放射化学基础习题及答案放射化学与核化学基础
放射化学基础习题答案
第一章 绪论
答案 （略）
第二章 放射性物质
1． 现在的天然中，摩尔比率238U ：235U=138：1，238U 的衰变常数为×10-10年-1，235U 的衰变常数为×10-10年-1.问(a)
在二十亿(2×109)年以前，238U 与235U 的比率是多少(b)二十亿年来有多少分数的238U 和235U 残存至今
解一： 0t
N N e λ-=
23523802380235238238235235
13827:11t t t t
N N e e N N e e λλλλ----==?= 保存至今的分数即 t
e
λ-
则
238
U ： ≈
235
U ：≈解二：
二十亿年内238U 经过了
9
10
2100.44ln 21.5410-?=?个半衰期 235
U 经过了
9
10
210 2.82ln 29.7610-?=?个半衰期 保存到今的分数： 0.30.44
23810
0.74f -?== 0.3 2.82235100.14f -?==
二十亿年前比率
235238238235
13827:11t
t U e U e
λλ--=?=
2. 把1cm 3的溶液输入人的血液，此溶液中含有放射性I o =2000秒-1的24Na ，过5小时后取出1cm 3的血液，其放射性为I=16分-1。设24Na 的半衰期为15小时，试确定人体中血液的体积。(答:60升)
解： 5小时衰变后活度： 1
ln 2515
020001587.4t
I I e e
λ--
?-==?=秒
人体稀释后
1587.416
60
V = （1min=60s ） 5953600060V ml ml L ∴=≈= 3． 239Np 的半衰期是天，239Pu 的半衰期是24000年。问1分钟内在1微克的(a) 239Np ，(b) 239Pu 中有多少个原子
发生衰变(答: (a)×1011; (b)×109)
解： 6
23150110 6.02310 2.519710239
N -?=
??≈?个原子
(a) ()()
1511001 2.5197101 5.0710t t N N N e e λλ---=-=??-=? (b)
239
Pu 的半衰期太长 t=1min 时 t
e
λ-?1 0N N -? 0 1/2ln 2t λ??
= ??
?
若 t 为1天，1 小时等，再求出平均数，
则与题意有距离。则0N N -=62.610??6
310?
4．(a)据报导，不纯的镭每克放射衰变每秒产生×1010?粒子，这?射线所产生的氦气以每年毫升(在标准状态下)的速度聚集起来。从这些数据计算阿伏加德罗常数。(b)假设镭中含痕量短寿命的放射?粒子的子体元素。这将如何影响你对(a)所计算的正确性(答: (a)×1023)
解： (a) 1年内产生的?粒子数：10
3.410360024365???? 1年内产生的氦气的摩尔数：610.0039
1.71108.31273
PV n RT -?=
==?? ∴ 阿佛加得罗常数1023
6
3.410360024365 6.27101.7110
A N -????=≈?? (b)
88
Ra
a
??→88
Rn →子体a
??→ 因为Ra 中含痕量的Rn 的子体元素，也放射?粒子数 所以10
3.410? ?粒子/s 不全是Ra 发射的 所以求N A 时，10
3.410?比纯Ra 时偏高 ，
所以N A 也偏高
5．在现今的地质时期里，铷中含%(重量百分数)。在30克某铯榴石石矿中，经分析发现含有450毫克铷和毫克的锶。由质谱仪测知，其中的80%锶是87Sr 。假定87Sr 是由87Rb 衰变生成的，87Rb 的衰变常数为×10-11年-1。试计算该矿物的年龄。(答:×108)年
解一：
878737
38
Rb Sr →
30g 矿石中含87
Rb ： 45027.83%?mg
87
Sr ： 0.980%?mg
矿形成时含87
Rb ： 45027.83%0.980%?+?mg
0t N N e λ-=
t N
e N λ-∴
= 80
11
45027.83%
ln
ln 45027.83%0.980% 5.2101.110N N t λ
-??+?∴=-=-
=??年
解二： 残存至今的分数为
11
ln 2
1.11045027.83%
2
45027.83%0.980%
t --
??=?+?
所以t= 8
5.210?年
6． 在一个洞穴中从灰中找到的木炭，每分钟每克给出14C 计数。计算木炭的年代。已知从一株活树的外部得来的木材，给出的计数是，14C 的半衰期为5730年。(答:×103年)
解一： 0t
I I e λ-= 0
t I e I λ-∴
= 0315.3ln
ln 8.6 4.810ln 25730
I
I t λ
=
=≈?年 解二： 残存至今的分数为 0.310
n
f -=
0.357308.61015.3
t
-?= 34.810t ∴≈?年 7．某铀钍矿样品含有%的238U ，%的232Th 和%的Pb 。经测定铅的平均原子量为。假定所有的铅都是由238U 和232Th 衰变生成的，最终产物分别为206Pb 和208Pb 。238U 和232Th 衰变常数分别为×10-10年-1和×10-11年-1。试
（a ）从206Pb 的量。(b)从208Pb 的量。(c)从铅的量，算出该矿物的年龄。(答:×108年;×108年;×108
年) 解：
()238
206...U Pb RaG →→ ,
()232
208...Th Pb TbG →→
设Pb 中
206
Pb 占x 份（重量， 208
Pb 为１－x 份， １－x ＝０.51
（a ） 设：矿样为１克
矿中含
206
Pb ：
0.00960.49
206mol ?
U 238
：0.0831238
mol
形成矿时含238
U ：0.00960.490.0831206238
mol ?+
0t N N e λ-= 810
0.0831238ln
0.08310.00960.49
238206 4.1101.5410
t -?+
∴=-=??年 （b ） 同理：
811
0.4245232ln
0.42450.00960.51
232208 2.6104.9510
t -?+
=
=??年 (c) 衰变mol 数 (
)001t
N N N e
λ--=-
()()
10111.5410 4.95100.08310.42450.0096
11238232207.02
t t e e --??∴
?-+-= 83.210t ∴=?年
文献中说，Gleditsch 和Qviller 用矿石长期受到化学侵蚀来解释偏差。
8. 目前在铀中所含238U 和235U 的摩尔比为138:1。铀-238的半衰期为×109
年，它衰变的最终产物是206Pb ，235U 的衰变的最终产物是207Pb 。某钇复铀矿含有%的铀和%的铅，铅同位素的摩尔比为208Pb:207:Pb 206Pb: 204Pb=::100:，而
在普通铅中的摩尔比则为:::。假定矿物中原来只有铀和”普通铅”。试求(a)矿物的年龄，(b) 235U 的半衰期。(答:
(a)×108年;(b)×108
年) 解： （a ）现矿中摩尔比：
238
235:138:1U U =
铀矿中
238
U 重量百分数：
138238
0.992896138238235
?=?+
235
U 重量百分数：10.9928960.007104-=
设钇复铀矿为1克 则：矿中含
238
U ：
0.4925238
238
mol ?
含238
U ：mol 238
992896.04925.0?
因为矿中铅同位素摩尔比已知， 矿中
207
Pb 重量百分数：
7.62077.6207
0.06966561.922087.62071002060.0472*******
??==?+?+?+?
矿中206
Pb 重量百分数：1002060.912225022582?=
矿中204
Pb 重量百分数：0.0472040.000424622582
?=
而“普通铅”中
204
Pb 的重量没有发生改变，则
207
Pb 重量百分数：
22.720722.7207
0.2267352.320822.720723.5206 1.520420724
??==?+?+?+?
206
Pb 重量百分数：23.52060.2335920724?=
204
Pb 重量百分数：1.52040.0147720724
?=
现人为
204
Pb 的重量没有发生改变，则现矿中204Pb 重=?
原矿（衰变前）中普通Pb 的总重=
0.06670.0004246
0.00191740.01477
?=g （若认为208Pb 的重量没有发生改变，则
求出的原矿中的总重为0.0022472g 。应该认为多年来矿中的232
Th 衰变，使208Pb 的重量增加，所以204Pb 重量不
变计算） 所以，衰变前后
206
Pb 增加了
??0.060398g 207Pb 增加了??0.004212g 因为 0
ln
N
t N λ=- 对
238
206:U Pb →
89
0.49250.992896
238ln
0.49250.9928960.060309
2382068.710ln 24.5110t ??+
=-=??年
对
235
207:U Pb →
118
0.49250.007104
235ln
0.49250.0071040.004212
2352079.925108.6810λ-??+
=-=??-1年 8
23581/2()ln 2 6.98107.010U T λ
∴==?≈?年
9． UI 是?发射体，其t 1/2=×109年。它的第一个?产物UX 1能发射两个?粒子(最长的t 1/2=天)而转变成U 11。U 11也是
一个发射体。从下面的实验中，估U 11计衰变的半衰期。从极大量的UI 制备出相当纯粹的少量的UX 1(以作为载体)；其数量等于与公斤UI 的成放射性平衡时UX 1的量，相当于×107?单位。大约200天后，实际上所有的UX 1都已转变成U 11，其放射性(其中已对杂质Io 作了修正)为个单位。如果把这个数字乘以，把UX 1的放射性乘以，则他们将直接与所发射的a 粒子数目成正比。(答:×105年)
解： (
)()()()12238
23423423010UI
U UX Th UII U I Th ββαα
??→??→??→??→
dN
N dt
λ-
= 1UX ：1
111!71/2()
ln 22.7710 2.96UX UX UX UX UX dN K N N dt
T λ-
=???==
K 为比例系数，1UX N 为200天前1UX 的粒子数
UII N 为200天后的粒子数
因为200天里，1UX 全转变为UII ， 所以UII N =1UX N
71/2(1)
851/2() 2.7710 2.96 1.23410 3.38105.76 2.78
UX UII T T ???∴=
=?=??天年
10． 已知226Ra 的半衰期为1620年，238U 的半衰期为×109年。试问在238U 含量为40%的一吨沥青铀矿中226Ra 的量应为多少(答:0.136克) 解 ：
1/21/2238
2261/21/2U Ra
U U
Ra Ra
T T U Ra N T
N T ∴
=》与达到长期平衡则
设：该矿中有
226
Ra x 克
9100010000.40
4.51102381620226
0.136x x g
???∴=
∴= 11． 试确定在等于地球年龄×109年)的时期内由1.0公斤238U 形成的铅的质量。(答:公斤) 解：
238U
的衰变经过了一个半衰期，残存至今分数f=2-1=
12 ; 所以衰变的分数=12
即 0.5kg
238
206
b U P →
假设衰变链不中断，产生x kg Pb 206 ；则
0.52382060.43x
x kg
=
∴= 12．某样品中，铀的含量可以这样测定，把样品溶在强HCl 或HNO 3中，再用ZrP 2O 6为沉淀剂，使所有的正四价离子沉淀为连二磷酸盐，然后过滤，干燥，并测定沉淀物的?-辐射。有关的核反应是：
23892
U α
23490
Th
β 234
91
Pa
β
23492
U
(t 1/2=×109
年) (t 1/2=天) (t 1/2=分) 这些元素只有Th 能成为连二磷酸盐而沉淀。在10分钟以后， 238U 和其子体达到放射平衡，并且所测得的就是234Pa 的高能?-辐射。今在三次实验中，样品各为(1)毫克铀，以重铀酸胺盐的形式存在，该盐已贮藏了好多年。(2)某一定量的工业产品其中放射平衡已受到了干扰。(3)与(2)是同一产品，且量也相同，只是用连二磷酸盐来沉淀要比(2)迟了天。今用盖格计数器测得，每分钟的计数是(1)1030,(2)113,(3)414。问(a)所得的计数占样品中234Pa 所发射的?射线的百分数是多少(b)样品(2)和(3)中各含多少毫克的铀(答: (a)%,(b)毫克) 解：
（a ）238U 与234Th 达到长期平衡
1/2,1/2,3
169
8.081024.1
238 4.97104.5110365
U
U Th Th
Th T N N T N mol --=
??∴==???
因为1/2,U T 大，1/2,Th T 小 ，所以几年内衰变掉的238U 少，仅为原238U 的7×10-10
认为衰变前后238U 量不变为
234Th
也与234Pa 达到平衡，则Th Th Pa Pa N N λλ=
234Pa
的计数Pa Pa I N ηλ=
1623
1030
0.172317.2%ln 2
4.9710 6.0221024.12460
Pa Pa Th Th
I I
N N ηλλ-∴=
==
==??????
(b) 样品（2）中 7113 3.283610ln 20.172324.12460
Th Th
I
N ηλ=
==??
??
同理样品（3）中N Th =*108 ； 因为两样是同一产品，且铀量相同
所以样品（3）中在天前也有7
3.283610?个Th 粒子 用多代子体衰变公式： 122121,02,021
()t t t N N e e N e λλλλλλ---∴=
-+-
（下标1为238U ；下标2为234Th ）
13138
4.2111018.1
0.02876118.170.02876118.1
1,013
19
1,0 4.211101.203010() 3.2836100.028761 4.21110
1.696310N e e e N ---??-?-?-?∴?=-+?-?∴=?∴样品（2）和（3）含U ：193
23
1.696310238 6.7010 6.706.02210
g mg -??=?=?
13．. 用探测仪器测量某放射性物质的放射性活度，测得结果如下: 时间(秒) 计数率(秒-1)
0 200
1000 182
2000 162 3000 144 4000 133
试求该放射性物质的半衰期。(答:小时)
解：
00200200;
t t dN
N N e dt
dN
t N dt
dN e dt λλλλλ---
===-==∴-=因为时，
1200
ln
dN
t dt
λ∴=- 又1/2ln 2T λ= 则计算得
t
1000 2000 3000 4000 1/2T (秒)
7350
6579
6330
6796
平均1/2T =6764秒=小时
第三章 同位素交换反应
1．
求双原子分子H 2，HD ，D 2的转动特征温度之比和振动特征温度之比。
解：转动特征温度：2
28h Ik
πΘ=转
转动惯量 ：12
12
m m I m m =
+
因为H 和D 有相同的核电荷数，所以可以认为H 2;D 2;HD 有相同的核间距，即r HD =r H2=r D2 111234::::::4:3:2124
I I I ΘΘΘ=
==2
2
22转H 转HD 转D H HD D 所以 振动特征温度：hv k
Θ=
振
振动频率v =
折合质量12
12
m m m m μ=
+
因为H 和D 有相同的核电荷数，所以所以可以认为振动力常数0
f 相同
::2:ΘΘΘ=
=
=22振H 振HD 振D 所以
2．计算同位素交换反应16O 2+18O 2 ? 216O 18
O 在的平衡常数.假定各分子的核间距离相等;各分子的核状态和电子运动状态相
同;各分子的振动特征温度均比大得多.已知Δ?0=.
解：平衡常数016181618
22
2O O kT
O
O f Kc e
f ε?-
= ； 平动配分函数： 3/2
2
2(
)mkT Q V h
π=平 ∴平动的
16181618
181622
2
2
222316183/23/23/2()(1618)(1618)()(162182)8(1618)
O O O O
O O f m m f m m +++===????? 转动的配分函数22
8IkT Q h πσ=转 又
2
21212m m I r r m m μ==+ ∴转动的
16
18161816
18
1618
161816
18
2
2
2
2
22
2
222
2
1618()
22161618161816181(1618)216218
O O
O O
O O
O
O O O
O O f
I f I I σσσ????+=
?
=?=
+?
?? 振动配分函数1(01hv kT
f e
-
=
-振基态能级为时）
因为Θ振》T ，所以hv
kT
e
-
《1，f 振≈1
0.029
33/22
(1618)161618 3.892 3.98(1618)(1618)
kT
kT Kc e -+??∴=?=≈??+
3. 已知在水溶液中,某一分子内的同位素交换反应的速度常数与温度有如下关系: 试求该
反应的活
化能. 解
阿累尼乌斯公式：
221121ln ln ()E k B RT
K T T E K R T T =-
+-=
计算得：
t 1(℃) 0 10 20 30 40 50 T 2(℃) 10 20 30 40 50 60 E(KJ/mol)
E
mol
4.已知某一分子内的同位素交换反应,在27℃时的半交换期是5000秒,在37℃时的半交换期是1000秒,试求该反应的活化能.
解： 半交换期1/2ln 2
ab t a b R
=
?
+ 现为一级反应，则1/2ln 2
t k
=
又22
1121ln ()K T T E K R T T -= 1/2,1221211211/2,221
ln
ln 124.4t K T T T T
E R R kJ K T T t T T =?=?=-- 5.已知在高氯酸介质中,三价铊Tl （Ⅲ）和一价铊（Ⅰ）之间的同位速交换反应为双分子反应。当Tl(ClO 4)3和TlClO 4
的浓度均为25.0mM 时，半交换期为72小时。试问当浓度为：TlClO 4(mM) TL(ClO 4)3(mM) 时，半交换期各为多少
解： 半交换期1/2ln 2
ab t a b R
=
?
+ 二级反应，则1/2ln 2
()
t k a b =
+ 1/2ln 2ln 2ln 2()72(252)3600k t a b ∴===+??
1/2ln 236003600
()ln 2t a b a b
=
?=++ 则
TlClO 4 10 15 10 10 Tl(ClO 4)2 25 15 10 5 T 1/2(小时)
103
120
180
240
℃ 0 10 20 30 40 50
60 k ×105S -1
163 576 1850
5480
6．今已制备含有0.135M 的标记的NaI 溶液和0.91M 非放射性C 2H 5I 的乙醇溶液，使其进行下列双分子反应：
RI + I ＊←→RI ＊ + I -取其一部分（Ⅰ）用加热方法达到平衡，另取一部分（Ⅱ）保持在30℃的恒温槽中，
制成混合溶液50分钟时，将（Ⅰ）和（Ⅱ）中的碘乙烷分离出来，所得的两个同浓度的溶液中，从（Ⅱ）所得的
溶液比活度仅为从（Ⅰ）所得的℅，试求在该温度下的反应速度常数k 及半交换期。
解： 设C 2H 5I 的化学浓度用a 来表示，NaI 的化学浓度用b 来表示， 即a=0.91M; b=0.135M
t=50分时，交换度**
0.647A F A ∞
??????==??????
因为ln(1)a b
F R
t ab +--= ，且是双分子反应， ln(1)()a b
F kab t k a b t ab
+∴--==+
ln(1)ln 2
33min ()0.0199(0.910.135)
F t a b K -=-==+?+
7.
在很少量催化剂存在下，将32.7克溴乙烷和15.7克溴苯混合，溴苯是放射性的，其总放射性为×107
贝克。
经过一段时间交换反应后，测定0.1克溴乙烷，具有放射性×104
贝克。试求交换反应在该时刻的反应进行的百分数。
解： 溴乙烷 a=109= 溴苯 b=157=
设：平衡时溴乙烷的放射性为x Bq
平衡时同位素均匀分配 71.0100.30.1
x x ?-= 解得x=×106
所以进行的百分数：6
10000
32.7
0.10.43644%7.510?==?
8． 300毫克C 2H 5Br 溶于40毫升乙醇后，与＊
溶液混和，测得其比放射性为3200贝克/毫升。试求在交换反应进行了10℅及50℅时，溴乙烷应有多大的放射性 解： 溴乙烷 a=300/109mmol
NaBr b=40×=4mmol
t=0时 *0[A]0= *
0[B]320040+40320080Bq =?
?（）= t= ∞时 *
[A]Bq x ∞= *
[B]320080x ∞=?- 平衡时 同位素均匀分配
3200803004109
x x ?-=
解得x=104348Bq
9.试求H 2(g) + D 2(g)←→ 2HD(g)反应的反应级数，并推测其反应历程。已知在恒容下等分子数的H 2和D 2反应的结果为
T(K) 1008 946 P 0(mmHg) 32 t 1/2(s)
196
135
1330
1038
5461
解： 半交换期1/2ln 2
ab t a b R
=
?
+ i j
R ka b = 又等分子级数反应 所以a=b i j
n R ka
ka +∴==
H 2(g) + D 2 (g) ←?→ 2HD(g) P 总 t=0时 a a 0 2a t=t 时 a- P a- P 2P 2a 所以 2a=P 0 即 a= P 0/2
用1008K 的两组数据相比，得：'1
11/2''1/2
11
t 196221t 135
4n n n ---=== 解得：n=
同理，用946K 的前两组数据相比，1
11
1330411038
16n n --=
解得：n=1. 43 用946K 的后两组数据相比，1
1
1
133041546
16n n --=
解得n= 平均 n=≈
设：机理为： H 2 + M 1
1
k k -←????→ 2H · + M （链引发和链终止） H · + D 2 2
k ??
→ HD + D · D · + H 2 3
k ??
→ HD + H · 则
[]
d HD dt
=k 2[H ·][D 2]+k 3[D ·][H 2]
作稳态处理：
[]d D dt
=。k 2[H ·][D 2]-k 3[D ·][H 2]=0
∴k 3[D ·][H 2]]=k 2[H ·][D 2]
[]d H dt
?=k 1[H 2]-k -1[H ·]2-k 2[H ·][D 2]+k 3[D ·][H 2]=0
用上式代入，则[H ·]=
∴
[]
d HD dt
=2k 2[H ·][D 2]=2k
2
H ??1/2 [D 2]
总反应级数为
第四章 放射性核素的低浓物理化学
答案（略）
第五章 放射化学的分离方法
1. 在0℃时，氯化钡和氯化镭从溶液中共结晶共沉淀，并服从均匀分配定律，分配系数D=。求常量组分氯化钡析出%时，为量组分氯化镭析出的百分数。(答:%)
解：均匀分配a x x
b y y D --=
5.21
6.94%1 6.49%
a x x
-=?
-； 得x=0.724a 所以RaCl 2析出的百分数为%6.26734.0=-a
a
a
2．溶液中的微量氯化镭岁常量氯化钡共沉淀，得如下数据： 镭留在溶液中的百分数 钡留在溶液中的百分数
试判断此服从均匀分配还是非均匀分配，并求其分配系数。(答:
解：均匀分配a x x b y y D --=；非均匀分配㏑a
x =λ㏑b y
∴ x Y 得 D λ
D 基本为常数。∴为均匀分配
平均D= 3．将25毫升0.11M 硝酸钡，10毫升0.10M 硝酸铅和25毫升0.10M 硫酸钠相混合。在产生沉淀并熟化一小时后，有的59%铅在沉淀中，试求钡的回收率及富集因数。(答:%, 解：Ba 和Pb 都是常量物质，∴不服从共沉淀中的分配定律，它们的沉淀完全由各自的性质而定。 反应前：Ba(NO 3)2: 25×= Pb(NO 3)2: 10×= Na 2SO 4: 25×=
可见沉淀剂Na 2SO 4量少，假定全用完。 ∴59﹪的Pb 沉淀。即×=沉淀 ∴与Ba 2+
结合的SO 42-
为：的回收率1.912.7569.5=﹪
富集因数S Pb/Ba =Pb Ba
R R =0.590.695==
(Ba 在沉淀中富集)
4·已知硫酸钡的溶度积为×10-10，今将50毫升×10-5的BaCl 2溶液与100毫升×10-5
M 的Na 2SO 4溶液相混合，试求钡以BaSO 4形式沉淀的百分数。并求在Ba(Ra)SO 4-H 2O 体系的均匀分配系数为的条件下，溶液中的镭转入沉淀的百分数。(答:55%,69%)
解： 沉淀前[Ba 2+
]=×10-5
×50
150=×10-5
M
[SO 42-]=×10-5×100150=×10-5
M 沉淀后：[Ba 2+
][SO 42-]=×10
-10
设：沉淀后，溶液中[Ba 2+
]=xM
则沉淀后，溶液中[SO 42-]=×10-5（×10-5
-x ）
=2×10-5
+ x
∴ x(2×10-5+x)=×10-10
∴ x=×10-6
M ∴钡沉淀的百分数为
56
5
1.0 4.5551.01010
10
---?-?=?%
又均匀分配： a x x D b y y -=- ∴ 1.80.550.45
a x x
-=? 得 x=0.3125a
∴镭沉淀的百分数为
(10.3125)a
a
-=69%
5．如果BaCO 3(Ksp=8×10-9
)和SrCO 3(Ksp=2×10-9
)形成均匀的固溶体，计算从起始时含有等摩尔Ba 2+的Sr 2+和的溶液中析出一半锶时，沉淀中BaCO 3理论摩尔分数。(答: ) 解（一）
Ba 2+
与Sr 2+ 无常量、微量之份，用容度积求 设起始时[Ba 2+]= [Sr 2+]=b 沉淀后[Ba 2+] =x
Sr 2+ + CO 32- ←?
→ SrCO 3 沉淀后 b/2 [CO 32-] b/2
Ba 2+ + CO 32- ←?
→BaCO 3 沉淀后 x [CO 32-] b-x
对Sr 2+形成的固体SrCO 3时，3,sp SrCO k = [Sr 2+][ CO 32-]
形成不纯的固体时， 3239,[]22102
sp SrCO b
CO k b --?==?
所以[CO 32-]=、2×10-9 又3
2993,[]210810sp BaCO x CO x k b x b x
---??===?--
所以x= b-x=
(解二)形成均匀固体溶液，按均匀分配定律来计算
33
9,9,21018104
sp SrCO sp BaCO k D k --?=
==?
设起始时[Ba 2+]= [Sr 2+]=b 沉淀后[Ba 2+] =x
y
x
D y b x b =-- 2
/412/b x
b x b ?=-∴
得x=4/5b b-x=1/5b
6． CaC 2O 4和SrC 2O 4的溶度积分别为×10-9和×10-8。今用摩尔草酸处理1升含有摩尔Ca 2+和×10-6
摩尔Sr 2+的溶液。(a )假定CaC 2O 4和SrC 2O 4不发生共沉淀，计算溶液中残留的Ca 2+和Sr 2+的浓度。(b)如果CaC 2O 4和SrC 2O 4形
成均匀的固溶体。(c)形成非均匀固相，且?=D ，是分别计算溶液中残留的Sr 2+浓度。(答: (a )×10-7M, ×10- 6M ; (b)
×10-11M ;(c)×10-7
M) 解：
(a) Ca 2+ + C 2O 42- ←?→ Ca C 2O 4
沉淀前 0.1M 0.11M
沉淀后 x
M
x x x O C Ca K O CaC sp 7
92422,1087.11089.1)01.0(]][[42---
+?=?=+==∴
Θ Ca 2+浓度大，Sr 2+浓度小，所以认为加C 2O 42-后，大量的Ca 2+先沉淀。Ca 2+沉淀后，溶液中[C 2O 42-]=+x Θ[ Sr 2+][ C 2O 42-]=1?10-6（+ 71087.1-?）≈1?10-8?42,O SrC sp K
∴ Sr 2+不能沉淀出来，溶液中[Sr 2+]仍为1?10-6M
附讨论：（1）现求能使1?10-6 M 的Sr 2+沉淀的[ C 2O 42-]
M K O C O SrC sp 054.0101104.5101][6
8
6;24
242=???=----
即，[ C 2O 42-]≥ 0.054M 时，SrC 2O 4可以沉淀
再求当[ C 2O 42-]由0.11M 降到0.0054M 时，溶液中尚存在[Ca 2+]:
因为形成CaC 2O 4要消耗的[ C 2O 42-]=0.056M 所以此时溶液中][2+
Ca =0.044M 此时][2+
Ca ][24
2-
O C =×=×10-3》
42,O CaC sp K
所以CaC 2O 4还要大量沉淀，使[ C 2O 42-]仍继续下降 即[ C 2O 42-]?0.054M 所以SrC 2O 4不能沉淀出来
（2）若认为在[ C 2O 42-]降到0.054M 以前，SrC 2O 4也沉淀，则： 设Sr 2+沉淀后，溶液中[ Sr 2+]=y ；则形成SrC 2O 4所消耗的][242-
O C =1×10-6－y
又起始时][2+
Ca ：][2+
Sr
=：1×10-6=105：1
按碰撞理论，沉淀CaC 2O 4的几率：沉淀SrC 2O 4的几率=105：1
所以形成CaC 2O 4所消耗的[ C 2O 42-]=105×（10-6
-y ）
此时溶液中[ C 2O 42-]=×（10-6-y ）-（10-6-y ）≈×（10-6
-y ） 此时][2+
Sr
][242-
O C =y[×（10-6-y ）]=×10-8
得y=×10-7 似乎溶液中残留的][2+
Sr =×10-7
但此时溶液中][24
2-
O C =×（10-6-y ）=
仍是以使+
2Ca 沉淀，所以][24
2-
O C 将继续降低，
使平衡SrC 2O 4 ←?
→ Sr 2+ + C 2O 42-向右移动，SrC 2O 4逐渐溶解，直到SrC 2O 4全部溶解完，SrC 2O 4沉淀的过程仍在进行
所以最后溶液中][2+
Sr
=1×10-6M
[b] 设残留在溶液中Sr 2+的浓度为x(M); a 为沉淀前的][2+
Sr ，b 为沉淀前的][2+Ca
244
9,8
,2 1.8101
5.41030
sp CaC O sp SrC O k D k --?=
==? y x
D y b x a =--∴ ； 即7
76108.130110
8.11.0101---??=?--?x x 所以x=×10-11M
[c]非均相分配
D =λ
y b
x a ln ln λ= ；即67
11010.1ln 30 1.810x --?=?
得x=×10-7M
7. 溶液中某放射性元素在硅胶上的吸附作用从Freundlich 公式(吸附量用毫摩尔·克-1，浓度用毫摩尔·分米-3表示)式中k=,n=3.把10克硅胶加入100毫升该放射性元素的浓度分别为﹑﹑﹑0.100M 的溶液中，试求吸附达平衡后该元素已被吸附的百分数. (答:97%,91%,72%54%)
解 Frenndlish 公式：3
1115.0C kC q n
== ; n 为经验常数
设起始浓度为 C 0 M
则吸附前溶液中含该元素100 C 0 mmol; 该元素被吸附的百分数为a %
1/30100C %
0.15[0.0101000(1%)]10
a a ?=???-
得a %=97%
同理：对0.020M 的溶液：1/30100C %
0.15[0.0201000(1%)]10
a a ?=???-
得a %=91%
对0.050M 的溶液： a %=72% 对0.100M 的溶液： a %=54%
8. 25℃时，酚在水于苯两相间的分配达平衡后，测定两相中酚的浓度。进行了两次实验，第一次得到C 1(水)=101毫摩尔/升，C 1(苯)=279毫摩尔/升；第二次得到C 2(水)=366毫摩尔/升，C 2(苯)=2980毫摩尔/升。假定酚在苯中发生缔合，即同时存在双分子酚(F 2 )和单分子酚(F )，而在水箱中只有单分子酚。试求: (a )单分子酚在两相之间的分配系数P F ；(b )酚在苯的缔合反应2F=F 2的平衡常数。(答:(a),(b) 解 : F 的分配系数 aq
F F F P ][][0
=
缔合反应 2F ?F 2的平衡常数 202
[][]as F K F =
；2
00[][]as F K F =； 所以分配比为： aq F F aq
aq F aq aq F KP P F F P F Kas F F F K F F F F C C D ][2][]][2][][][2][][][2][2
002
020020+=+=+=+==
水苯
)1.........(101.02101.0279
.02?+=∴
KP P )2(..........366.02366
.098.22?+=KP P 有（1）（2）解得P=；K=
9. 已知放射性元素砹在水中仅以单原子状态存在，而在某一有迹象中发生缔合，几乎全部以双原子状态存在。当砹
在有机相中的分析浓度为×10-11
毫摩尔/升时，分配比D=100。问当砹在有机相中的分析浓度减少10倍时，分配比为多少(答:
解：有机相中 2At ?→?k
At 2 平衡常数20
2
[][]as At K At =
0[]At ∴=
分配系数 aq
At At P ][][0=
；0[][][]aq At At At At P P == 分配比02020
2002020][2][][2][][2][][2][At K P K
At At P P At At At At At D aq ==≈+=
10][][2,021,0221==∴
At At D D ； 6.3110
100
1012==
=∴D D 10. C 6H 5COOH 在苯和水之间分配，6℃时测得两相中的分析浓度如下： C (苯),M C(水),M
假定C 6H 5COOH 在水中不解离也不聚合，在苯中几乎全部缔合成了(C 6H 5COOH)n 。试求值n 。(答:2)
解；苯中 nC 6H 5COOH ?→←
K
(C 6H 5COOH)n
650
650
650650
[()][][()][]n as n
n
n as C H COOH K C H COOH C H COOH K C H COOH =
∴=
分配系数 P=[C 6H 5COOH]0/[C 6H 5COOH]aq
650650650
6565651
6565[][()][()][][][][][]n n aq aq
n
as n n as aq aq
C H COOH n C H COOH n C H COOH
D C H COOH C H COOH nK C H COOH nK P C H COOH C H COOH -+=≈
=
=
用第一,三组数据:
=nK as P nn-1 (1)
= nK as P nn-1……...(2) 由(1)(2)式解得: n=
同理用第2,4组数据,得 n= 平均n=2
11. 四氧化锇在四氧化碳和水中的分配可描述如下 (a)在水相中 OsO 4 + H 2O = H 2OsO 5
H 2OsO 5 = H + + HOsO 5- HOsO 5- = H + + OsO 5
2- (b) OsO 4在两相之间分配(OsO 4 )aq = (OsO 4 )o
(c) 在有机相中 4OsO 4 = (OsO 4 )4
试将锇的分配比表示成K1、K2、K3、P 、Ko 氢离子和水相中OsO 4浓度的函数。
;][]
[4521OsO OsO H K = ;][][5252OsO H HOsO K -= ;]
[]][[5253-
-
+=HOsO OsO H K
][][404OsO OsO P =
; 440
04
40[()][]OsO K OsO =
40440
242555443
404043123
124124124141
2[]4[()][][][][]
[]4([])4[][][][][]1[][][][][]OsO OsO D OsO H OsO HOsO OsO P OsO K P OsO P K P OsO K K K K K K OsO K K OsO K K OsO K OsO K H H H H H --++++++∴=
+++++==
+++?+++ 12. 用TAA 的苯溶液萃取H 2SO 4介质中的钍。假定水相中的硫酸只以H 2SO 4-状态存在，且 发生如下反应
Th 4++H 2SO 4=ThSO 42++H + ThSO 42+
+ H 2SO 4-=Th
（SO 4）2+H + 钍的硫酸根配合物不被萃取。TAA 是弱酸，HT 用表示。试写出钍的分配比的表示式。
解：
]
/[]][[][]/[]][[]/[]][[])([]
][[]][)([]
][[])([]
][[]][[244124244214242244242442424244241+-
++
+-
++-
+
-
+
+-+
-
+++
====
=
=H HSO Th K ThSO H HSO Th K K H HSO ThSO K SO Th HSO ThSO H SO Th HSO ThSO SO Th K HSO Th H ThSO K
HT 的离解常数]
[]][[HT T H Ka -+=; ]/[][][+
-=H HT Ka T ;
缔合 Th 4+ + 4T- ?→←4
β
ThT 4
4
444
44444444][]][[][]][[][HT Ka P H ThT HT Ka H ThT Th HT
ββ+++
== ]
[][]
][[]][[][][]][[][]][[][4444
44440
4444
444
44444++-++++
=
=
==Th HT K H ThT T Th ThT HT Ka P H ThT HT Ka H ThT Th d HT
βββ
分配系数][][4044ThT ThT P ThT =； ]
[][0
TH HT P HT =
)][][][][1(][][1]
[])([][][1(][]
[1]
)([][][][][22
421414
4444
44
424424444
2424440
4+-
+-
+++
+
+-
++++=
+++=
+++=
∴H HSO K K H HSO K HT K P H P Th SO Th Th ThSO ThT Th P SO Th ThSO ThT Th ThT D d ThT ThT ThT β
13. 用乙酰丙酮（HL ）的苯溶液萃取钍，他（Th ）被萃取到苯中。假定【BL 】o=×10-3
M ，V o/Vaq=1试作E ％与PH
值的关系曲线。已知Th 的各级配合物的积累稳定常数
?THL =×107, ?THL2=×105
?THL3=×1021,?THL4=×1026, HL 的解离常数Ka=×10-9
, THL 4的分配系数P THL4=315,HL 的分配系数P HL =. 解： 4
44
][][14
4
4
HL K P H P D d ThL HL ThL αβ++
=
又E E
V V E E D aq -=
?-=
1001000 (E%为萃取百分数) 所以E=
1
100+D D
现求平衡时的[L -]：
710-≈Th C Θ很小，忽略因与Th 络合而消耗的[L -]
[L -]aq +[HL]aq +[HL]0=1×10-3
[L -]=
333
99
110110110[][]1 5.6310[]1(1)1(1 5.95)
1.1710HL d H H H P K ---+++-???==
+?++++? 44
2344-
4432
715
212632[][][L ]]
[]
[]
11111()[][][][][]315117.010 3.8101(7.210)7.210[][][][]
d aq d aq HL HL HL ThL
ThL ThL ThL ThL K HL K HL H P H P P D L L L L L L L L L βββαββ++---------
=
=
∴==+++++=
??++++??Q
计算
Ph
[H+](M) [L-] D E% 取 5-8 依次求出
…..
….
….
作图（略）
14．用10毫升双硫腙（HL ）的四硫化碳溶液(﹝BL ﹞o=4×10-4
M )萃取100毫升水相中极微量的汞(Ⅱ)。已知双硫腙在
水中的解离常数Ka=×10-5，在两相间的分配系数P HL =×108, 汞(Ⅱ)的螯合物的积累稳定常数?ML2=×1022
，在两相间的
分配系数P ML2=×104
。问在萃取时(a)水中有1.0M 溴离子；含有0.10M 溴离子的两种情况下，pH 值各为多少才能有
一半汞被萃取到有机相中去已知lg ?HgBr =, lg βHgBr2=, lg βHgBr3=, lg βHgBr4=. (答: (a) ; (b) 解：
10
10%,50][][1/][][][][][1][10][10][10][101][][][][11
][][][][][][]
[0
,
2
022
2
2,220
22
22
243.134.23.894
433224322222
2
=∴==+
=
+=+=+=
∴++++=++++=+++++=
+--------+D V V
E V V D D E HL K P H P Hg HgL HgL HL Kd P H P D Br Br Br Br Br Br Br Br HgBr HgBr HgBr HgBr HgL Hg HgL D P P HL a HL
HgL HL HL
HgL HgBr HgBr HgBr HgBr 当又令
αβααβββββα
22
225242
20
2
4
22
42
[]2510(3.010)(410)[]()(7.01010)10(1.110)416.51
HgL d HgL HL K HL H P D DP αβα
--+?????∴=-=?-?
??=
（a ）[Br -]=1.0M
时：
α
1
=×109 [H +]=[×109)]1/2= 所以pH=
（b ）[Br -]=0.10M 时：
α
1
=×108
[H +]=[×108)]1/2= 所以pH=
15．设某放射性元素A 在水和氯仿之间的分配比为10。今用三份各为10毫升的新鲜CHCl 3重复萃取50毫升水相
中的A 三次，每次萃取后用1毫升水洗涤有机相，并弃去洗涤液。试求A 的总回收率。此回收率对原始水相中分别含有毫克和50毫克A ，是否可以认为满意(答:95％) (解法一)： 用10mlCHCl 3萃取三次后，回收率为：
（根据多级错流萃取公式n q
a V V D
n n Ep )11(
1)(1)(0+-=-=φ）
3
0111
()1110.9631027
(110)(1)50
n
A
Ep n V D V
∴=-
=-
=-
=+?
+ 用水洗涤有机相，水相中的分数为：
110.00990.011011011
A V D V
=
=≈+?
+
则洗涤时，有机相的回收率为= 所以总的回收率=×==95%
(解法二)：第一次振荡后，有机相中分数1
1211103311050
-
=-=+? 水洗涤后，有机相中余2/3× 水相中有1/3
第二次振荡后，水相中余1/3×1/3 有机相中余1/3×2/3 第三次振荡后，有机相中有1/3×1/3×2/3 水洗涤后，有机相回收率 1/3×1/3×2/3×
所以总回收率为2/3×+1/3×2/3×+1/3×1/3×2/3×=
16. 某浓度的8-羟啉氯仿溶液在时pH=，可萃取元素％，元素％；在pH=时，萃取A98％，％。问(a)在pH=时萃取，
pH=时反萃取，需进行多少次才能使A ﹑B 两元素的浓度比为起始值的×104
倍经这样萃取后，A 的回收因数为多少(答: (a) 2; (b) ) 解：（a ） 设A 、B 的起始浓度分别为A 0、B 0
pH=时 ，萃取一次，有机相中有0.98 A 0及 B 0 pH=时，反萃取一次，水相中有×0.99 A 0及 B 0
即萃取、反萃取一次后，A 与B 的浓度之比为
00.980.990.009A B ?
则萃取，反萃取n 次后，A 与B 的浓度之比为0
0.980.99()0.009n A B ?
40.980.99(
) 1.0100.009
n
?≈? 求得n =≈
（b ） 回收率（×）2=
17.今有含某放射性元素A 的稀溶液50毫升，用氯仿萃取A ，设分配比为19︰1。试问用(a)每份5毫升，(b)每份10毫升
新鲜氯仿进行萃取，各需萃取多少次才能达到％的回收率(c)如果将这50毫升水溶液放在足够长的玻璃柱内，然后每次毫升氯仿地入睡溶液中，氯仿从玻璃柱的顶部移到底部时，达到分配平衡。试问同样要求回收率达％，所需氯仿的体积为多少假定氯仿通过水柱后即与水箱分开. (答: (a) 6; (b) 4; (c) 16毫升)
解：n 次萃取后，回收率n
A n A V
V
D R )1(110,+-
=
（a ）
110.9980.0025
(119.1)50
n
=-=+? 求得n=≈
核化学和放射化学
核化学和放射化学 20世纪上半叶，从发现放射性元素、核裂变、人工放射性，到核反应堆的建立，核爆炸的毁灭性破坏等，核化学和放射化学一直是十分活跃和开创性的前沿领域。但到了后半个世纪，由于核电站和核武器发展的需要，核化学和放射化学转向以生产和处理核燃中心，自身的科学研究和新的发现相对减少。放射性同位素和核技术在分析化学、生命科学、环境科学、医学等方面紧密结合，使其应用和交叉研究蓬勃发展起来。从目前的动向看，核化学和放射化学主线大体有如下几方面。 (1)超重元素“稳定岛” 能找到吗? 20世纪60年，Myers和Nilssdn等核物理学家从核内存在着核子壳层和幻数的理论模型出发，提出了超重元素存在 "稳定岛"的学说，即在核质子数Z=114和中子数N=186的幻数附近，有一些超重原子核特别稳定，其寿命可能长达若干年甚至1015年，这些长寿命的超重元素构成了一个“稳定岛"。在这一学说吸引下，近30多年来无数核科学家通过各种方法从自然界和核反应中去寻找这个梦寐以求的境地—稳定岛。至1999年6月，世界上三个大实验室，美国的LawrenceBerkeley实验室(LBL)，德国的Darmstadt重离子研究会 (GSI)和位于俄罗斯的Dubna联合核子研究所 (JINR)，分别用重粒子轰击的方法合成了重元素114、116和118，但由于加速器流强不够和反应截面在10-12靶，所以只获得了极少几个原子，有关证实研究已在重覆进行。这意味超重元素“稳定岛"将有可能存在。可以设想21世纪重粒子器的流强增大，使产生超重元素的原子数目大增，再加上分离、探测药物，主要用于多种疾病的体外诊断和体内治疗，还可在分子水平上研究体内的功能和代谢。21世纪将在单光子断层扫描仪 (SPECT)药物方面有新的突破;将会用放射性标记的放免活性和专一性极”人抗人”单克隆抗体作为生物导弹，定向杀死癌细胞;而中枢神经系统显像将推动脑化学和脑科学的发展。 (3)核分析技术将以其高灵敏度等优点向纵深发展放射性示踪技术和核分析技术始终因其灵敏度很高的优点在各个领域中得到广泛的应用。核分析方法未来将在分析化学中大有作为，如物种分析(speciation)，分子活化分析，生物-加速器质谱学 (bio-accelerator mass spectrometry，Bio-AMS)，粒子激发X-射线发射 (particle induced X一ray emission，PIXE)包括扫描质子微探针 (scanning proton microprobe，SPM)、"-粒子质子X-射线谱仪(alpha proton X一ray spectrometer，APXS)等各种新型结构和功能的分析仪器将为未来人类认识大自然提供有利的武器。
放射化学基础习题及答案放射化学与核化学基础
放射化学基础习题答案 第一章 绪论 答案 （略） 第二章 放射性物质 1． 现在的天然中，摩尔比率238U ：235U=138：1，238U 的衰变常数为×10-10年-1，235U 的衰变常数为×10-10年-1.问(a) 在二十亿(2×109)年以前，238U 与235U 的比率是多少(b)二十亿年来有多少分数的238U 和235U 残存至今 解一： 0t N N e λ-= 23523802380235238238235235 13827:11t t t t N N e e N N e e λλλλ----==?= 保存至今的分数即 t e λ- 则 238 U ： ≈ 235 U ：≈解二： 二十亿年内238U 经过了 9 10 2100.44ln 21.5410-?=?个半衰期 235 U 经过了 9 10 210 2.82ln 29.7610-?=?个半衰期 保存到今的分数： 0.30.44 23810 0.74f -?== 0.3 2.82235100.14f -?== 二十亿年前比率 235238238235 13827:11t t U e U e λλ--=?= 2. 把1cm 3的溶液输入人的血液，此溶液中含有放射性I o =2000秒-1的24Na ，过5小时后取出1cm 3的血液，其放射性为I=16分-1。设24Na 的半衰期为15小时，试确定人体中血液的体积。(答:60升) 解： 5小时衰变后活度： 1 ln 2515 020001587.4t I I e e λ-- ?-==?=秒 人体稀释后 1587.416 60 V = （1min=60s ） 5953600060V ml ml L ∴=≈= 3． 239Np 的半衰期是天，239Pu 的半衰期是24000年。问1分钟内在1微克的(a) 239Np ，(b) 239Pu 中有多少个原子 发生衰变(答: (a)×1011; (b)×109) 解： 6 23150110 6.02310 2.519710239 N -?= ??≈?个原子
核化学与放射化学复习知识
核化学与放射化学复习知识 放射化学的特点 1、放射性：在涉及放化操作的整个过程中，放射性一直存在，放射性核素一直按固有的速率衰变，并释放出带电粒子或射线。这是放射化学最重要的特点。 2、不稳定性：由于放射性物质总是在不断地衰变，由一种物质转变为另一种或多种物质，使研究体系的组成不断发生变化。这就要求相应的快化学研究方法。 3、低浓度性 1896年，放射性的发现，贝克勒尔 1934年，人工放射性的发现，小居里夫妇 1939年，铀的裂变，哈尔 同位素：质子数相同、中子数不同的两个或多个核素 同质异能素：处于不同的能量状态且其寿命可以用仪器测量的同一种原子核 同中子异核素：中子数N相同而质子数Z不同的核素 同质异位素：质量数A相同而质子数Z不同的核素 β稳定线：稳定核素几乎全部位于一条光滑曲线或该曲线两侧 质子滴线：位于β稳定线上侧，其上元素最后一个质子结合能为0 中子滴线：位于β稳定线下侧，其上元素最后一个中子结合能为0 核的电荷分布半径小于核物质的分布半径说明，核表面的中子比质子要多，原子核仿佛有一层中子皮 质量亏损：组成原子核的Z个质子和（A-Z）个中子的质量和与该原子核的质量m(Z,A)之差称为质量亏损 以原子质量单位表示的原子质量M(Z,A)与原子核的质量数A之差称为质量过剩 原子核的结合能：由Z个质子和N个中子结合成质量数为A=Z+N的原子核时，所释放的能量称为该原子核的结合能 将结合能B( Z,A)除以核子数A，所得的商ε 平衡分离过程：依靠达到平衡的两相中，所需组分和不需要组分的含量比的差别 速率控制过程：依靠所需组分和不需要组分传递速率的不同，造成两相中所需组分和不需要组分含量比的差别 分离因数：表征两相中所需组分A和不需组分B含量比差别的一个系数 回收率：表示样品经过分离后，回收组分的完全程度 富集系数：所需组分A和不需组分B的回收率之比 放射性核素纯度，指在含有某种特定放射性核素的物质中，该核素的放射性活度对物质中总放射性活度的比值 放射化学纯度指在一种放射性样品中，以某种特定的化学形态存在的放射性核素占总的该放射性核素的百分数 比移值：某斑点或窄条的中心移动距离与流动相移动距离之比 载体：加入的常量的稳定核素 反载体：加入的一定量可能沾污核素的稳定同位素 同离子效应：沉淀的溶解度会因有共同离子的过量存在而减少 盐效应：当在溶液中加入不是太过量的同离子，而是加入并非构成沉淀的其他离子时，也会使溶解度增加 共沉淀分离法：利用溶液中某一常量组分（载体）形成沉淀时，将共存于溶液中的某一或若干微量组分一起沉淀下来的方法。共沉淀的机制主要有形成混晶、表面吸附和形成化合物等
核化学与放射化学
1、放射性：在涉及放化操作的整个过程中，放射性一直存在，放射性核素一直按固有的速率衰变，并释放出带电粒子或射线。这是放射化学最重要的特点。 2、不稳定性：由于放射性物质总是在不断地衰变，由一种物质转变为另一种或多种物质，使研究体系的组成不断发生变化。这就要求相应的快化学研究方法。 3、低浓度性 1896年，放射性的发现，贝克勒尔 1934年，人工放射性的发现，小居里夫妇 1939年，铀的裂变，哈尔 同位素：质子数相同、中子数不同的两个或多个核素 同质异能素：处于不同的能量状态且其寿命可以用仪器测量的同一种原子核 同中子异核素：中子数N相同而质子数Z不同的核素 同质异位素：质量数A相同而质子数Z不同的核素 β稳定线：稳定核素几乎全部位于一条光滑曲线或该曲线两侧 质子滴线：位于β稳定线上侧，其上元素最后一个质子结合能为0 中子滴线：位于β稳定线下侧，其上元素最后一个中子结合能为0 核的电荷分布半径小于核物质的分布半径说明，核表面的中子比质子要多，原子核仿佛有一层中子皮 质量亏损：组成原子核的Z个质子和（A-Z）个中子的质量和与该原子核的质量m(Z,A)之差称为质量亏损 以原子质量单位表示的原子质量M(Z,A)与原子核的质量数A之差称为质量过剩 原子核的结合能：由Z个质子和N个中子结合成质量数为A=Z+N的原子核时，所释放的能量称为该原子核的结合能 将结合能B( Z,A)除以核子数A，所得的商ε 平衡分离过程：依靠达到平衡的两相中，所需组分和不需要组分的含量比的差别 速率控制过程：依靠所需组分和不需要组分传递速率的不同，造成两相中所需组分和不需要组分含量比的差别 分离因数：表征两相中所需组分A和不需组分B含量比差别的一个系数 回收率：表示样品经过分离后，回收组分的完全程度 富集系数：所需组分A和不需组分B的回收率之比 放射性核素纯度，指在含有某种特定放射性核素的物质中，该核素的放射性活度对物质中总放射性活度的比值 放射化学纯度指在一种放射性样品中，以某种特定的化学形态存在的放射性核素占总的该放射性核素的百分数 比移值：某斑点或窄条的中心移动距离与流动相移动距离之比 载体：加入的常量的稳定核素 反载体：加入的一定量可能沾污核素的稳定同位素 同离子效应：沉淀的溶解度会因有共同离子的过量存在而减少 盐效应：当在溶液中加入不是太过量的同离子，而是加入并非构成沉淀的其他离子时，也会使溶解度增加 共沉淀分离法：利用溶液中某一常量组分（载体）形成沉淀时，将共存于溶液中的某一或若干微量组分一起沉淀下来的方法。共沉淀的机制主要有形成混晶、表面吸附和形成化合物等共沉淀的公式各因数的含义记一下
放射化学试题库及答案分解
试题库及答案 第一章 1.放射化学是研究放射性元素及其衰变产物的化学性质和属性的一门学科，详 述其所涉及的六个主要领域? P1 1放射性元素化学2核化学3核药物化学4放射分析化学5同位素生产及标记化合物6环境放射化学 要详细描述 2.放射化学所研究的对象都是放射性物质，简述其所具有的三个明显特点？P1 1.放射性 2.不稳定性 3.微量性 3.放射化学科学发展史上有很多重要发现，其中有四个是具有划时代意义，简 述这四个具有划时代意义的重大发现(包括年代、发现者及国籍等)？P2-5 1放射性和放射性元素的发现（1869年法国贝可放射性的发现，1898年波兰居里夫妇钍盐放射性发现与钋的发现）2实现人工核反应和发现人工放射性（1919年英国卢瑟福人工核反应和质子的发现，1934年波兰小居里夫妇人工放射性的发生，用化学的方法研究核反应）3铀核裂变现象的发现（1939年德国哈恩铀的裂变，1940年美国麦克米兰超铀元素的发现）4合成超铀元素和面向核工业（1945年美国第一颗原子弹，1952年美国第一颗氢弹） 第二章 4.列表阐述质子、中子和电子的主要性质？ 5.核物质是由无限多的质子和中子组成的密度均匀的物质，简述其两个主要特 点？11 ①每个核子的平均结合能与核子的数目无关 ②核物质的密度与核子的数目无关 6.简述A m X中每个字母所代表的含义？ Z N
X：元素符号 A：原子核的质量数 Z：原子核中的质子数，也叫原子核的电子数 N：原子核所含的中子数 m：原子所带电荷数 7.简述某核素的电荷分布半径及核力作用半径的测定原理及公式？电荷分布 半径比核力作用半径小说明了什么？13-14 电荷分布半径： 测定原理：高能电子被原子核散射。因为电子与质子之间的作用力是电磁相互作用，所 以测得的是原子核中质子的分布，即电荷分布公式： 1 3 R r A =(r0≈1.2fm) 核力作用半径： 原理：π介子被原子核散射，因为介子与核子之间的相互作用力是核力，测得的是原子 核中核力的分布，即核物质的分布。公式： 1 3 R r A =（r0≈1.4-1.5fm） 电荷分布半径比核力作用半径小因为：核的表面中子比质子要多，或者说，原子核仿佛有一层“中子皮” 8.若忽略原子核与核外电子的结合能，用公式描述出原子核质量、原子质量及 核外电子质量的关系？ m（Z,A）=M(Z,A)-Zm e 9.简述质量亏损、质量过剩和结合能的定义并写出它们在表达公式？
普通化学与放射化学试卷
第页 共5页 1 南华大学2006–2007学年度第一学期 普通化学与放射化学 课程试卷(A/B 卷、05级矿资专业) 一、填空题：（每空 1.5 分，共 30 分） 1 Q V =△U 的应用条件是 封闭系统 ； dv=0 ；w ， ＝0 ； 2 在温度T 和压力p 时理想气体反应：（1）2H 2O （g ）=2H 2（g ）＋O 2（g ） K 1θ （2）CO 2（g ）=CO （g ）＋1/2O 2（g ） K 2θ 则反应：（3）CO （g ）＋H 2O （g ）= CO 2（g ）＋H 2（g 的 K 3θ 应为 32K K θθ= 。 4放射化学的特点 放射性 、不稳定性 、 低浓度和微量 5某一核素在裂变过程中产生的几率，称为 裂变产额 。 6锰原子的核外电子排布式为 1s 22s 22p 63s 23p 63d 54s 2 ，价电子构型为 3d 54s 2 。 7超导电性是指当温度降到接近 绝对零度（0K ） 时，许多金属的导电性会突然变得接近 无限大 的性质。 8府蚀电池中，极化使阳极的电极电势 增大 ，阴极的电极电势 减小 ，腐蚀速率 减慢 。 9按材料的化学成分和特性可将材料分 金属材料、 非金属材料、 高分子材料、 复合材料、 生物医学材料 。 二、选择题：（每题 1 分，共 15 分） 1．下列符号中，不属于状态函数的是(D ) (A)T (B)P (C)U (D)Q 2．下列物质的△f H m θ 不等于零的是( D) (A) Fe (s) (B) C (石墨) (C) Ne (g) (D)Cl 2 (1) 3．在下列几种反应条件的改变中，不能引起反应速率常数变化的是( C ) (A) 改变反应体系的温度 (B) 改变反应体系所使用的催化剂
《核化学与放射化学》论文模板
·研究论文· 中文题目 作者11 , 作者21，2 , 作者31 , 通讯作者1，2 1.单位1 合肥230031; 2.单位2 大连116023 摘要:摘要内容(摘要以提供论文的内容梗概为目的，不加评论和补充解释，简明、确切地论述研究目的、原理和结论，具有相对独立性。摘要应重点包括4个要素，即研究目的、方法、结果和结论。在这4个要素中，后2个是最重要的。在执行上述原则时，在有些情况下，摘要可包括研究工作的主要对象和范围，以及具有情报价值的其它重要的信息。不应有引言中出现的内容，也不要对论文内容作诠释和评论，不得简单重复题名中已有的信息；不用非公知公用的符号和术语，不用引文，除非该论文证实或否定了他人已发表的论文；缩略语、略称、代号，除了相邻专业的读者也能清楚理解的以外，在首次出现时必须加以说明；不用图、表、化学结构。中文摘要以300字左右为宜). 关键词:关键词1；关键词2；关键词3；关键词4 (3～8个) 中图分类号：文献标识码：A Title in English(与中文题名含义一致，且每一个实词的第1个字母大写) Author a,d LI, Yi-lin a,b LI, Ying a LI, Yang*,a,b a Laboratory of Environment Spectroscopy, Anhui Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Hefei 230031,China; b Dalian Institute of Chemical Physics, Chinese Academy of Sciences, Dalian 116023,China Abstract:Content of abstract (英文摘要应符合英文语法，句型力求简单，通常应有10个左右意义完整，语句顺畅的句子). Key words:Keyword1; Keyword2; Keyword3; Keyword4 (中、英文关键词一一对应) 正文(以1.5倍行距、宋体(英文用Times New Roman)、小四号字单面打印在A4纸上，稿件还应标注页码以利于编辑和修改。正文各部分都应简洁明了。层次标题一律用阿拉伯数字连续编号；不同层次的数字之间用小圆点相隔，末位数字不加标点符号。如“1”，“1.1”等) 1一级标题 1.1 二级标题 1.1.1 三级标题 图1 中文图题 Fig. 1 Figure title in English (a) Bent; (b) Fe-Bent; (c) Fe-Al-Bent (图注) E-mail: aaa@https://www.sodocs.net/doc/198878202.html, Received February 26, 2004; revised June 3, 2004; accepted September 13, 2004. 国家自然科学基金(No. xxxxxxxx)资助项目.
2008试卷(A3)模板A答案_放射化学与核化学基础
兰州大学2007～2008学年第 2 学期 期末考试试卷（A卷） 课程名称：核化学与放射化学基础任课教师：吴王锁 学院：核科学与技术学院专业：放射化学年级： 2004级班级 姓名：校园卡号： 一、简答（15分） 1、举例说明化学纯度、放射性纯度、放射化学纯度 答：化学纯度：指处于特定化学状态的某物质的重量占产品总重量的百分数。 放射性纯度：指某放射性核素的放射性活度占样品总放射性活度的百分数。 放射化学纯度：在样品总放射性活度中，处于特定化学状态的某核素的放射性活度所占的百分数。 举例略（只要所举例子正确均可得分，没有举例扣一半分数） 2、举例说明元素、核素、同位素、同质异能素 答：元素：原子序数相同的同一类原子。 核素：具有一定的原子序数、原子质量数和核能态的原子。 同位素：原子序数相同，质量数不同的核素。 同质异能素：原子序数和质量数相同而核能态不同的核素。 举例略（只要所举例子正确均可得分，没有距离扣一半分数） 3、什么是半衰期、半交换期、半致死量、半厚度？分别写出适当的数学表达式答：半衰期：指某放射性核素衰变到原来一半时的时间。T1/2=Ln2/λ 半交换期：同位素交换反应的交换量达到平衡时的一半时所需要的时间。 t 1/2=ln2/2k (一级反应，k为速率常数) t1/2= abln2/(a+b)R (通式，R为反应速率) 半致死量：使受试验群体中半数死亡的最低辐射剂量。 S/S0=e-αD S/S0=50%时，D1/2=ln2/α 半厚度：射线与物质相互作用时，使射线强度降低到原来一半所需的物质厚度。 d 1/2= ln2/μ（μ为线性吸收系数，当用其它吸收系数表示时，略有不同）注意：本体如只有文字表述，没有数学表达式，视情况扣分。 4、什么是标记化合物？制备标记化合物时应注意哪些问题？ 答：标记化合物是指化合物分子中一个或多个原子或基团被易辨认的原子或基团所取代后的产物；制备时应注意： ⑴示踪原子应标记在稳定的位置上； ⑵示踪原子应标记在合适的位置上； ⑶选择合适的示踪原子进行标记； ⑷对于放射性示踪原子应考虑衰变类型、能量、半衰期和辐射损伤等。 5、何谓理想同位素交换反应？它有何特点？ 答：理想同位素交换反应：指不考虑同位素效应的同位素交换反应。 特点：⑴平衡常数k p=1，正、逆反应速率常数相等； ⑵同位素交换无热效应，Q T=0； ⑶正、逆反应的活化能相等； ⑷同位素交换反应的平衡常数与温度无关； ⑸同位素交换反应不伴随浓度（不含同位素浓度）的变化。 二、配平下列核反应方程式（10分） (1)147N+10n→( 136C ) +21H (2)22789Ac→42He +( 22387Fr ) (3)( 63Li ) +21H→242He
核化学与放射化学复习
核化学与放射化学复习文档编制序号：[KK8UY-LL9IO69-TTO6M3-MTOL89-FTT688]
名词解释部分（4*5’） 载体：是以适当的数量载带某种微量物质共同参与某化学或物理过程的另一种物质，载体与被载带物具有相同的化学行为，最终能与放射性物质一起被分离出来； 同位素载体：稳定同位素的可溶性盐类作载体，分离89Sr 、90Sr 用SrCl 2；137Cs 用CsCl ，131I 用127I ，3H 用1H 等； 非同位素载体：没有稳定同位素的放射性核素，应用化学性质相似的稳定元素的盐类作载体，分离226Ra 加入Ba ，147Pm-Nd(NO 3)3；99Tc-NH 4ReO 4。 反载体：指在分离过程中，为了减少一种放射性核素对其他放射性核素的污染而加入的该种放射性核素的同位素载体。 同位素反载体：如，在分离90Sr 时，容易受到144Ce 的污染，去污因数仅为13，但若加入一定量的稳定同位素Ce( Ⅲ)作为反载体后，去污因数可提高到9000 用MnO 2从95Zr-95Nb 体系中吸附95Nb 时，加入稳定的Zr ； 非同位素反载体：如，在分析239Pu 的裂变产物时，239Np 对分离出的裂变产物会产生污染，加入与Np 价态相同的Ce(Ⅳ)盐作为反载体，可明显降低Np 的污染 核素：具有相同的质子数Z 、相同的中子数N 、处于相同的能量状态且寿命可测的一类原子。 同位素：质子数相同、中子数不同的两个或多个核素。 同质异能素：处于不同的能量状态且其寿命可以用仪器测量的同一种原子核。
同质异位素：质量数相同、质子数不同的核素。 同中子异荷素：中子数相同、质子数不同的核素。等超额中子素：核中超额中子数(N-Z)相同的核素。 镜像素：若两个核素的Z、N和A之间存在关系是Z 1=N 2 , Z 2 = N 1 ,A 1 =A 2 。 电离：具有一定动能的带电粒子与原子的轨道电子发生库仑作用时，把本身的部分能量传递给轨道电子如果轨道电子获得的动能足以克服原子核的束缚，逃出原子壳层而成为自由电子，这样过程叫电离。 轫致辐射：入射带电粒子与原子核之间的库仑力作用，使入射带电粒子的速度和方向发生变化，伴随着发射电磁辐射。 加速器：是一种用人工方法获得快速带电离子束的大型试验装置，是研究原子核物理和化学、认识物质深层次结构的重要工具； 粒子加速器的结构： 粒子源，用以提供所需加速的粒子，如：电子、正电子、质子、反质子以及重离子等等。 真空加速室，其中有一定形态的加速电场，并且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。 导引、聚焦系统，用一定形态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 束流输运与分析系统，由真空管道，电磁透镜、弯转磁铁和电磁场分析器等组成，用来在粒子源与加速器之间或加速器与靶室之间输运并分析带电粒子束
放射化学复习资料
1.同位素：质子数相同、中子数不同的两个或多个核素。 2.同质异能素：处于不同的能量状态且其寿命可以用仪器测量的同一种原子核。 3.质量亏损：组成原子核的Z 个质子和（A-Z ）个中子的质量和与该原子核的质量m(Z,A)之差称为质量亏损，用?m(Z,A)表示 ?m(Z,A)=Zm p +(A-Z)m n -m(Z,A) =ZM H +(A-Z)m n -M(Z,A) 4.质量过剩：以原子质量单位表示的原子质量M(Z,A)与原子核的质量数A 之差称为质量过剩，用?表示 ? ?=M(Z,A)-A 5.原子核的结合能：由Z 个质子和N 个中子结合成质量数为A=Z+N 的原子核时，所释放的能量称为该原子核的结合能，以B(Z,A)表示 6.比结合能：原子核结合能对其中所有核子的平均值。 (亦即若把原子核全部拆成自由核子，平均对每个核子所要添加的能量。用于表示原子核结合松紧程度。) 将结合能B( Z,A)除以核子数A ，所得的商ε 7.半衰期放射性原子核的数目因衰变减小到原来核数的一半所需要的时间. 表示方法： 放射性衰变服从指数衰减规律： 式中：N 0为t ＝0时母体同位素的原子数； N 为时间t 时存在的母体同位素的原子数； ) ,(A Z B X Nn Zp N A Z +→+氕）(01 1H 2 11(,)H D 氘3 12(,) H T 氚A A Z B ),(=ε2 1T t 0λ-e N N ＝
e 为自然底数，e=2.71828; λ为衰变常数，它表示一个放射性原子核在单位时间内衰变的概率. 8.放射性活度:放射性样品单位时间内发生衰变的原子核数。以A 表示。 单位：贝可勒尔（Bq ）：1Bq=每秒1次核衰变 居里（Ci ）: 1Ci=3.7×1010次衰变/s （放射性活度是指单位时间发生衰变的原子核数目，而不是放射源发出的粒子数目。） 9.放射性平衡: 在递次衰变中，如果母体的半衰期比任何一代子体都长，从纯母体出发，经过足够长(5～10倍于最长子体半衰期)时间以后，母体的原子数(或放射性活度)与子体的原子数(或放射性活度)之比不随时间变化，称在该母子体之间达到了放射性平衡，又称久期平衡。 10.暂时平衡: 某种放射性核素母体按自身的衰变规律产生子体核素。若母体的半衰期在有限程度上长于子体的半衰期，在经过一定的衰变期以后，子体核素的原子数以一种固定的比值与母体原子数建立平衡的现象就是暂时平衡。 T1＞T2，λ1＜λ2 11.长期平衡当母体的半衰期T1很长时，在通常的测量时间内，观察不到母体的放射性活度的变化，称为长期平衡 。 T1＞＞ T2，λ1 ＜＜λ2 12.不成平衡: 当母体的半衰期T1小于子体的半衰期T2时，或者λ1＞λ2，母体以自己的半衰期衰减，子体则从零开始生长，达到极大值后以慢于母体的速度衰减，待时间足够长 [t ＞（7-10）T1]，母体衰变殆尽，子体以其自身的半衰期衰减。整个过程母、子体的放射性活度之比一直在变化，不存在任何放射性平衡称为长期平衡。 T1＜ T2，λ1＞λ2 13.放射性衰变类型: 根据原子核中放出的射线的种类，可将放射性衰变分为以下几种类型：①α衰变——α衰变时，放射性母体同位素(X)放出α粒子(实际为氦原子核)而转变为另一个新的子体核素(Y)。 ② β衰变——β衰变是指原子核自发地放射出β粒子（电子或正电子）或俘获一个轨道电子而发生的核内核子之间相互转化的过程。 dt dN A -=2211N N λλ=2 1A A =
放射化学基础习题及答案_放射化学与核化学基础
放射化学基础习题及答案_放射化学与核化学 基础
放射化学基础习题答案 第一章 绪论 答案 （略） 第二章 放射性物质 1．现在的天然中，摩尔比率238U ：235U=138：1，238U 的衰变常数为1.54×10-10 年-1，235U 的衰变常数为9.76×10-10年-1.问(a)在二十亿(2×109)年以前，238U 与235U 的比率是多少？(b)二十亿年来有多少分数的238U 和235U 残存至今？ 解一： 0t N N e λ-= 23523802380235238238235235 13827:11t t t t N N e e N N e e λλλλ----==?= 保存至今的分数即 t e λ- 则238U ：0.753 ≈0.74 235 U ：0.142≈0.14 解二： 二十亿年内238U 经过了 9 10 2100.44ln 21.5410-?=?个半衰期 235 U 经过了 9 10 210 2.82ln 29.7610-?=?个半衰期 保存到今的分数： 0.30.44238100.74f -?== 0.3 2.82235100.14f -?== 二十亿年前比率 23523823823513827:11t t U e U e λλ--=?=
2. 把1cm 3的溶液输入人的血液，此溶液中含有放射性I o =2000秒-1的24Na ，过5小时后取出1cm 3的血液，其放射性为I=16分-1。设24Na 的半衰期为15小时，试确定人体中血液的体积。(答:60升) 解： 5小时衰变后活度： 1 ln 2515 020001587.4t I I e e λ-- ?-==?=秒 人体稀释后 1587.416 60 V = （1min=60s ） 5953600060V ml ml L ∴=≈= 3． 239Np 的半衰期是2.39天，239Pu 的半衰期是24000年。问1分钟内在1微克的(a) 239Np ，(b) 239Pu 中有多少个原子发生衰变？(答: (a)5.07×1011; (b)2.6×109) 解： 6 23150110 6.02310 2.519710239 N -?= ??≈?个原子 (a) ()()1511001 2.5197101 5.0710t t N N N e e λλ---=-=??-=? (b) 239Pu 的半衰期太长 t=1min 时 t e λ-≈1 0N N -≈ 0 1/2ln 2t λ?? = ??? 若 t 为1天，1 小时等，再求出平均数， 则与题意有距离。则0N N -=62.610?≈6310? 4．(a)据报导，不纯的镭每克放射衰变每秒产生3.4×1010α粒子，这α射线所产生的氦气以每年0.039毫升(在标准状态下)的速度聚集起来。从这些数据计算阿伏加德罗常数。(b)假设镭中含痕量短寿命的放射α粒子的子体元素。这将如何影响你对(a)所计算的正确性？(答: (a)6.2×1023) 解： (a) 1年内产生的α粒子数：103.410360024365???? 1年内产生的氦气的摩尔数：610.0039 1.71108.31273 PV n RT -?= ==?? ∴ 阿佛加得罗常数10236 3.410360024365 6.27101.7110 A N -????=≈??
放射化学重点
第一章绪论 1、放射化学的概念:它是研究放射性物质和原子核转变过程产物的结构，性质，制备，分享，鉴定和应用的科学。（1910年由卡麦隆提出） 2、放射化学的特点：低含量、核变量（1）微量或低浓度；（2）不断在变化中；（3）有辐射化学效应；（4）采用特征的放射化学研究方法；（5）注意辐射防护的问题。 3、⑴载体：（名词解释）能载带放射物质一起参与反应的常量物质。在化学性质上与被分离的放射性核素相同或相似的物质，可分为同位素和非同位素载体载体使用量一般为几毫克到几十毫克。 ⑵反载体：能阻止放射性物质参加反应的常量物质。又称抑制载体，通常是杂质的稳定同位素。加入反载体后，放射性杂质被大大稀释，并随反载体一起保留在溶液中，从而大大降低放射性反杂质被吸附或夹带的量。 ⑶净化载体:又称净化剂或清扫载体。可将多种杂质离子从溶液中除去，让所需的放射性核素留在溶液中。 4、近代放射化学的分类 ①基础放射化学②放射性元素化学③核转变过程化学④应用放射化学 5、辐射防护的重要性 ①在进行放化操作之前，必须了解所用放射性核素的核性质、毒性以及应采取的防护措施； ②实际工作中必须严格遵守放射性安全防护规定； ③在操作强放射性核素前，应先做冷实验； ④每一步操作必须谨慎小心，尽可能减少容器或设备的放射性沾污； ⑤放射性废物不可随意丢弃，必须妥善存放或回收处理。 第二章同位素交换 1、⑴同位素效应：指由于同位素质量的不同而引起的同位素在物理和化学性质上的差别。轻元素的同位素效应较大，重元素的同位效应可忽略。 ⑵同位素交换：是体系中同位素发生再分配的过程。 2、交换度F：定义为y/ y∞，它表示同位素在参加交换的物质之间的分配与平衡分配相距的程度。(0≤F≤1) 公式：F=1-e-（a+b/ab）Rt 3、均相同位素交换的机理的四种类型: ⑴解离机理:两种化合物均能进行可逆的解离，生成不同同位素的同种粒子（离子、原子或自由基），那么在这些化合物之间将进行同位素交换。(AX+BX*=AX*+BX) ⑵缔合机理:假如某元素的两种化合物能够缔合成过渡状态的中间化合物，那么它们可以按缔合机理发生同位素交换。(AX+BX*≒ABXX*≒AX*+BX) ⑶电子转移机理:处于不同氧化态的同位素原子，可通过电子转移导致同位素的再分配。实际上，在这种交换中，原子并未从一种化合物向另一种化合转移。（Fe2++Fe*3+≒Fe*2++Fe3+）⑷其它可逆化学反应的同位素交换机理：如四基环已烷中的碳原子在侧链和还之间的，这是个重排反应，因为五元环和六元环均是较稳定环。 第三章放射性物质在低浓度中的状态和行为
放射化学试题库及答案 新 参赛 优质文档
放射化学试题库及答案 第一章 1.放射化学是研究放射性元素及其衰变产物的化学性质和属性的一门学科，详 述其所涉及的六个主要领域? P1 1放射性元素化学2核化学3核药物化学4放射分析化学5同位素生产及标记化合物6环境放射化学 要详细描述 2.放射化学所研究的对象都是放射性物质，简述其所具有的三个明显特点？P1 1.放射性 2.不稳定性 3.微量性 3.放射化学科学发展史上有很多重要发现，其中有四个是具有划时代意义，简 述这四个具有划时代意义的重大发现(包括年代、发现者及国籍等)？P2-5 1放射性和放射性元素的发现（1869年法国贝可放射性的发现，1898年波兰居里夫妇钍盐放射性发现与钋的发现）2实现人工核反应和发现人工放射性（1919年英国卢瑟福人工核反应和质子的发现，1934年波兰小居里夫妇人工放射性的发生，用化学的方法研究核反应）3铀核裂变现象的发现（1939年德国哈恩铀的裂变，1940年美国麦克米兰超铀元素的发现）4合成超铀元素和面向核工业（1945年美国第一颗原子弹，1952年美国第一颗氢弹） 第二章 4.列表阐述质子、中子和电子的主要性质？ 5.核物质是由无限多的质子和中子组成的密度均匀的物质，简述其两个主要特 点？11 ①每个核子的平均结合能与核子的数目无关 ②核物质的密度与核子的数目无关 6.简述A m X中每个字母所代表的含义？ Z N
X：元素符号 A：原子核的质量数 Z：原子核中的质子数，也叫原子核的电子数 N：原子核所含的中子数 m：原子所带电荷数 7.简述某核素的电荷分布半径及核力作用半径的测定原理及公式？电荷分布 半径比核力作用半径小说明了什么？13-14 电荷分布半径： 测定原理：高能电子被原子核散射。因为电子与质子之间的作用力是电磁相互作用，所 以测得的是原子核中质子的分布，即电荷分布公式： 1 3 R r A =g(r0≈1.2fm) 核力作用半径： 原理：π介子被原子核散射，因为介子与核子之间的相互作用力是核力，测得的是原子 核中核力的分布，即核物质的分布。公式： 1 3 R r A =g（r0≈1.4-1.5fm） 电荷分布半径比核力作用半径小因为：核的表面中子比质子要多，或者说，原子核仿佛有一层“中子皮” 8.若忽略原子核与核外电子的结合能，用公式描述出原子核质量、原子质量及 核外电子质量的关系？ m（Z,A）=M(Z,A)-Zm e 9.简述质量亏损、质量过剩和结合能的定义并写出它们在表达公式？
核化学与放射化学复习资料
名词解释部分（4*5’） 载体：是以适当的数量载带某种微量物质共同参与某化学或物理过程的另一种物质，载体与被载带物具有相同的化学行为，最终能与放射性物质一起被分离出来； 同位素载体：稳定同位素的可溶性盐类作载体，分离89Sr、90Sr用SrCl 2 ；137Cs用CsCl，131I 用127I，3H用1H等； 非同位素载体：没有稳定同位素的放射性核素，应用化学性质相似的稳定元素的盐类作载 体，分离226Ra加入Ba，147Pm-Nd(NO 3) 3 ；99Tc-NH 4 ReO 4 。 反载体：指在分离过程中，为了减少一种放射性核素对其他放射性核素的污染而加入的该种放射性核素的同位素载体。 同位素反载体：如，在分离90Sr时，容易受到144Ce的污染，去污因数仅为13，但若加入一定量的稳定同位素Ce( Ⅲ)作为反载体后，去污因数可提高到9000 用MnO 2 从95Zr-95Nb体系中吸附95Nb时，加入稳定的Zr； 非同位素反载体：如，在分析239Pu的裂变产物时，239Np对分离出的裂变产物会产生污染，加入与Np价态相同的Ce(Ⅳ)盐作为反载体，可明显降低Np的污染 核素：具有相同的质子数Z、相同的中子数N、处于相同的能量状态且寿命可测的一类原子。同位素：质子数相同、中子数不同的两个或多个核素。 同质异能素：处于不同的能量状态且其寿命可以用仪器测量的同一种原子核。 同质异位素：质量数相同、质子数不同的核素。
同中子异荷素：中子数相同、质子数不同的核素。等超额中子素：核中超额中子数(N-Z)相同的核素。 镜像素：若两个核素的Z、N和A之间存在关系是Z 1=N 2 , Z 2 = N 1 ,A 1 =A 2 。 电离：具有一定动能的带电粒子与原子的轨道电子发生库仑作用时，把本身的部分能量传递给轨道电子如果轨道电子获得的动能足以克服原子核的束缚，逃出原子壳层而成为自由电子，这样过程叫电离。 轫致辐射：入射带电粒子与原子核之间的库仑力作用，使入射带电粒子的速度和方向发生变化，伴随着发射电磁辐射。 加速器：是一种用人工方法获得快速带电离子束的大型试验装置，是研究原子核物理和化学、认识物质深层次结构的重要工具； 粒子加速器的结构： 粒子源，用以提供所需加速的粒子，如：电子、正电子、质子、反质子以及重离子等等。 真空加速室，其中有一定形态的加速电场，并且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。 导引、聚焦系统，用一定形态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 束流输运与分析系统，由真空管道，电磁透镜、弯转磁铁和电磁场分析器等组成，用来在粒子源与加速器之间或加速器与靶室之间输运并分析带电粒子束
放射化学
绪论 放射化学-定义：研究放射性核素和核转变产物的化学性质和行为 1898年春天M. Curie 发现沥青铀矿的放射性活度比纯铀的放射性活度约大4 倍, 因而推测在沥青铀矿中还有一种放射性更强的放射性核素。 将沥青铀矿磨碎溶解于盐酸, 进行硫化物沉淀等多步化学分离。在整个分离过程中, 始终用跟踪放射性的办法,来确定大量其它元素中微量放射性元素的去向; 并巧妙地根据放射性的行踪来判断该元素的某些化学性质。这种创造性的方法, 是一种崭新的放射化学研究方法。 1910年,英国的Cameron提出将其作为一个独立的分支。 放射化学的特点：放射性：在涉及放化操作的整个过程中，放射性核素一直 不稳定性：由于放射性物质总是在不停地衰变，由一种物质转变为另一种或多种物质，使研究体系的组成不断发生变化。这就要求相应的快化学研究方法。 微量性：放射性物质的量通常都比较小(ug、ng级)，低于一般的化学方法的检出限。操作中要注意丢失现象。 研究放射性物质的分离分析方法以及核技术在分析中的应用，突出成功的分析方法是中子活化分析。还有带电粒子激发X荧光分析及其微区扫描，加速器质谱分析等。放射性测量方法：灵敏度，10 -10 -10 -19g对于寿命很短的放射性核素，可以测定十几个或几十个原子。 1955 年起，清华、北大等先后设立放射化学或放射化工专业。 1949 年前，我国学者在国外从事放化研究的成果：在热原子化学中发现了添加剂的清除效应；研究了放射性核素228 Th 、227 Th 、241 Pb 、210 Pb 、214 Bi 的性质；发现了235 U 的三分裂现象；研究了用离子交换色谱法对锕和稀土载体的分离。 放射性元素化学 天然放射性核素Th-232，U-238,U-235 天然放射性元素即在自然界中存在的放射性元素。 在已知的112种元素中，有81种元素具有稳定同位素。 原子序数大于83的元素属于放射性元素（包括天然放射性元素和人工放射性元素）。 天然放射系：钍系（4n系），铀系（4n+2系），錒系（4n+3系）。共同特点：起始都是长寿命元素；中间产物都有放射性气体氡，并有放射性淀质生成；最后都生成稳定的核素。 自然界存在4n，4n+2，4n+3 三个放射性衰变系，而缺少4n+1 系。后来用人工方法得到了4n+1 系。在核反应堆中238Pu 连续俘获中子后，生成241Pu，它经两次(β-和α)衰变生成237Np。在这条衰变链中，241Pu，241Am 半衰期短，全部衰变成字体237Np 后，由于237Np的半衰期最长，依然存在，因此，这个系称为镎系。衰变链以209Bi为结尾。 有一些半衰期很长又有稳定同位素的放射性核素，由于它们是长寿命的核素，在地球形成的时候（～4.5×109 a）就已存在，至今在地球上仍有一部分放射性核素残存下来。而有一些核素本身的半衰期并不长，但它们的母体半衰期很长,也与母体共存下来。 还有一类放射性核素，如 3 H、7 Be、14 C 和22 Na 等，是由于宇宙射线与大气作用，在自然界中不断进行核反应形成的。2 H （n, γ）3 H ， 3 He(n,p)
放射化学基础习题及答案
1 放射化学基础习题答案 第二章 放射性物质 1． 现在的天然中，摩尔比率238U ：235U=138：1，238U 的衰变常数为1.54×10-10年-1，235U 的衰变常数为9.76×10-10年-1.问(a)在二十亿(2×109)年以前，238 U 与235U 的比率是多少？(b)二十亿年来有多少分数的238U 和235U 残存至今？ 解一： 0t N N e λ-= 23523802380235238238235235 13827:11t t t t N N e e N N e e λλλλ----==?= 保存至今的分数即 t e λ- 则 238 U ：0.753 ≈0.74 235 U ：0.142≈0.14 解二： 二十亿年内238U 经过了 9 10 2100.44ln 21.5410-?=?个半衰期 235 U 经过了 9 10 210 2.82ln 29.7610-?=?个半衰期 保存到今的分数： 0.30.44 23810 0.74f -?== 0.3 2.82235100.14f -?== 二十亿年前比率 235238238235 13827:11t t U e U e λλ--=?= 2. 把1cm 3的溶液输入人的血液，此溶液中含有放射性I o =2000秒-1的24Na ，过5小时后取出1cm 3的血液，其放射性为I=16分-1。设24Na 的半衰期为15小时，试确定人体中血液的体积。(答:60升) 解： 5小时衰变后活度： 1 l n 2515 020001587.4t I I e e λ-- ?-==?=秒
2 人体稀释后 1587.416 60 V = （1min=60s ） 5953600060V ml ml L ∴=≈= 3． 239Np 的半衰期是2.39天，239 Pu 的半衰期是24000年。问1分钟内在1微克的(a) 239Np ，(b) 239Pu 中有多少个原子发生衰变？(答: (a)5.07×1011; (b)2.6×109) 解： 6 23150110 6.02310 2.519710239 N -?= ??≈?个原子 (a) ()() 1511001 2.5197101 5.0710t t N N N e e λλ---=-=??-=? (b) 239 Pu 的半衰期太长 t=1min 时 t e λ-≈1 0N N -≈ 0 1/2ln 2t λ?? = ?? ? 若 t 为1天，1 小时等，再求出平均数， 则与题意有距离。则0N N -=62.610?≈6 310? 4．(a)据报导，不纯的镭每克放射衰变每秒产生3.4×1010α粒子，这α射线所产生的氦气以每年0.039毫升(在标准状态下)的速度聚集起来。从这些数据计算阿伏加德罗常数。(b)假设镭中含痕量短寿命的放射α粒子的子体元素。这将如何影响你对(a)所计算的正确性？(答: (a)6.2×1023) 解： (a) 1年内产生的α粒子数：10 3.410360024365???? 1年内产生的氦气的摩尔数：610.0039 1.71108.31273 PV n RT -?= ==?? ∴ 阿佛加得罗常数1023 6 3.410360024365 6.27101.7110 A N -????=≈?? (b) 88 Ra a ??→88 Rn →子体a ??→ 因为Ra 中含痕量的Rn 的子体元素，也放射α粒子数 所以10 3.410? α粒子/s 不全是Ra 发射的 所以求N A 时，10 3.410?比纯Ra 时偏高 ， 所以N A 也偏高 5．在现今的地质时期里，铷中含87Rb27.83%(重量百分数)。在30克某铯榴石石矿中，经分析发现含有450毫克铷和0.9毫克的锶。由质谱仪测知，其中的80%锶是87Sr 。假定87Sr 是由87Rb 衰变生成的，87Rb 的衰变常数为1.1×10-11年-1。试计算该矿物的年龄。(答:5.2×108)年 解一： 878737 38 R b S r → 30g 矿石中含87 Rb ： 45027.83% ?mg
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