核化学与放射化学 复习资料

核燃1302班专用 《核化学与放射化学》复习重点 —— 王小二

名词解释部分（4*5’） 载体：是以适当的数量载带某种微量物质共同参与某化学或物理过程的另一种物质，载体与被载带物具有相同的化学行为，最终能与放射性物质一起被分离出来；

8990137

同位素载体：稳定同位素的可溶性盐类作载体，分离Sr、Sr用SrCl2；Cs用CsCl，131I用127I，3H用1H等；

非同位素载体：没有稳定同位素的放射性核素，应用化学性质相似的稳定元素的盐类作载体，分离226Ra加入Ba，147Pm-Nd(NO3)3；99Tc-NH4ReO4。 反载体：指在分离过程中，为了减少一种放射性核素对其他放射性核素的污染而加入的该种放射性核素的同位素载体。

同位素反载体：如，在分离90Sr时，容易受到144Ce的污染，去污因数仅为13，但若加入一定量的稳定同位素Ce( Ⅲ)作为反载体后，去污因数可提高到9000 用MnO2从95Zr-95Nb体系中吸附95Nb时，加入稳定的Zr；

非同位素反载体：如，在分析239Pu的裂变产物时，239Np对分离出的裂变产物会产生污染，加入与Np价态相同的Ce(Ⅳ)盐作为反载体，可明显降低Np的污染 核素：具有相同的质子数Z、相同的中子数N、处于相同的能量状态且寿命可测的一类原子。

同位素：质子数相同、中子数不同的两个或多个核素。

同质异能素：处于不同的能量状态且其寿命可以用仪器测量的同一种原子核。 同质异位素：质量数相同、质子数不同的核素。 同中子异荷素：中子数相同、质子数不同的核素。 等超额中子素：核中超额中子数(N-Z)相同的核素。

镜像素：若两个核素的Z、N和A之间存在关系是Z1=N2, Z2 = N1,A1=A2。 电离：具有一定动能的带电粒子与原子的轨道电子发生库仑作用时，把本身的部分能量传递给轨道电子如果轨道电子获得的动能足以克服原子核的束缚，逃出原子壳层而成为自由电子，这样过程叫电离。

轫致辐射：入射带电粒子与原子核之间的库仑力作用，使入射带电粒子的速度和方向发生变化，伴随着发射电磁辐射。

加速器：是一种用人工方法获得快速带电离子束的大型试验装置，是研究原子核物理和化学、认识物质深层次结构的重要工具； 粒子加速器的结构：

? 粒子源，用以提供所需加速的粒子，如：电子、正电子、质子、反质子以及

重离子等等。

? 真空加速室，其中有一定形态的加速电场，并且为了使粒子在不受空气分子

散射的条件下加速 ，整个系统放在真空度极高的真空室内。

? 导引、聚焦系统，用一定形态的电磁场来引导并约束被加速的粒子束，使之

沿预定轨道接受电场的加速

? 束流输运与分析系统，由真空管道，电磁透镜、弯转磁铁和电磁场分析器等

组成，用来在粒子源与加速器之间或加速器与靶室之间输运并分析带电粒子束

此外，还有各种束流监测系统，诊断装置、电磁场控制装置、真空设备等

辅助系统。 分类：

静电加速器；直线加速器；回旋加速器；电子感应加速器；同步回旋加速器； 对撞机

核燃1302班专用 《核化学与放射化学》复习重点 —— 王小二

核反应堆：是一个能维持和控制核裂变链式反应或核聚变反应，从而实现核能- 热能转换的装置。 反应堆的分类

按能谱分有由热能中子和快速中子引起裂变的热堆和快堆；按冷却剂分有轻水堆（即普通水堆）、重水堆、气冷堆和钠冷堆，其中轻水堆又包括压水堆和沸水堆两种；按用途分有研究实验堆、生产堆和动力反应堆等。 三大天然放射系

铀系(4n+2系)：母体238U，T1/2，4.468×109a 锕系(4n+3系) ：母体235U，T1/2，7.038×108a 钍系(4n系) ：母体232Th，T1/2，1.41×1010a 人工放射系

镎系(4n+1系) ：母体237Np，T1/2，2.14×106a 地球年龄： 约4.5×109a 放射系名称 起始核素 终止核素 衰变次数 衰变链中的射气 α β U系 Ac系 Th系 Np系 238206U 235207Pb Pb 2088 6 7 4 6 4 7 4 222Rn 219U 232 Rn 220Th 237 Pb 209Rn 无射气存在 Np Bi 放射性核素纯度：放射性核素纯度也称放射性纯度，指在含有某种特定放射性核素的物质中，该核素的放射性活度对物质中总放射性活度的比值。（该物质中可能有多种放射性核素，放射性核素纯度只与其中放射性杂质的量有关，而与非放射性杂质的量无关）

放射化学纯度：简称放化纯度，指在一种放射性样品中，以某种特定的化学形态存在的放射性核素占总的该放射性核素的百分数（该物质中可能有多种放射性核素，只针

对某一种放射性核素而言）。

质量亏损：组成原子核的Z个质子和（A-Z）个中子的质量和与该原子核的质量m(Z,A)之差称为质量亏损；用?m(Z,A)表示

?m(Z,A)=Zmp+(A-Z)mn-m(Z,A)=ZMH+(A-Z)mn-M(Z,A)。

质量过剩：以原子质量单位表示的原子质量M(Z,A)与原子核的质量数A之差称为质量过剩，用?表示?=M(Z,A)-A。

半衰期：放射性原子核的数目因衰变减小到原来核数的一半所需要的时间。

??tN＝Ne放射性衰变服从指数衰减规律：0

放射性活度：放射性样品 单位时间内发生衰变的原子核数。以A表示。

A??dNdt

单位：贝可勒尔（Bq）：1Bq=每秒1次核衰变

居里（Ci）: 1Ci=3.7×1010次衰变/s 衰变模式：

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α衰变：α衰变时，放射性母体同位素(X)放出α粒子(实际为氦原子核)而转变为另一个新的子体核素(Y):

β衰变：是指原子核自发地放射出β粒子（电子或正电子）或俘获一个轨道电子而发生的核内核子之间相互转化的过程。

γ衰变：是指从原子核内部放出的一种电磁辐射，它一般是伴随着α或β衰变产生的.原子核通过γ衰变从能量较高的激发状态跃迁到较低能量状态(基态).

配平：（10*1’）

三个天然放射系(配平题可能会涉及后的元素符号书写)P247~P249 P279有元素周期表

计算题：（6*10’）

1. 结合能：由Z个质子和N个中子结合成质量数为A=Z+N的原子核时，所释放的能量称为该原子核的结合能，以B(Z,A)表示

Zp?Nn?ZAXN?B(Z,A)

B(Z,A)=?m(Z,A)c2

已知：原子量、质子、中子量

2. 求放射性核素的活度比S0 ：也称为比放射性，指放射源的放射性活度与其质量之比，即单位质量(通常用重量表示)产品中所含某种核素的放射性活度。

S?AmA?m

式中：A，mA分别是物质中某种放射性核素化合物的放射性活度及其质量，m是该物质中稳定核素化合物的质量

通常情况下，m??mA，则S?A m

已知：半衰期 3. 阈能的计算

核反应： 7Li+p→7Be+n-1.644MeV 求其阈能？

核燃1302班专用 《核化学与放射化学》复习重点 —— 王小二

核反应中，若为吸能反应，这时核反应能 Q < 0，需要提供能量核反应才能进行。提供方式是由入射粒子携带。我们将能使核反应发生的最小入射粒子动能定义为：核反应阈能，以Eth表示。 根据反应阈能的定义：Eth?-已知：核反应方程的能量 4. 入射离子最低能量的计算：

ma?mAA?AAQ?-aQ mAAA

5. 洞穴木炭年龄的计算：

在一个洞穴中从灰中找到的木炭，每分钟每克给出14C计数8.6。计算木炭的年代。已知从一株活树的外部得来的木材，给出的计数是15.3，14C的半衰期为5730年。

6. 给出计数与时间的关系，求半衰期。

用探测仪器测量某放射性物质的放射性活度，测得结果如下: 时间(秒) 计数率(秒-1) 0 200

1000 182

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2000 162 3000 144 4000 133 试求该放射性物质的半衰期 。

7. 分次萃取与一次萃取分别计算萃取率。 萃取相关公式：

萃取次数与相比的选择

进行一次萃取 萃取率E1为： E1=[1-1/(D萃R+1)]×100%

R相比：有机相与水相的体积比值，R = V有 / V水 残留欲萃取物的百分数r1为：

r1=1- E1=[1/(D萃R＋1)]×100% 进行x次萃取，萃取率Ex,总为：

Ex,总=｛1-[1/(D萃R+1)]x｝×100% 残留欲萃取物的百分数rx为： rx= [1/(D萃R＋1)]x×100% 用10ml CCl4萃取天然水中的微量131I，天然水的体积为10ml，已知131I的D值为85，通过计算比较一次用10ml CCl4进行萃取与10ml CCl4分成两次，每一次5ml 进行萃取，其萃取率是否一样?

用HDEHP（双(2-乙基己基)磷酸酯）萃取放射性废水中的90Sr时，已知相比R=0.2，D萃为74.8，试求一次萃取的萃取率？如果要求90Sr的总萃取率达到99.9%，试计算萃取次数。

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