放射化学放射性

关于放射化学放射性第1页，共31页，2022年，5月20日，23点14分，星期四

放射性：原子核自发地放射出各种射线的现象。各种射线：α、β、γ射线；正电子、质子、中子等其它粒子。

能自发地放射各种射线的核素称为放射性核素，也叫不稳定核素。

放射性现象是由原子核的变化引起的。第2页，共31页，2022年，5月20日，23点14分，星期四2.1放射性衰变规律2800种核素中仅有271种是稳定的，其余都是不稳定的。1、放射性衰变的时间规律

最简单的衰变情况是放射性核素A放出粒子x，转变成稳定核素B：

这时单位时间衰变的原子数

与此时现有的原子核数N成正比：第3页，共31页，2022年，5月20日，23点14分，星期四

平均寿命τ的含意是，在τ时间里，放射性活度下降到1/e。τ等于衰变常数的倒数。第4页，共31页，2022年，5月20日，23点14分，星期四活度：

放射性活度的单位是Bq。1Bq相当于每秒1个衰变数，即现有一定量的放射性核素每秒衰变1个原子核则具有1Bq的活度。

曾经用Ci作为放射性活度的单位，1Ci近似地相当于1g226Ra的放射性活度，1Ci=3.7×1010Bq。第5页，共31页，2022年，5月20日，23点14分，星期四比活度(Specificactivity)

单位质量的某种放射性物质的放射性活度。

S=A/(mA+m)通常情况下

则：

第6页，共31页，2022年，5月20日，23点14分，星期四对于无载体的纯放射性核素，

S0=K/MTS0该放射性核素的一个特征常数，比活度的单位为Bq/g。

k值：S/60→min/60→h/24→d/365→a第7页，共31页，2022年，5月20日，23点14分，星期四例：某单位有一个226Ra放射源，该源的放射性物质为Ba(226Ra)CO3，其活度为3700Bq，质量为1.0g。问该源的放射性核素质量为多少？稳定物质的质量为多少？226Ra的质量为：1.0×10-7g，稳定物质质量为：1.0-1.0×10-7=1.0g。第8页，共31页，2022年，5月20日，23点14分，星期四例：计算1g下列放射性核素的：226Ra、210Po、238U、222Rn、220Rn、219Rn。单位（Bq/mg）238U：T1/2=4.468×109a226Ra：T1/2=1602a210Po：T1/2=138.4d219Rn：T1/2=3.96s220Rn：T1/2=55.6s222Rn：T1/2=3.82d第9页，共31页，2022年，5月20日，23点14分，星期四S0Ra-226=3.7×1010Bq/g=3.7×107Bq/mg210Po：1.66×1011Bq/mg，第10页，共31页，2022年，5月20日，23点14分，星期四放射性浓度(Radioactiveconcentration)

放射性浓度C是指单位体积某放射性活度。

C=A/V单位为Bq/ml或Bq/L。

例题：配1000ml浓度为10Bq/ml标准铀溶液，需分析纯U3O8多少克?(已知：238U、235U、234U的丰度分别为：99.275%，0.720%，0.0054%；比活度S0分别为：12.4Bq/mg，79.4Bq/mg，2.3×105Bq/mg；U的平均匀原子量为237.98，O的平均匀原子量为16)第11页，共31页，2022年，5月20日，23点14分，星期四1、根据平均原子量及丰度计算U的量；2、如以g为单位，则要注意与Bq/mg对应。解：设需要mgU3O8解之m=0.479g第12页，共31页，2022年，5月20日，23点14分，星期四氚单位TU：表示每1018个氢原子中有一个氚原子。某环境水样，经分析其浓度为5TU/L，用Bq/L表示为多少？第13页，共31页，2022年，5月20日，23点14分，星期四解：1L水样重为1000g，水样中的3H活度为：第14页，共31页，2022年，5月20日，23点14分，星期四其它常用的浓度单位一般溶液的浓度重量百分比浓度：100克溶液中所含溶质的克数（W/W）。重量体积百分比：100ml溶液中所含溶质的克数（W/V）。体积百分浓度：100ml溶液中所含原装液体试剂的毫升数。第15页，共31页，2022年，5月20日，23点14分，星期四标准溶液的浓度当量浓度（N）：表示1升溶液中所含溶质的克当量数。摩尔浓度（M）：表示1升溶液中所含溶质的摩尔数。第16页，共31页，2022年，5月20日，23点14分，星期四滴定度（T）：表示1ml标准溶液相当于待测物质的毫克数。

铀的容量法分析中，

—标准钒酸铵溶液对铀的滴定度(mg·ml-1)。第17页，共31页，2022年，5月20日，23点14分，星期四放射性核素放射性活度与时间关系图

放射性核素放射性活度与时间关系图第18页，共31页，2022年，5月20日，23点14分，星期四2放射性衰变平衡的建立

母体衰变生成的子体核素，如果子体核素也是放射性的，其衰变如下：第19页，共31页，2022年，5月20日，23点14分，星期四

1）母体核素的半衰期比子体核素的半衰期长很多，它们能建立起长期平衡在这种衰变情况下

远大于

放射性平衡情况下，有：

第20页，共31页，2022年，5月20日，23点14分，星期四A--总放射性活度；A1--母体核素的放射性活度；A2--子体核素的放射性活度；A3--被分离出子体的放射性衰变母体的半衰期8h，子体的半衰期为0.8h图

长期平衡

第21页，共31页，2022年，5月20日，23点14分，星期四这一关系对母体核素半衰期非常长的放射性衰变链来说是相当重要的。一旦平衡建立，就存在如下关系：如：第22页，共31页，2022年，5月20日，23点14分，星期四2）母体核素的半衰期不太长，但仍比子体核素的半衰期长（暂时平衡）当时，达到放射性平衡。当

第23页，共31页，2022年，5月20日，23点14分，星期四A-总放射性活度；A1-母体核素的放射性活度；A2-子体核素的放射性活度；A3-被分离出子体的放射性衰变(母体的半衰期为8h，子体的半衰期为0.8h)图

暂时平衡第24页，共31页，2022年，5月20日，23点14分，星期四3）母体核素的半衰期比子体半衰期的半衰期短没有放射性平衡可以达到。

A-总放射性活度；A1-母体核素的放射性活度；A2-子体核素的放射性活度(母体的半衰期为0.8h，子体的半衰期为8h)图

暂时平衡第25页，共31页，2022年，5月20日，23点14分，星期四例1、在1g天然钾中每分钟衰变多少个40K的原子？已知40K的丰度为：1.18×10－2%，钾的平均原子量为39.1。第26页，共31页，2022年，5月20日，23点14分，星期四

例2、1Bq的不同的放射性核素各有多重？多大质量的放射性核素的放射性活度为1Bq？第27页，共31页，2022年，5月20日，23点14分，星期四表

一些放射性核素的比活度第28页，共31页，2022年，5月20日，23点14分，星期四例3、从1t含有40％U3O8

的沥青铀矿中能分离多少克226Ra？=0.115g第29页，共31页，2022年，5月20日，23点14分，星期四例4、95Zr(T1/2=65.5d)经衰变到95Nb（T1/2=35d），后者衰变为稳定的95Mo