核技术应用复习资料强强

1、第二章放射性核素的制备21简述放射性核素的来源？答：天然放射性核素：从自然界存在的矿石中提取。人工放射性核素：通过核反应堆生产、加速器生产和核素发生器等通过人工干预的核反应制备。22简述I131干法生产工艺？1 .生产方式：A一种是（n，f）法，即235U（n，f）131I，从辐照后的235U靶件中分离裂变产物131I。但提取率较低，并且从大量的裂变产物中提取裂变131I会另外产生大量的放射性废物。B另一种是（n,丫）法，即以单质确或确的各种化合物为原料，入堆辐照后，确经过130Te（n,丫）131Te和3-衰变生成131I,再将131I从靶材料中分离出来。2 .干法生产装置 加热蒸馏装置 组

2、成。 碱液吸收装置干法生产装置主要包括加热蒸馏、碱液吸收、废气处理三部分组成。、纯化加热炉、石英舟皿、石英加热管由两级碱液吸收柱组成。第一级吸收柱容积50mL，第二级吸收柱容积废物处理装置由三级强碱液洗涤塔组成，每级洗涤塔容积1000mL, 碱液250mL。废气处理装置浓度为5.0molL-1NaOH。除此之外，操作的工作箱或热室需配置除碘过滤器。2 3制备加速器用固体靶件时应该注意什么？（ 1）靶子物的选择与处理：A选择适合的靶子物化学形态：靶子元素含量尽量高、靶子元素的化学纯度要高、靶子物辐照后易于处理并转化为所需的化学形态、堆内辐照时靶件的稳定性（化学稳定性、热稳定性、辐照稳定性）好。B

3、尽可能采用高丰度的靶子元素作为靶子物：如采用天然或低丰度的靶子元素作靶,某些核素要发生两次中子俘获才能生产。（ 2）靶子物的结构设计及制备：靶件的结构设计包括靶筒结构设计、靶芯的结构（靶子物的形态）及其在靶筒内的分布方式设计。靶件需要根据反应堆所能提供的辐照孔道的参数（孔道尺寸、中子类型及中子注量率分布）、靶件装量及发热量、靶件辐照管道冷却方式以及靶件出入堆的抓取工具等条件设计，以保证辐照时靶件及反应堆的安全。（ 3）辐照靶件的焊封：辐照靶件必须具有良好的密封性，以保证同位素靶件在反应堆辐照过程中不发生放射性物质泄漏。（ 4）辐照靶件的质量控制：靶件需要经过靶件密封性检测、表面污染等检测合格后

4、才能入堆辐照。可采用的办法有工业CT、中子照相技术、丫谱仪测量等进行无损检测！24几种99Mo-99mTcg：生器制备方法比较？1 .裂变型99Mo-99mTc发生器制备：A.柱填料的预处理柱填料主要为三氧化二铝。装柱后，采用低酸度的HCl溶液对柱填料进行洗涤，以尽可能除去非常细小的三氧化二铝。B.柱填料装柱：采用湿法装柱。由于酸性条件下氧化铝表面带正电荷，它能吸附呈负电的钼酸根，所以装柱时酸度控制在pH=23左右。C.裂变99Mo料液上柱及预淋洗：采用加压或负压方式将一定量的裂变99Mo加入色谱柱内。然后用0.9%的生理盐水预淋洗，检验发生器管路是否通畅。2 .凝胶型99Mo-99mTc发生

5、器制备：凝胶型99Mo-99mTc发生器也是一种色层发生器。它是将堆照后的MoO溶解后，与ZrOCl2溶液反应，生成化学性质稳定的铝酸错酰沉淀（ZrOMoO）,然后经过滤、低温干燥、粉碎、筛分等过程制成凝胶型99Mo-99mTc发生器柱填料。在用生理盐水洗涤时，99mTc被洗涤下来，而99Mo仍以铝酸错酰形式保持在发生器柱内。加速器的组成？答：加速器主要由三个部分组成：1 .离子源用于提供所需加速的电子、正电子、质子、反质子以及重离子等粒子；2 .真空加速系统该系统中有一定形态的加速电场，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；3 .导引、聚焦系统用一定形态

6、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。加速器产生核素的反应类型？加速器生产放射性核素中发生的主要核反应有：采用“粒子引发的核反应、笊核引发核反应、质子核反应、3He引起的核反应等。采用a粒子引发的核反应有（a,n）、（a,p）、（a,2n）等。笊核反应有（d,n）、（d,2n）、（d,a）反应。质子引发的（p,n）反应是加速器生产放射性核素的主要核反应，3He引起的核反应有（3He,n）、（3He,2n）、（3He,p）等。加速器产生放射性核素的特点？答：1.带电粒子核反应的库仑势垒高，适于制备轻元素的放射性核素如11C、13N、15O和18F等。4 .加速器生产核

7、素时，入射粒子是带电粒子，所生成的放射性核素都是贫中子的核素。5 .加速器生产的放射性核素，一般与靶核不是同一元素，故易于用化学分离，制得高比活度或无载体的放射性核素。放射性核素发生器基本原理？放射性核素发生器，是利用母体与子体核素的半衰期和它们的物理、化学等性质上差异，采用各种物理、化学手段将不断生成的子体核素从母体核素中分离出来的装置。1、什么示放射性示踪技术，有哪几种示踪方式答：定义：应用放射性同位素对普通原子或分子加以标记，利用高灵敏，无干扰的放射性测量技术研究被标记物所显示的性质和运动规律，揭示用其他方法不能分辨的内在联系，此技术称放射性同位素示踪技术。有三种示踪方式：1）用示踪原子

8、标记待研究的物质，追踪其化学变化或在有机体内的运动规律。2）将示踪原子与待研究物质完全混合。3）将示踪原子加入待研究对象中，然后跟踪。3、试述反应堆的分类？答：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（又分为压水堆和沸水堆）、重水堆、气冷堆和钠冷堆。按用途分有：（1）研究试验堆：是用来研究中子特性，利用中子对物理学、生物学、辐照防护学以及材料学等方面进行研究；（2）生产堆，主要是生产新的易裂变的材料铀-233、钚-239；（3）动力堆，利用核裂变所产生的热能广泛用于舰船的推进动力和核能发电。第三章31请描述X射线荧光分析的基本原理？1 .X射线的本

9、质与特点：X射线（次级X射线荧光）是在原子核周围，由电子或其它粒子轰击内层轨道电子，并使之脱离原子而形成电子空位，在邻近壳层电子补充空位时，其剩余能量释放后产生的高频电磁波，具有波动性；波长为：0.130.48?2 .X射线荧光的产生与莫塞莱定律：其一，高能粒子与原子发生碰撞并从中驱逐一个内层电子，出现一个电子空位，此时原子处于受激态。二，经过10-1210-14s,外层电子向内跃迁，填补内层电子空位，同时放出X射线。每个谱系的X射线能量的平方根与原子序数Z之间存在着以下简单的线性关系：v"=a（z-b）3 .俄歇效应与荧光产额：X射线荧光产生过程中，若产生特征X射线的能量大于原子某

10、外层电子的结合能时，则有可能将能量传递给原子本身的外层电子，使之成为自由电子，而不再发射特征X射线。这一物理过程称为俄歇效应，相应的电子称为俄歇电子，俄歇电子的动能为特征X射线的能量与该外层电子结合能之差。32利用X荧光分析方法进行样品分析时，对样品有哪些具体要求？答：标准样品的主要要求1）待测元素含量准确可靠。2）具有多个含量不同的标样系列。3）化学组成和物理性质与待测样品一致。4）物理，化学性质稳定，便于长期保存和使用。3-3中子活化分析的原理是什么？用中子照射样品，使待测核素发生核反应，产生放射性核素，测定其放射性活度、射线能谱和半衰期根据活化反应截面、中子通量等，确定被测样品的元素成分

11、和含量的分析方法。3-4中子衍射的原理和特点是什么？两种活化分析方法的比较？活化分析方法比较一品度射线源反应复杂性中子活化分析e.g.Ufn,¥产U,232Th(n,¥)迎Th中等厚反应堆、加速器，放射性同位素最简单带电粒子活化分析eg.12C（d,n）13NT惜Ophte,曲牛高薄加速器、放射性同位素复杂光活化分析低（过去）中等加速器、放射性同位素较简单什么是放射性同位素示踪技术？答：在被研究的样品中加入示踪剂，然后通过测量示踪剂的位置和数量，追踪被测样品内部示踪原子放射性水平的变化及其活动情况，显示被研究样品的运动和变化规律的分析技术。第四章“老三计”指什么？各自原理是

12、什么？料位计、密度计、厚度计1 .核辐射穿透式厚度计I一C-"mXm_Ic-fm（X1 -I0eI0eX=-ln工pmI对3射线：由=22E：3对丫射线：Z-+ f2E Z+ f3 EAZ2A7仅对窄束单能射线适用，对宽束和多能射线需修正。2. 核反射式厚度计1、基本原理（3射线）-kxIP=IP01-eIp0-由非常厚的散射体反射出的反散射线强度x-被测物厚度Ip-反散射强度2 cmk-决定于辐射能量的常数，可由下式确定：,一40k=.E3max对于丫射线：I_IKI0-w+Hpx1 P=1-e的+NpIK初始辐射的康普顿的线性衰减系数;的-初始辐射的线性全衰减系数；的厂散射辐射的

13、线性衰减系数；核辐射式密度计1、丫穿透式密度计I=10e/Xm=I0ef区P=，lni0X内I核辐射式物位计1）利用辐射源和探测器间距离的变化测量物位2）利用物质对射线的吸收程度测量物位常用仪表根据工作原理分类?1）电离效应?、静电消除器，?、烟雾报警器，?放射性避雷针。2）吸收效应?透射式厚度计，气体压力计,密度计，?同位素透射仪表，?密度，料位及称重。3）散射效应?同位素反散射仪表，?测井，n测井及水分计8、火灾报警器的原理？答：原理：放射性同位素的原子核在无外界作用下能自发地发生衰变，变成另一种原子核，同时放出a射线、3射线或丫射线等。前两种射线都带电，并且具有较高的能量，所以能将空气电

14、离成正负离子而逐渐消耗自身的能。由于烟雾进入电离空间时，吸附了某些离子，使离子迁移速度明显变慢。据此，就可以做成离子感烟探头。离子感烟探头与控制电器装置相配合，构成了火灾自动报警仪器。2、同射性示踪剂的选择要考虑哪些因素？答：（1）同射性半衰期（2）同射性比活度（3）辐射类型和能量（4）同射性核素的纯度（5）同射性核素的毒性（6）示踪剂的生物半衰期2、中子探测的主要方法有哪些？答：反应法：产生带电粒子，对物质产生电离；核反冲法：中子与核弹性碰撞，反冲核能量耗于电离；核裂变法：裂变碎片能量耗于电离，产生脉冲；激活探测法:中子照射物质,使其部分变为同射性元素。3、什么是（n,丫）中子活化分析，分哪

15、几步？答：定义：用中子照射稳定核素，稳定核素吸收中子变成放射性核素，发射丫射线，测量丫射线的能量和强度可以得知原来稳定核素的元素名称和含量。步骤：1）样品2）辐照3）同射性测量4）结果评价4、中子活化的中子源主（2）带电粒子活化分析1、什么叫带电粒子活化分析？具有一定能量的带电粒子于物质中的原子核发生核反应时，如果反应的剩余核是同射性核素，则测量这同射性核素的半衰期和活度，就可以确定样品中被分析元素的种类和含量。这种元素分析方法称为带电粒子活化分析（记为CPAA）。3、X射线荧光分析根据激发源的不同，可分成哪几类？答：（1）带电粒子激发X荧光分析（2）电磁辐射激发X荧光分析（3）电子激发X荧光

16、分析核效应分析（1）穆斯鲍尔效应分析1、穆斯鲍尔效应常见的应用方面有哪些？答：核物理；固体物理；化学领域；生物领域；考古，环境2、穆斯鲍尔实验设备一般应包括哪几部分？答：（1）穆斯堡尔源（2）驱动系统（3）吸收体（4）探测器和其他附属设备核效应分析（2）一正电子湮没技术7、正电子湮灭技术的应用有哪些？答：1、正电子湮灭技术现在已发展成为物理学家、冶金学家、生物学家和医生们的得力研究工具之一。2、被研究的物质形态及其发展，包括金属、离子化合物、共价绝缘体化合物，半导体的高分子化合物，也包括固体的单晶、多晶、非晶体、液晶和生物膜等等。3、正电子与物质相互作用，对于电子非常敏感，可用来研究物质结构方面的问题，如空位、空位团、位错以及微空洞和多种色心等原子尺度范围的缺陷。4、由于慢正电子的入射动能很低，这项技术可用来研究固体纯真表面的电子态和结构缺陷，已成为表面物理学的一种重要研究手段。5、医生们应用放射性正电子同位素，对药物作用于人体的过程予以示踪，一旦药物到达某一器官，探测湮灭产生的两条丫射线就能准确地被查出。超