核技术作业与总结

1、电费姐荣誉出品核技术作业和总结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 I 131 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， ）法，即以单质碲或碲的各种化合物为原料，入堆辐照后，碲经过130Te（n， ） 131Te 和 - 衰变生成

2、131I ，再将 131I 从靶材料中分离出来。2. 干法生产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。 加热蒸馏装置 由管式加热电炉（带温度控制仪） 、纯化加热炉、石英舟皿、石英加热管组成。 碱液吸收装置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250mL。 废气处理装置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,碱液浓度为 5.0mol L-1NaOH。除此之外，操作的工作箱或热室需配置除碘过滤器。23 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

3、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 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，

4、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。1电费姐荣誉出品（ 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才能入堆辐照。可采用的办法有工业CT、中子照相技术、 谱仪测量等进行无损检测！24 几种 99Mo-99mTc发生器制备方法比较？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=2 3 左右。 C. 裂变

5、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 MoO3溶解后，与 ZrOCl 2 溶液反应，生成化学性质稳定的钼酸锆酰沉淀（ZrOMoO4），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仍以钼酸锆酰形式保持在发生器柱内。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

6、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。加速器生产放射性核素的特点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。加速器生产核素时，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。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，

7、制得高比活度或无载体的放射性核素。2、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。3、放射性示踪剂的选择要考虑哪些因素？答：（ 1）放射性半衰期（ 2）放射性比活度（ 3）辐射类型和能量2电费姐荣誉出品（ 4）放射性核素的纯度（

8、5）放射性核素的毒性（ 6）示踪剂的生物半衰期第三章核分析技术与方法31 请描述 X 射线荧光分析的基本原理？1.X 射线的本质与特点： 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：0.13 0.48?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10-12 10-14 s，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

9、子序数 Z 之间存在着以下简单的线性关系：13. 俄歇效应与荧光产额：2 =a(Z- bX 射线的能量大于原子某外X 射线荧光产生过程中，若产生特征层电子的结合能时，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。4.32 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。33 中

10、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和含量的分析方法。34 中子衍射的原理和特点是什么？1. 两种活化分析方法的比较？3电费姐荣誉出品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 , 使其部分变为放射性元素。3、什么是（ n, ）中子活化分析，分哪几步？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 射线

11、，测量 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）放射性测量4）结果评价中子活化的中子源主4. 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放射性核素，则测量这放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）。5.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 荧光分析第四章同位素仪器仪表1. “老三计”指什么？各自原理是什么？料位计、密度计、厚度

12、计4电费姐荣誉出品1. 核辐射穿透式厚度计I= I 0e-m Xm = I 0e-m XX=1I 0lnIm对 射线： -43m = 22Em对 射线：m1Z4ZZ2+ f3 EE+ f2 E= fAAA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（ 射线）-kxIP = IP0 1 - eI p0- 由非常厚的散射体反射出的反散射线强度x- 被测物厚度I p- 反散射强度k- 决定于辐射能量的常数，可由下式确定：402k=cm3gEmax对于 射线：IK I0- I + Ip xIP =1-e + IIpIK初始辐射的康普顿的线性衰减系数；I - 初始辐射的

13、线性全衰减系数； - 散射辐射的线性衰减系数；Ip核辐射式密度计1、 穿透式密度计- X- XI = I0e m m = I 0e m=1lnI 0XmI5电费姐荣誉出品核辐射式物位计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2. 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3、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 射线、

14、 射线或 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。第五章辐射加工51 什么是辐照加工？辐照加工是利用电离辐射与物质相互作用所发生的物理效应、化学效应和生物效应，对被加工的物质或材料进行处理，使其达到预期效果。52 辐照加工对产品的影响有哪些？1、电离辐射对活细胞的影响有直接作用影响与间接作用影响两种。一般在食品温度065范围内时影响不大，但在高温或 0以下时则影响较大，微生物因受冻结损伤，其抗

15、辐射能力有所减弱。2、辐照对蛋白质的影响蛋白质分子经辐照后会发生变性现象。会使蛋白质的颜色发生改变、使核蛋白失去生物过程中的功能以及食品的功能性质发生改变等。经分析研究证明经适宜剂量 (50kGy 以下) 照射的食品，蛋白质营养成分无明显变化，氨基酸组分恒定。6电费姐荣誉出品3、辐照对脂类的影响脂肪分子经辐照后会发生氧化脱羧、氢化、脱氢等作用，产生典型的氧化产物、过氧化物和还原产物。研究表明，只有较大剂量(100kGy 以上 ) 辐照时，脂类物质的性质才发生显著变化。同时，研究还表明，用 40 50kGy 的射线辐照后，脂肪的同化作用和热能价值并不发生改变，营养价值毫无变化。4、辐照对碳水化合

16、物的影响碳水化合物分子经辐照后相对比较稳定，只在大剂量辐照后才引起氧化和分解；使用20 50kGy 的剂量不会使糖类的食品质量发生变化，其营养价值并不因射线照射而改变。5、辐照对维生素的影响维生素分子对照射较为敏感，特别是维生素E；而维生素B（烟酸）对辐照很不敏感，维生素 D 对辐照也相当稳定。纯维生素溶液对辐照很敏感，但若与食品中其他物质复合存在时，其敏感性会降低。研究表明：食品受20 25kGy 剂量照射后维生素的破坏程度与加热相同。53 辐照射线是否会有射线残留？卫生安全性如何？答：产品经辐照处理后会不会被诱发感生放射性。就放射污染来说，辐照产品不存在这一问题，被照产品在受辐射过程中从未

17、直接接触过放射性核素，产品只是受到了射线的外照射，因此不会沾染上放射性物质，不存在放射污染问题。就诱发感生放射性问题来说，诱发放射性即指因辐照引起产品的构成元素变成放射性元素问题。据研究表明，要使组成产品的基本元素即 C（碳）、O（氧）、N（氮）、P（磷）、S（硫）等转变成放射性核素，至少要超过 10MeV以上的高能射线照射。假使这样，它们所生成的放射性核素的寿命多数是非常短暂的。不存在射线残留问题。第六章核技术在医学领域的应用61 试比较诊断用放射性核素和治疗用放射性核素各自的特点？放射性药物的特点具有放射性诊断药物：、 EC、-治疗药物：、剂量的不恒定自辐射分解效应化学引入量小微量， mg

18、以下毒理研究可忽略化学物质毒性，重点考虑辐照剂量对人体的影响使用安全诊断药物：可安全无创性诊断冠心病、肿瘤等疾病治疗药物：通过剂量控制，可安全有效地进行治疗62 简述发射型计算机断层成像技术分类及各自特性？答：分为单光子发射计算机断层成像技术（SPECT）和正电子发射断层成像技术（PET）是现代核医学常用的两种成像技术。7电费姐荣誉出品1.SPECT是用于获得人体内放射性核素的三维立体分布图像。光电倍增管性能的影响的磁屏蔽必须增强。系统的均匀性、线性、稳定性要求均高于常规 照相机。还要装备旋转机架和低衰变的检查床，配备计算机和 SPECT专用的软件，以实现对机架的控制和图像的重建等功能。2. 正电子发射断层 PET：（ 1）由一台小型加速器、自动合成仪、计算机断层设备组成，价格昂贵。（2）灵敏性好，可进行代谢、分子、功能显像，所以发展很快。 （ 3）对应放射性药物放射性衰变方式： EC、65 何谓放射性治疗药物，该药物主要包括哪几类？治疗药物定义：是通过，射线对病人提供局部的放射性照射，以达到治疗目的的。目前治疗药物主要有以下几种：甲状腺疾病骨与关节疾病神经内分泌肿瘤治疗放射性核素的近距离治疗专题穆斯鲍尔效应分析1. 原子核能否产生 共振吸收的影响因素有哪些？答： 辐射谱线的自然宽度核反冲能量损失引起的 辐射谱线的漂