226 洗脫：在Z型離子交換劑柱的頂端，引入極小量的A、B、C三種反離子的混合物，在頂部形成很窄的混合區(qū)段。該離子交換劑對這四種反離子的親和性次序?yàn)椋篫ABC，然后用親和性最弱的Z離子的電解質(zhì)ZY的溶液流入柱頂，ZY稱為洗脫劑。排代：加入足夠大的量的A、B、C使他們經(jīng)分離后在柱上的、可形成各自的純的區(qū)段；用親和性大于

28、C和D離子的電解質(zhì)DY的溶液加到柱頂，親和性DCBAZ，DY為排代劑。前流分析：很少用。將待分離物質(zhì)的稀溶液連續(xù)流入交換柱若待分離組分與樹脂的親和力有差別，從交換柱中流出的速度將有所不同，親合力最小的先流出，以此類推。54.簡述完整的分離不同放射性核素的萃取分離過程三個(gè)步驟，同時(shí)在萃取過程中加入稀釋劑的作用？230萃取、洗滌、反萃取稀釋劑用于改善有機(jī)相的某些物理性質(zhì)，如降低比重，減少黏度，降低萃取劑在水相的溶解度，有利于兩相流動(dòng)和分開。55.描述分離放射性不同核素時(shí)，錯(cuò)流萃取和逆流萃取過程及錯(cuò)流萃取的缺點(diǎn)？233錯(cuò)流萃?。簩?shí)際是有機(jī)相和水相的多次重復(fù)平衡。當(dāng)單級萃取完成及兩相得到分離后，在水相

29、中繼續(xù)加入新鮮的有機(jī)相，重復(fù)操作，每加入一次新鮮有機(jī)相就叫一個(gè)萃取級，級數(shù)越多萃取百分?jǐn)?shù)越大。缺點(diǎn)：每一萃取級都加入一份新鮮的有機(jī)相，因此得到多份萃取液，是萃取劑用量增大，造成反萃取及溶劑回收工作困難；每加一級萃取有機(jī)相中所需組分和雜質(zhì)組分的總量都在增加，所以增加級數(shù)，只能增加產(chǎn)量，不能增加所需組分純度。逆流萃取：由n個(gè)萃取器組成，一個(gè)萃取器可以是實(shí)驗(yàn)室的一個(gè)分液漏斗、工業(yè)上的一個(gè)澄清槽，或者一個(gè)離心萃取器。料液從第n級加入，有機(jī)相從第1級加入經(jīng)過一輪混合和澄清后，第j+1級的水相流入第j級，第j-1級的有機(jī)相流入第j級，進(jìn)行下一次萃取平衡。56.描述滲透式膜分離和過濾式膜分離放射性不同核素的

30、過程？237滲透式膜分離：將被處理的溶液置于固體膜的一側(cè)，置于膜另一側(cè)的接受液是接納滲析組分的溶劑或溶液。將被處理的溶液中的某些溶質(zhì)或離子在濃度差、電位差的推動(dòng)下，透過膜進(jìn)入接受液中，從而被分離出去。過濾式膜分離：將溶液或氣體置于固體膜的一側(cè)，在壓力差作用下，部分物質(zhì)透過膜而成為滲透液或滲透氣，留下部分則為濾余液或?yàn)V余氣。57.描述共沉淀、離子交換、萃取及膜分離的優(yōu)點(diǎn)？237共沉淀：方法和設(shè)備簡單、對微量物質(zhì)濃集系數(shù)高、可用于直接制源等。離子交換：樹脂無毒性且可反復(fù)再生使用，少用或不用有機(jī)溶劑，因而成本低，設(shè)備簡單，操作方便。萃?。翰僮骱啽悖子诙嗉夁B續(xù)操作，選擇性好，回收率高。膜分離：低能耗

31、低成本，可在常溫下進(jìn)行，適用范圍廣，裝置簡單操，作容易，制造方便。58.描述采用膜分離法進(jìn)行放射性不同核素分離時(shí)，液膜的三個(gè)組成部分及它們的作用？液膜就是懸浮在液體中一層很薄的乳液，乳液通常是由溶劑（水或有機(jī)溶劑）、表面活性劑（作為乳化劑）和添加劑制成。 溶劑是構(gòu)成膜的基體，表面活性劑含有親水基和疏水基，可以定向排列以固定油/水界面而使膜穩(wěn)定，將乳液分散在外相（連續(xù)相）之中，從而形成液膜，表面活性劑控制液膜的穩(wěn)定性。23759.流動(dòng)載體是分離放射性不同核素油膜的三個(gè)組成部分之一，其必須具備條件有哪些？流動(dòng)載體必須具備的條件是：載體及其與溶質(zhì)形成的配合物必須溶于液膜，而不溶于膜的內(nèi)相和外相，并且

32、不產(chǎn)生沉淀，因?yàn)榉駝t將造成載體損失；載體與欲分離溶質(zhì)形成的配合物要有適當(dāng)?shù)姆€(wěn)定性，在膜外側(cè)生成的配合物能在膜中擴(kuò)散，而在膜的內(nèi)側(cè)要能解離；載體不與膜相的表面活性劑反應(yīng)，以免降低膜的穩(wěn)定性。23860.簡述無載體液膜和有載體液膜分離不同放射性核素的兩種促進(jìn)機(jī)制，并畫出示意圖形？無載體液膜分離機(jī)制主要是：選擇性滲透及化學(xué)反應(yīng)。如圖所示，A透過膜易，而B透過膜難，從而達(dá)到分離的目的。有載體液膜分離機(jī)制屬于載體輸送型促進(jìn)遷移。如圖所示，載體分子R1先在液膜的料液（外相）選擇性的與某溶質(zhì)（A）發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成中間產(chǎn)物（R1A）,然后這種中間產(chǎn)物擴(kuò)散到膜的另一側(cè)，與液膜內(nèi)相中試劑（R2）作用，并把該溶質(zhì)

33、釋放出來，這樣溶質(zhì)就從外相轉(zhuǎn)移到內(nèi)相，而流動(dòng)載體又?jǐn)U散到外側(cè)，如此重復(fù)。238-239第十章.寫出天然放射性元素的原子序數(shù)、符號和中文名稱？天然放射性元素原子序數(shù)大于83848586878889909192PoAtRnFrRaAcThPaU釙砹氡鈁鐳錒釷鏷鈾24662.寫出原子序數(shù)最小的五種人工放射性元素的原子序數(shù)、符號和中文名稱？4361939495TcPmNpPuAm锝钷镎钚镅24663.寫出七種宇生放射性核素的符號？由于宇宙線與大氣作用在自然界中不斷進(jìn)行核反應(yīng)形成的一類放射性核素，稱為宇生放射性核素。、。24664.列表描述三種天然的放射衰變系列的名稱及它們的鼻祖、最終產(chǎn)物及中間經(jīng)歷過的

34、衰變類型和衰變次數(shù)？鈾放射系以為母體，經(jīng)過8次衰變和6次衰變，最終形成鉛的穩(wěn)定同位素。釷放射系以為母體，經(jīng)過6次衰變和4次衰變，最終形成鉛的穩(wěn)定同位素。錒-鈾放射系以為母體，經(jīng)過7次衰變和4次衰變，最終形成鉛的穩(wěn)定同位素。天然衰變系列母體衰變次數(shù)衰變次數(shù)最終產(chǎn)物鈾864n+2釷644n錒-鈾744n+3247-24865.列表描述人工放射衰變系列的名稱、鼻祖、最終產(chǎn)物及中間經(jīng)歷過的衰變類型和衰變次數(shù)？人工放射衰變镎系（4n+1）以為母體，經(jīng)過7次衰變和4次衰變，最終形成穩(wěn)定同位素。24966.在放射性元素中，Po有哪三個(gè)顯著的特點(diǎn)？在放射性核素中，Po的三個(gè)顯著特點(diǎn)是： 在溶液中極易被玻璃容器

35、表面吸附，因此需要對玻璃容器表面預(yù)先進(jìn)行硅烷化處理或敷涂石蠟； 很容易水解和形成膠體，因此Po的操作和保存的溶液酸度應(yīng)不小于1mol/L； 在空氣中極易反沖，形成放射性氣溶膠，造成工作場所的嚴(yán)重污染。25067.99mTc標(biāo)記的放射性藥物在核醫(yī)學(xué)中應(yīng)用非常廣，其主要的優(yōu)點(diǎn)是什么？因?yàn)?9mTc半衰期短（T1/2=6.02h），射線能量適中（E=140keV），其豐富的配位化學(xué)非常有利于藥物的設(shè)計(jì)和合成，因此被世界核醫(yī)學(xué)界公認(rèn)為是核醫(yī)學(xué)的首選核素。25368.簡述錒系元素配合物的四個(gè)穩(wěn)定性規(guī)律？1） 對同一錒系元素，配合物的穩(wěn)定性按下列順序遞降： M4+MO22+M3+MO2+2） 對給定的配體

36、，錒系離子的配合物比相應(yīng)的同價(jià)鑭系離子的配合物穩(wěn)定性稍大一些。3） “錒系酰基”離子AnO22+分別比通常的二價(jià)和一價(jià)主族金屬離子的配位能力強(qiáng)。4） 對給定的配體，同價(jià)錒系離子配合物的穩(wěn)定性隨原子序數(shù)增加而增加，但對于AnO22+和AnO2+有例外。69.簡述核電站、研究用反應(yīng)堆、低濃縮鈾、高濃縮鈾、武器級鈾、貧化鈾的豐度范圍核電站使用的核燃料的235U豐度一般為3%5%。研究用反應(yīng)堆則使用235U豐度12%19.75%的濃縮鈾。235U豐度20%的濃縮鈾稱為低濃縮鈾。235U豐度20%的濃縮鈾稱為高濃縮鈾。235U豐度90%的濃縮鈾稱為武器級鈾。235U豐度0.720%（一般為0.2%0.3

37、%）的鈾稱為貧化鈾。70、 證實(shí)一種元素為新合成元素，需要哪些證據(jù)？確定一種新元素應(yīng)有基本的證明，那就是確定它的原子序數(shù)，而不是確定它的質(zhì)量數(shù)。為新元素提供確鑿的證明，必須具備下列三點(diǎn)之一：（1）化學(xué)鑒定是理想的證明（2）X射線（應(yīng)與射線區(qū)別）（3）衰變關(guān)系以及已知質(zhì)量數(shù)的子核的證明，也是可以接受的第十一章71、 詳述核燃料循環(huán)中的幾個(gè)主要過程并用圖形描述出來？（1） 鈾礦冶 將鈾礦石開采出來，經(jīng)粉碎、選礦后用常規(guī)浸出法提取鈾，也可用堆浸、細(xì)菌浸出或地下浸出法就地提取鈾。然后經(jīng)過萃取法或離子交換法分離和提純鈾，轉(zhuǎn)化為重鈾酸銨（俗稱黃餅）。通常稱這一鈾礦冶過程為前處理。（2）鈾轉(zhuǎn)化 將黃餅轉(zhuǎn)化為

38、六氟化鈾（3）鈾濃縮 用氣體擴(kuò)散法或離心法將235U的豐度由0.741%濃縮到約3%5%。經(jīng)過濃縮的六氟化鈾送燃料元件工廠，貧化的六氟化鈾將來可加工為快堆燃料，用于生產(chǎn)核能和增殖核燃料。（4）燃料制造 將濃縮的六氟化鈾轉(zhuǎn)化為二氧化鈾，單獨(dú)或后處理廠來的二氧化钚制成MO2陶瓷燃料元件，裝于鋯合金包殼中，或通過熱交換向外供熱。（5）反應(yīng)堆燃燒 將燃料棒插入反應(yīng)堆堆芯，此處235U核裂變并釋放，由冷卻劑將熱量傳送到發(fā)電機(jī)組用于發(fā)電，或通過熱交換向外供熱。（6）后處理 燃料元件燃耗到一定程度后取出，放置一定時(shí)間，玲其中的短半衰期裂變產(chǎn)物衰變掉，或者不經(jīng)任何處理，直接進(jìn)行地質(zhì)埋葬，次成為一次通過；或者進(jìn)

39、行后處理，將乏燃料中的鈾和生成的钚提取出來供再利用。（7）高放廢物儲存 令其放射性進(jìn)一步減弱，釋熱率進(jìn)一步減少4FeSO4+2H2SO4+O2=2Fe2（SO4）3+2H2O地下浸出： 地下浸出又叫“化學(xué)采礦”或“溶液采礦”。它不經(jīng)過礦石的機(jī)械開采，直接將浸出劑自開鑿的注入孔注入地下，通過礦床的滲透與礦石的毛細(xì)作用使浸出劑溶液穿透礦體，把礦石中的鈾溶解下來，浸出液由開鑿的回收孔流出。78.乏燃料后處理的主要任務(wù)是什么？297 答：把尚未耗盡的鈾和新生成的钚從乏燃料的復(fù)雜混合物中分離出去，同時(shí)，提取一些重要的裂片元素（如137Cs、90Sr、147Pm、和99Tc等）以及超鈾元素（如2

40、37Np、241，241Pm和242，244Cm），并對后處理過程產(chǎn)生的大量放射性廢物進(jìn)行妥善的處理和處置。79.乏燃料后處理中，對元件冷卻的主要目的是什么？299答：（1）降低元件的放射性強(qiáng)度；（2）減少可裂變物質(zhì)233U和239Pu的損失；（3）保證放射性很強(qiáng)的重同位素237U的衰變。80.寫出乏燃料元件的去殼和溶解的四個(gè)主要化學(xué)反應(yīng)式？299-300 2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2;Al+0.85NaOH+1.05NaNO3NaAlO2+0.9NaAlO2+0.15NH3+0.2H2O;3UO2+8HNO33UO2(NO3)2+2NO+4H2O;UO2+4HNO3UO

41、2(NO3)2+NO2+2H2O81.簡述PUREX流程的基本原理？300答：基本原理是用TBP作萃取劑，煤油為稀釋劑，硝酸作鹽析劑，利用鈾、钚和裂變產(chǎn)物的不同價(jià)態(tài)在有機(jī)萃取劑中有不同的分離系數(shù)，將他們一一分離。82.描述PUREXl流程中共去污分離循環(huán)的主要流程并標(biāo)出價(jià)態(tài)的變化？30183.描述PUREXl流程中鈾純化循環(huán)的主要流程并標(biāo)出價(jià)態(tài)的變化？30284.描述PUREXl流程中钚純化循環(huán)的主要流程并標(biāo)出價(jià)態(tài)的變化？302（8）玻璃固化 將高放廢物與玻璃原料混合燒結(jié)成玻璃。（9） 地質(zhì)處置 將玻璃固化后的高放廢物埋葬在特定的地質(zhì)層中，與生物圈隔離。72.列表闡述1GWe核電站使用的核燃料

42、量在每個(gè)階段大致為多少（以噸為單位）281？73.鈾礦石在水冶過程中，預(yù)處理包括哪五個(gè)主要步驟？每一個(gè)步驟的主要目的是什么？282鈾礦石的預(yù)處理包括配礦、破碎、選礦、焙燒和磨礦。預(yù)處理的目的在于使鈾水冶過程中得到的最佳的鈾回收率和最低的費(fèi)用。配礦是把進(jìn)廠的各類礦石按一定的比例混合（也可在破碎后配礦），通常是在水冶廠的儲礦系統(tǒng)中進(jìn)行配礦作業(yè)。破碎的目的是將大塊的礦石（大于400mm）破碎成小塊礦石，為磨礦作準(zhǔn)備。焙燒是為了除去礦石中的還原性物質(zhì)，提高有用組分的溶解度，改善礦物浸出性能和利于固液分離。磨礦主要采用濕磨（固液比控制在1:0.41:1），這樣既可以改善勞動(dòng)條件，又可以避免產(chǎn)生放射性粉塵

43、。在磨礦階段，要避免礦石過度磨細(xì)，礦粒太細(xì)不僅耗能大，固液分離難，而且消耗試劑多，引入的雜質(zhì)也多。74.簡述鈾礦石酸法浸取時(shí)的優(yōu)點(diǎn)、浸取劑及主要的化學(xué)反應(yīng)？283酸法浸出具有對鈾溶解能力強(qiáng)、反應(yīng)速度快、浸出率高等優(yōu)點(diǎn)，是目前鈾礦石浸出的主要方法。一般都以稀硫酸作浸出劑，它對鈾的浸出率高，價(jià)格便宜，對設(shè)備的腐蝕性較小。主要的化學(xué)反應(yīng)：UO32H+UO22+H2OUO22+SO42-UO2SO4UO2SO4SO42-UO2(SO4)22-UO2(SO4)22-SO42-UO2(SO4)34-75.簡述鈾礦石堿法浸取時(shí)的優(yōu)點(diǎn)、浸取劑及主要的化學(xué)反應(yīng)？優(yōu)點(diǎn)：堿法浸出具有選擇性好，產(chǎn)品較易純化，沉淀時(shí)過

44、濾性能好，對設(shè)備腐蝕性小等優(yōu)點(diǎn)。浸取劑：碳酸鈉和碳酸氫鈉化學(xué)反應(yīng)：UO3 + 3CO32- + H2O = UO2（CO3）34- + 2OH-pH通常控制在910.5范圍內(nèi)。如pH<9,浸出速度慢，效率差；Ph>10.5,則OH-與已溶解的UO2(CO3)34-起反應(yīng)，將鈾再次沉淀為鈾酸鈉和重鈾酸鈉，反應(yīng)如下：UO2(CO3)34-+4OH-+2Na+=Na2UO4+3CO32-+2H2OUO2(CO3)34-+6OH-+2Na+=Na2U2O7+6CO32-+3H20為防止上述反應(yīng)的發(fā)生，浸出液中應(yīng)有一定濃度的HCO3-以便抑制pH上升，其反應(yīng)如下; HCO3-+OH-=CO3

45、2-+H2O76.簡述影響鈾礦石酸法浸取效率的六個(gè)主要因素？284(1) 粒度(2) 礦漿液固比(3) 酸度(4) 氧化劑(5) 溫度(6) 時(shí)間77.簡述從低品位鈾礦石中提取鈾的三種常用方法？286堆浸： 堆浸實(shí)質(zhì)上是滲透浸出，浸出劑一般用稀硫酸。粗粒礦石露天堆放于一塊平坦而略有坡度的場地上，場地四周有時(shí)設(shè)有圍墻，全部場地表面和圍堤內(nèi)側(cè)面都敷以塑料薄板或?yàn)r青油毛氈。浸出劑溶液噴灑于礦堆上方，并借重力向下流動(dòng)，礦石中的鈾便溶解于流動(dòng)的溶液中，溶液自裝于礦堆底部的多孔收集液管收集，并從流槽排出。細(xì)菌浸出: 當(dāng)?shù)V石中含有黃鐵礦等含硫礦物時(shí)，可以在某些細(xì)菌存在下利用降雨和定期噴水進(jìn)行所謂“自然”堆浸

46、，即細(xì)菌浸出。在細(xì)菌的催化作用下，礦石中的硫化物能較快地氧化為硫酸與硫酸鐵，供浸出之用。主要反應(yīng)：2FeS2+15/2O2+H2O=Fe2(SO4)3+H2SO4FeS2+7Fe2(SO4)3+8H2O=15FeSO4+8H2SO485. 簡述PUREXl流程中使用的四種氧化還原劑的優(yōu)缺點(diǎn)？313-314答：（1）亞硝酸鈉 優(yōu)點(diǎn)是反應(yīng)快、完全、操作簡單，又可以使钚穩(wěn)定在四價(jià)狀態(tài)；缺點(diǎn)是亞硝酸根容易被TBP萃取，對有機(jī)溶劑有破壞作用。（2）氨基磺酸亞鐵Fe(NHSO3)2 優(yōu)點(diǎn)是钚的還原速度快、完全；其缺點(diǎn)是引入鐵離子和硫酸根離子，增加了廢液量和加速不銹鋼設(shè)備的腐蝕。（3）硝酸亞鐵-肼 優(yōu)點(diǎn)是不

47、向體系中引入硫酸根，可得到與氨基磺酸亞鐵同樣的工藝效果；缺點(diǎn)是配置肼時(shí)對人體刺激比較大，它與亞硝酸反應(yīng)的中間產(chǎn)物疊氮酸有毒性和爆炸性。（4）四價(jià)鈾 不引入鐵、硫酸根等雜質(zhì)，可得到純凈的硝酸钚溶液，钚的還原完全反映的速度亦較快；缺點(diǎn)是操作比較復(fù)雜，條件比較嚴(yán)格，此外在處理加濃鈾燃料時(shí)，會導(dǎo)致鈾產(chǎn)品的同位素稀釋。86.放射性廢液固化的目的是什么，常用的固化方法有哪些?高放廢液常采用哪些方法？315答：放射性廢液固化的目的是減小放射性向自然環(huán)境擴(kuò)散、污染的能力，從而增加儲存的安全性。;常用固化方法：水泥固化、瀝青固化、煅燒固化、玻璃固化、陶瓷固化；常采用煅燒固化、玻璃固化、陶瓷固化第十三章87.簡述

48、活化分析方法的基本原理及分類？340答：（1）基本原理：活化分析作為一種核分析方法，它的基礎(chǔ)是核反應(yīng)。該方法是用一定能量和流強(qiáng)的中子、帶電粒子或者高能光子轟擊待測試樣，然后測定核反應(yīng)中生成的放射性核衰變時(shí)放出的緩發(fā)輻射或者直接測定核反應(yīng)中放出的瞬發(fā)輻射，從而實(shí)現(xiàn)元素的定性和定量分析。（2）分類：中子活化分析（NAA）帶電粒子活化分析（CPAA）光子活化分析（PAA）88.簡述中子活化分析的優(yōu)、缺點(diǎn)？343-344答：優(yōu)點(diǎn)：（1）靈敏度高（2）準(zhǔn)確度高，精密度好（3）多元素分析能力（4）不需溶樣，無試劑空白（5）可實(shí)現(xiàn)非破壞分析（6）基體效應(yīng)?。?）可實(shí)現(xiàn)活體分析缺點(diǎn)：（1）分析的靈敏度因元素而

49、異，且變化很大（2）由于核衰變及其計(jì)數(shù)的統(tǒng)計(jì)性，致使中子活化分析存在獨(dú)特的分析誤差（3）用于中子活化分析的設(shè)備比較復(fù)雜，且價(jià)格昂貴，尤其是照射裝置不易獲得。另外，還需要有一定的放射性防護(hù)設(shè)施。（4）一般來說，給出分析結(jié)果的時(shí)間較長。89.簡述帶電粒子活化分析過程及常用到的帶電粒子種類？ 344-345答：（1）帶電粒子活化分析過程：帶電粒子活化分析（CPAA）是選擇適當(dāng)?shù)膸щ娏Ｗ樱╬、d、等）照射待分析的樣品，使其中某一個(gè)或幾個(gè)穩(wěn)定核素產(chǎn)生核反應(yīng)，生成放射性核素，測量放射性核素的性質(zhì)和活度，可以對樣品中元素進(jìn)行定性、定量分析。（2）常用到的帶電粒子種類：CPAA常用的帶電粒子是一些輕核如p、d、。90.闡單比較中子活化分析和光子活化分析的優(yōu)缺點(diǎn)？345答：光子活化分析與中子活化分析相比，既有優(yōu)點(diǎn)又有缺點(diǎn)：（1） 對熱中子不靈敏的C、N、O和F等輕元素和某些中等或重元素Fe、Ti、Zr、Tl和Pb等，用光子活化的靈敏度相當(dāng)高。（2） 光子活化的最大能量可變，這就提供了增強(qiáng)或減弱某些反應(yīng)的可能性。（3） 光核反應(yīng)若用于生物樣品或含鈉量高的基體，則可避免熱中子活化分析由引起的強(qiáng)烈放射性。（4） 高能光子與中子一樣，樣品受到均勻照射，可避免自屏蔽效應(yīng)。且試樣的發(fā)熱現(xiàn)象可忽略。（5） 與帶電粒子活化分析相比，干擾反應(yīng)較少，若有干擾反應(yīng)存在，也可以用多次照射方法在不同能量下用實(shí)驗(yàn)測定。