放射化学PPT课件

.第1，3章自然放射性元素化学，3.1概述放射性元素分为自然放射性元素和人工放射性元素。这两个主要类别从元素84 (Po)到元素111，43Tc和61Pm共30个。自然放射性元素是指存在于自然中的放射性元素，是84Po，85At，86Rn，87Fr，88Ra，89Ac，90Th，91Pa，92U等9种元素。自然界中有三种以238U为母体(4n 2)铀的自然辐射系统；以235U为母体的锕系(4n 3系)；以232Th为母体的钍(4n系)；8222系统(4n 1系统)是人工辐射系统。2，3.4镭、氡、钋化学(1)镭1概述1898年居里夫人发现了镭。天然镭是铀、钍、锕三个自然发射系统的一员，与铀、钍矿共存。238 u226 ra；232 th224 ra；235U223Ra。由于镭在衰变过程中的反动作用，以及镭的理化和结晶化学性质，矿石被地下水侵蚀时容易浸出，因此流失量达到85%。镭有25种放射性同位素，只有223Ra，224Ra，226Ra，228Ra自然存在。最重要的是226Ra。226Ra是自然界最丰富的同位素。223Ra在海洋学研究中的应用。3，226Ra的半衰期为1602a，222Rn的半衰期为3.82d，便于长期平衡，因此：测量ara=ara/(1-e- t) 222Rn以计算226Ra的含量。226拉，未知镭源的保管24小时，222Rn的活动100Bq，被称为氡的半衰期3.82d的镭的活动。4，解决方案：ARn=100Bq，TRn=3.82d，5，使用标准液体镭源刻度的灭纱。标准镭源保存200Bq，24小时，将222Rn从鼓泡器移动到闪烁室，然后测量3h，闪烁室的大小为500ml，闪烁室底部为5cpm，测量数为4505cpm，闪烁室的尺度系数k. 222Rn的半衰期为3.82d，6，解：如果将这个闪烁体的尺度系数设置为k，那么氡的活动也是，ar n，7，(2)氡1)概述1899年，欧文和卢瑟夫在研究钍的放射性时发现了氡。第二年，人们发现了铀和钍的发射器222Rn，这是钍的气体(220Rn)，主要存在于铀、钍矿、矿泉、矿泉和矿泉水中，一般是226Ra的衰变产物，室内氡大于室外氡。为什么？(20-1000Bq/m3)室内氡来源- (1)旁系土壤；(2)在建筑材料中；花岗岩、砖石、水泥和石膏等；(3)室外空气流入和供水以及天然气释放的氡。8，氡有27种同位素和3种同类能力，在氡的放射性同位素中，最重要的是3种天然辐射系统的222Rn，220rn，219Rn它们分别被称为镭，钍，锕。222Rn的保护为什么最重要？(大气中的222Rn比220rn多一倍)铀系226 ra222 rn214 Pb(rab)214 bi(RAC)214 po(RAC)钍系224ra 土壤和岩石中地球释放238U的含量几乎不变，平均含量为2.810-4%，地面氡的平均降水量为16mbqm-2s-1，陆地表面每年向大气释放7.61019Bq氡；海洋发射海水含有一定量的226Ra，平均浓度为1bqm-3，海底比海洋高一级，海平面氡的平均降水量为710-5bqm-2s-1，海洋每年向大气发射81017Bq的氡。植物和地下水的皮带植物生长将增加地表氡的释放。据调查，种植五谷的土地氡释放率是其不毛之地的3-5倍。由于植物和地下水的作用，每年约有11019Bq的氡放射到大气中。10，核酸业释放核燃料生产过程的每个环节都有氡的析出，全世界铀矿和水艺工厂估计每年向大气排放11019Bq的氡；煤的燃烧煤中铀的含量平均为1.010-4%，煤灰成为人工氡来源，每年煤燃烧产生的氡为11013Bq的氡。磷酸盐工业磷矿石的铀含量高，据推测，全世界因磷酸盐工业，每年大气中释放11018Bq的氡。天然气中含有放射性物质，11014Bq的氡放射到大气中。建筑物的释放包括建筑材料中一定数量的226Ra，每年向大气释放11016Bq的氡。11，2)氡的用途和有害氡可用作实验室用氡-铍中子源、氡作为示踪物，监测深井中氡含量变化可用于预测地震等。氡被身体吸收后，氡和子体会致癌。12，2)氡的用途和危险-沉淀物年代，13，2)氡的用途和危险-沉淀物年，14，2)氡的用途和危险地震预报怀来2井距自来水井，深度120米，盐淮盆地，北东山干河波与北东潜伏破坏的交点9.3公里。1989年11月开始观测氡是夏季和冬季的低冬季。怀来2井水氡在1997年11月25日和27日出现了低值，12月出现了8次高跳。1998年1月10日，江北发生了6.2级地震。从拉顿值变化图来看，从1997年11月23日开始，拉顿值最多减少了30.3%。接着上升到20.0%，地震前氡的价格下降后引发了地震。张北地震后，随着余震的下降，氡以上也下降，地震发生25天后恢复。据调查，此次氡以上与张北地震有一定关系。1996年5月3日包头西6.4级，1997年5月25日淮安4.2级地震前怀来2井水氡都有一定的临震异常。15、16，数字书写中国年平均氡降水量，空间分辨率：25km2全国年平均：29mBqm-2s-1，17，中国地表氡析出率的季节变化，春夏秋冬。18，3)氡的物理特性氡是一种单原子气体，无色，液化后无色发光的液体，沸点为-61.8 ，是-71 凝固为橙色的固体。氡容易吸附在碳和二氧化硅等上，这种特性可用于分离氡，在350 从碳中分析氡。(4)氡的化学性质的电子结构为5s55p 65 d 106 s26p 6，外部电子有8个电子，惰性，一般与其他物质没有化学反应，在一定条件下形成水、苯、甲苯的化合物。5)氡及其子体通过分析测定，采用双滤膜辐射法、液体闪烁计数法、能谱法、高速三分段法等多种方法。19例如，气体氡来源的活性为1200Bq(226Ra活性为1200Bq)，空气流经该来源，流速为1L/min时产生的气体氡的浓度为Bq/m3？20，1解：ARa=1200Bq，每秒产生1200个222Rn原子，1秒流动的体积为2解：1秒累积的氡量：泄漏气体的氡浓度：21，测量新准备的222Rn源母体226Ra活动，将新准备的222Rn源放入3500ml大小的干燥机中，保存28h，在干衣机500ml的闪光室内注入5ml的放射性气体，放置3h后，2280cpm，已知灭纱的k值为13.2，底部为50cpm，T，22，解法：测定闪烁室中222Rn的浓度：3小时前氡的浓度：进入闪烁室的氡的寿命：总氡寿命：源的寿命：23，(3)钋1)概述钋是1898年的mary .被Curie女士发现。这被命名为Polonium以纪念她的祖国波兰。尽管铀和钍的衰变，但含量很低，地壳中钆的分布量为210-14%。钋准备一般从1g镭到0.2mg钋用可分离的旧镭制作。ARa=从Apo1g铀到7.210-11g钋可分离；可分离。AU=Apo也可以在核反应堆中制造，209bi (n，) 210bi () 210po () 206pb，24、制备后保存4a的1000g 226RaSO4可从1%的镭盐中分离出几个mg210Po，化学产率已知为90%。(1.5mg)，25，2)钋的物理性质包含27种同位素和8种同种蛋白质，其中210Po是最重要的能量放射性同位素，非活性度为1.671011Bq/mg，主要用作阿尔法辐射源和宇宙仪器的热源等。26、钋银白色略带黄色的年金，在黑暗中发光，熔点为254，沸点为949，相对密度为9.6；210Po是通过核反动作用形成放射性气溶胶，污染环境的剧毒核素。3)钋化学特性钋原子外壳电子结构5s5p 65 d 106 s26p 4，化学价格-2，2，4和6。钋氧化物是PoO、PoO2和PoO3。钋()的盐类：PoCl4、Po(NO3)4、Po(SO4)2等。钋能在溶液中生成，Po4，Po2离子。此外钋卤化物、氢化物和氮化物等。27，210Pb分析测量，28，(4)氚和放射性碳的化学3H和14C是自然界中广泛存在的两种重要的天然放射性核素，3H是用于制造核武器的重要核聚变核素。环境中3H和14C重要的是来自大气核爆炸，h和c是构成生物体的基本要素，因此对它们的研究意义非常重要。(1)三重氢有三种同位素：1H(H)、2H(D)、3H(T)，三重氢是唯一具有放射性的同位素。发出纯粹的射线：3H()3He，半衰期为12.33年，非活性为3.62108Bq/g，它的平均能量为5.72keV；空气中最大的十字路口为5毫米，铝的最大十字路口为0.6毫米/厘米，水中的十字路口为6 m .29，三重氢的来源是自然和人工。自然源：一次源是宇宙飞船的中子轰击氮气和太阳耀斑，14N 1n3T 12C；人工氚的来源主要是核爆炸等。6Li(n，)T=940bar是在数量上生产3T的唯一方法。国际原子能机构(IAEA)预测，到上世纪末，每年排放氚的总量将达到1.851019Bq。这比地球上存在的三重氢的总量多几十倍。30，三重氢的变化图，31，三重氢的使用和危险：使用，热核武器制造，受控原子它将成为主要的新能源，使用三重氢的低能量射线测量超薄材料厚度，利用三重氢的辐射生产原子电池，荧光材料和辐射示踪物等，将用于化学、医学、农业、水利地质学等。氚是低毒的核素，在身体外对人体几乎没有危害，但进入人体后，可以直接制造辐射，诱导染色体异常，我国对氚的免除水平为1.0106Bq/g。三重氢的化合物及其性质、三重氢与氢的相对原子质量差异很大，同位素效应很明显，以三重氢与普通水的沸点不同为标准，分离富集三重氢。32，氚和氢在化学性质上很相似，表示与氧、碳、卤、金属元素的反应。由于三重氢的辐射，三重氢和氢有些差异，三重氢的线对三重氢的许多化学反应起催化作用。氚在大气中很容易转化为氚。三重氢的浓度高会引起氧和氧化反应，交换水和同位素，在外部环境中引起生物转化反应和光学反应。如果氚的浓度很低，氚就会融化，变成THe()THeT He，33，氚的重要核特性之一是能引起氘和核聚变反应： 18MeV氚的分析结果通常有两种测量氚的方法，一种是分离氘，然后用计数管直接填充气体氚进行测量，另一种是液体闪烁计数法。主要样品包括水中三重氢的测定，空气中三重氢的测定，尿液中三重氢的测定，生物样品中三重氢的测定等。，34，2)放射性碳的化学碳共有11种同位素，除了12C和13C是稳定性同位素外，放射性同位素是其中最重要的放射性核素是14C，其次是11C。14C是天然碳的成分之一，是能量较少的纯-放射性核素，半衰期为5730年，非活性为1.65105Bq/g，射线平均能量为45keV，最大能量为0.155MeV。11C是天然衰变放射性核素，半衰期为20.38分，衰变时释放出能量为0.9608MeV的粒子。放射性碳的来源14C是天然和人工两种。自然14C在宇宙射线的轰击大气中氮起着重要作用，其反应式是大气核爆炸，核燃料循环(核反应堆和使用后的核燃料处理厂)紧随其后，通过核聚变反应产生的14C量是裂变反应的13倍。放射性碳的使用和有害14C的最大用途是农业、医学和生物学领域使用的标记化合物的制造。36，14C在考古学上追问年代：碳的化学性质放射性碳的物理和化学性质与普通碳相似，但质量大的碳进行光合作用，从空气吸收到水表面等的反应速度比12C慢。如果古生物样品碳中14C的惰性是现代同一生物样品碳14C的标准惰性的三分之一，那么这个生物样品是几年前的吗？37，解法：样品研究年代与使用的放射性核素半衰期没有太大区别。地质样品的年代测定：87Rb-87Sr法：半衰期为4.81010a。测定样品中87Rb的量，稳定87Sr的量，一般测定87Sr过剩(自然87Sr含量为天然锶中的