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放射化学 1 第一章绪论 1 1放射化学发展简史从1896年发现放射性到现在 放射化学发展的一百多年的历史 大体上可分为三个阶段 1896 1931年 放射化学发展的初期阶段 放射性的发现 天然放射性元素的发现及分离 衰变规律的发现 衰变位移规律的发现 放射性元素分离规律的发现 2 1932 1942年 放射化学蓬勃发展的阶段 中子 人工放射性和裂变现象的发现 1943 为现代放射化学的发展阶段 放射化学应用于实验践 核能的大规模应用 超铀元素的发现等 3 一 放射化学的产生源于放射性的发现1 Becquerel的发现在强光 弱光 无光的条件下 铀盐都具有感光现象 其它铀盐 亚铀盐 铀盐溶液 金属铀都能产生这种辐射 且与铀含量成正比 4 2 Curie夫妇的成就发现钍发出与铀具有相似的射线 天然铀矿石的放射性比纯铀 人工合成铀矿石的强 在天然铀矿石的分离过程 发现了钋和镭元素 并经光谱法证实 测定了镭的分子量226 5 建立了首个镭和钡分离的化学分离方法 测定了浓缩铀的热效应 发出100cal g h 5 二 放射性规律的一系列研究和探索1 卢瑟福 索迪发现放射性核素的放射性衰变规律放射性衰变的定律 上式也可以下式导出 t 0时 N N0 半衰期 6 2 法扬斯发现了放射性衰变位移规律 衰变 衰变3 三个天然放射系的发现232Th为母体的钍系 4n系 232Th 208Pb 238U为母体的铀系 4n 2系 238U 206Pb 235U为母体的锕系 4n 3系 235U 207Pb 人工放射系237Np为母体的镎系 4n 1系 237Np 209Bi 7 4 分离放射性核素方法的建立以及回旋加速器和静电加速器的发明等促进了核转变过程化学的建立和发展 1919年 首次实现的人工核转变 8 三 放射化学的发展得益于原子核裂变现象的发现及其应用1 哈恩等发现了原子核裂现象 2 西博格等发现超铀元素镎和钚 3 费米等建立第一座核反应堆 4 放射性核素在工业 农业 国防等领域的应用 9 四核科学的历史纵览 10 11 12 13 14 15 16 1 2放射化学在我国的发展概况1932年秋我国最早建立的放射化学研究机构是国立北平研究院镭学研究所 主要研究对象 镤化学 铀镭系与铀锕系的分支比 氡 找铀等 1948年 国立北平研究院又成立了原子学研究所 17 1949年以前 我国学者在国外从事放射化学研究中取得的成绩 利用加入添加剂的方法浓集放射性同位素 研究了228Th 227Th 210Pb 214Bi的性质 发现235U的三分裂现象 研究了用离子换色谱法对锕和稀土载体的分离等 1949年后我国放射化学得到迅速发展 1964年10月16日我国第一颗原子弹爆炸 1967年6月17我国第一颗氢弹爆炸成功 18 1 3放射化学的内容1 基础放射化学 2 放射性元素化学 3 核化学 4 放射分析化学 5 应用放射化学 19 1 4放射化学的特点1 放射性这个特点是放射化学最根本的特点 优点 是使研究方法的灵敏度大大提高 重量法和容量法 10 5 10 4g 发射光谱法 10 9 10 8g 原子吸收 10 11 10 9g 放射性测量 几个 几十个原子 20 通过对放射性的原子跟踪 可对整个化学过程及其每个阶段进行研究和观察 弊端 射线可能对工作人员产生辐射损伤 放射性物质还会对所研究的体系产生一系列的物理化学效应 辐射化学效应 21 2 不稳定性按照发射粒子的不同 放射性衰变的种类主要有 一 衰变 母体其核子数减少4 核电荷数减少2 22 二 衰变 衰变或电子俘获 衰变 衰变和电子俘获 衰变时 质子转变成中子 同时放出正电子 电子俘获是母核通过俘获壳层电子转变为子体核 正电子衰变和电子俘获所产生的子体核是相同的 23 衰变和电子俘获 24 三 衰变以及发射转换电子或俄歇电子 25 四自发裂变 26 五质子衰变六发射中等重量粒子如14C 24Ne的衰变 27 3 低浓度和微量放射性胶体溶液 放射性气体溶胶 易被器皿或其它固体物质沉淀所载带和吸附 吸附能力如下 玻璃 石英 聚乙烯 聚丙烯 聚四乙烯 减少吸附的方法有1 加载体 2 提高溶液的酸度 3 硅烷化 28 表放射性活度为10Bq时的几种核素的质量 29 4 伴随辐射化学效应特别是放射性活度比较高的 放射体 射线与其相作用的