放射化学—放射性锶.ppt

1、放射性锶(Sr)，总结锶的化学性质，分析和测定90Sr，总结锶是元素38，它位于元素周期表第五周期的第二主族。锶在自然界中含量较少，主要存在于海水中，浓度约为8毫克/升。其矿物为硫酸盐和碳酸盐。锶在一些生物样品中有一定的含量。锶有23种同位素和3种异构体。质量数为84、86、87和88的四种锶同位素为稳定核素，其余为放射性核素。89Sr和90Sr是两种重要的裂变产物。原理：放射性核素发射的辐射能被样品吸收后，样品将被加热，热能通过热电转换转化为电能，效率为35%(810%)。核素：238钚、244厘米、210钚；144Ce，90Sr，147Pm .4kg238PuO2热功率为1480瓦，电功率

2、为60瓦。在核裂变反应中，90Sr和89Sr具有较高的产率，是典型的骨核素。这在辐射卫生方面意义重大。服用大量的钙盐可以减少放射性锶在骨骼中的沉积。植物通过根吸收90Sr非常少，90Sr主要停留在叶子上，大部分通过吃多叶蔬菜进入动物或人体。由于89Sr的半衰期比90Sr短得多，当环境没有被新裂变产物污染时，89Sr的含量通常很小，因此观察89Sr/90Sr放射性比值的变化有助于寻找环境放射性污染源。锶、锶和铍的化学性质不同，镁、钙、钡和镭属于碱土金属。锶的性质与钙相似，但更具活性。它的化合价只有2。氧化锶和氢氧化锶、硝酸锶、碳酸盐或氢氧化物都在高温下转化为SrO。锶(OH)2的碱性比钙(OH)

3、2强，其溶解度比钙(OH)2大得多，后者随温度而变化。溶解度在0时仅为0.35克/100克水，但在100时增加到24克/100克水。碳酸锶是锶的盐，在水中溶解度很小，其组成是固定的，可以作为锶分析的参考物质。氯化锶类似于氯化钙，易溶于水。硝酸锶和其他金属的硝酸盐一样溶于水，但在浓硝酸中，它与钙和钡的硝酸盐有很大不同。据此，锶和钡可以与钙和其他金属元素分离。硫酸锶的溶解度和化学性质介于硫酸钙和硫酸钡之间，它们是不溶性盐。硝酸锶、硝酸钙和硝酸钡在浓硝酸(g/100g溶液)中的溶解度(25)。在HAc介质中，铬酸钙易溶于水，而铬酸锶溶解度较低，但铬酸钡溶解度较低。这一特性可用于分离锶和钡。在16时，

4、铬酸锶在100克水中的溶解度为0.12克，而铬酸钡的溶解度为3.410-4克。这一特性可用于放射性锶的分析测定和去污。锶的络合能力比钙差。根据对90Sr的分析和测定，环境和生物样品中89Sr和90Sr的含量一般都很低，因此在分析和测定前有必要对它们进行浓缩和分离。从放射性钙(45Ca，t1/2=163d-)和钡(140Ba，t1/2=12.75d-)中分离放射性锶是整个过程的关键。对于90Sr的分析，基本上是通过测量与其处于放射性平衡的子90Y来换算的(母女俩容易达到平衡，子核属性优于母核属性)。目前，测定90Sr的方法已经比较成熟，常用的方法有硝酸盐或硫酸盐共沉淀法、离子交换法、超高压萃取法

5、和超高压萃取色谱法。硝酸盐共沉淀法，又称发烟硝酸法。它利用锶、钙、钡的硝酸盐在浓硝酸中的不同溶解度实现锶、钡与钙的分离，然后利用锶、钡的铬酸盐在HAc溶液中的不同溶解度实现锶、钡的分离。然而，锶中伴随稀土元素和锆的放射性核素可以被清除89Sr的放射性是通过从总锶的放射性中减去90Sr的放射性得到的。该方法准确度和精密度高，常用作标准方法，但操作繁琐，发烟硝酸腐蚀性强，不适合大量样品的分析。(2)阳离子交换法(废弃)该方法是利用钙和锶形成的络合物、乙二胺四乙酸和柠檬酸与离子交换树脂之间的不同亲和力将锶和钙分离。将溶液的酸碱度调节至4.05.0，大多数钙可以通过阳离子交换柱，而锶和一些钙被树脂吸附

6、。然后用不同浓度和酸碱度的乙二胺四乙酸铵溶液依次浸出钙和锶。向含锶的流出物中加入铜盐，从络合物中置换锶，并以碳酸盐的形式沉淀锶。这种方法适用于高钙含量的样品，特别是同时处理大量的水样，但分析少量样品既麻烦又耗时。(3)高密度等离子体萃取色谱法，(1)快速调节样品溶液的酸碱度至1.0，通过高密度等离子体萃取-高密度等离子体萃取色谱柱，吸附钇使其与锶和铯等离子体分离，然后用1.5摩尔/升硝酸溶液洗涤色谱柱，除去吸附的轻稀土离子如铈和钋，最后用6摩尔/升硝酸。2)将pH 2.5的样品溶液通过色谱柱，用0.5摩尔/升硝酸冲洗，静置14d后分离出流出物(含Sr2)，测定90Y。当样品中存在91Y、144

7、Ce和147Pm等稀土核素时，会干扰快速测定。此时，应采用放置方法。测量方法和计数方法：首先，在低本底计数器上直接测量分离纯化后的放射性锶源，结果为89Sr和90Sr之和。其次，通过测量与90Sr放射性平衡的90Y的放射性，计算出样品中90Sr的含量。后一种方法是常用的，因为90Y的能量高达2.29兆电子伏，探测效率高，半衰期为64.2小时，所以很容易与90Sr达到放射性平衡，同时可以消除89Sr的干扰。当高速运动的粒子(或其他带电粒子)通过折射率为n的透明介质时，如果其速度大于c/n(c是光在真空中的传播速度)，就会产生切伦科夫辐射。以水为介质，只要能量大于0.26兆电子伏，就可以在水中产生切伦科夫辐射，这种辐射可以被探测器探测到。国外已