放射化學放射性

關于放射化學放射性

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，轉變成穩(wěn)定核素B：

這時單位時間衰變的原子數(shù)

與此時現(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相當于每秒1個衰變數(shù)，即現(xiàn)有一定量的放射性核素每秒衰變1個原子核則具有1Bq的活度。

曾經用Ci作為放射性活度的單位，1Ci近似地相當于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)

單位質量的某種放射性物質的放射性活度。

S=A/(mA+m)通常情況下

則：

第6頁,共31頁，2024年2月25日，星期天對于無載體的純放射性核素，

S0=K/MTS0該放射性核素的一個特征常數(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226Ra放射源，該源的放射性物質為Ba(226Ra)CO3，其活度為3700Bq，質量為1.0g。問該源的放射性核素質量為多少？穩(wěn)定物質的質量為多少？226Ra的質量為：1.0×10-7g，穩(wěn)定物質質量為：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標準鈾溶液，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算U的量；2、如以g為單位，則要注意與Bq/mg對應。解：設需要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個氫原子中有一個氚原子。某環(huán)境水樣，經分析其濃度為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克溶液中所含溶質的克數(shù)（W/W）。重量體積百分比：100ml溶液中所含溶質的克數(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，星期天標準溶液的濃度當量濃度（N）：表示1升溶液中所含溶質的克當量數(shù)。摩爾濃度（M）：表示1升溶液中所含溶質的摩爾數(shù)。第16頁,共31頁，2024年2月25日，星期天滴定度（T）：表示1ml標準溶液相當于待測物質的毫克數(shù)。

鈾的容量法分析中，

—標準釩酸銨溶液對鈾的滴定度(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間關系圖

放射性核素放射性活度與時間關系圖第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，其衰變如下：第19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，星期天這一關系對母體核素半衰期非常長的放射性衰變鏈來說是相當重要的。一旦平衡建立，就存在如下關系：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（暫時平衡）當時，達到放射性平衡。當

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)經衰變到95Nb（T1/2=35d），后者衰變?yōu)榉€(wěn)定的95Mo。從