天然放射性元素化学讲解.ppt

钋的制备通常用老镭来制得，1g镭中可分离出0. 2mg钋； ARa=APo 1g铀中能分离出7.2×10-11g钋； AU=APo 从反应堆中也能制得钋，反应式为：209Bi(n,γ)210Bi(β) →210Po (α) →206Pb 从制备后存放4a的1000g含226RaSO4为1%的镭盐中能分离出多少mg 210Po，已知化学收率为90%。（1.5 mg ） 2）钋的物理性质 钋有27种同位素和8种同质异能素，其中210Po是最重要能α放射性同位素，其比活度为1.67×1011Bq/mg，主要用作α放射源和宇航仪器的热源等。 钋是银白略带黄色的软金属，在黑暗中发光，熔点为254℃，沸点为949℃，相对密度为9.6； 210Po 属极毒性核素，通过核反冲作用形成放射性气溶胶，污染环境。 3）钋的化学性质 钋原子的壳层电子结构为5s25p65d106s26p4，可有化合价为-2、+2、+4和+6价。 钋的氧化物有：PoO、PoO2、PoO3。 钋（Ⅳ）的盐类：有PoCl4、Po(NO3)4和Po(SO4)2等。 钋在溶液中可生成 、Po4+、Po2+离子。 此外还有钋的卤化物、氢化物和氮化物等。 6.5氚和放射性碳的化学 3H和14C是两种广泛存在于自然界的重要天然放射性核素， 3H是一种重要的聚变核素，用于制造核武器。环境中的3H和14C和重要来源于大气层核爆炸，H和C是构成生物体的基本元素，所以对它们进行研究意义是十分重要的。 1）氚化学 氢有三种同位素，1H（H）、2H（D）、3H（T），氚是其唯一的一种具有放射性的同位素。 放出纯的β射线： ，其半衰期为12.33a，比活度为3.62×108Bq/μg，它的平均能量为5.72keV； 在空气中的最大射程为５mm，在铝中的最大射程为0.6mg/cm2，在水中的射程为６μm． 氚的来源有天然和人工两种． 天然来源：主要来源为宇宙线中的中子轰击氮气及太阳耀斑爆，１４N +1n →3T+12C； 人工氚来源主要是核爆炸等。 6Li(n，α)T σ=940bar是在量生产3T唯一可能的方法。 国际原子能机构（IAEA）曾预言到上世纪末，每年排放氚的总量高达 1.85×1019Bq，比地球上曾有的氚总量高几十倍。 氚对变化图 氚的用途及危害： 用途有，制造热核武器，可控反应堆它将成为一种主要的新能源，利用氚的低能β射线制备低能辐射源用于超薄材料厚度的测定，利用氚的辐射能制作原子电池，荧光物质以及放射示踪等，此外，还有用于化学、医学、农业及水文地质等方面。 氚属于低毒性核素，在机体外面对人体危害不大，但进入人体内，会直接产生辐射照作用，可诱发染色体畸变，我国对氚的豁免水平为1.0×106Bq/g。 氚的化合物及其性质，氚与氢的相对原子质量差别较大，因而同位素效应十分明显，根据氚水与普通水的沸点不同来分离、浓集氚。 氚与氢在化学性质非常相似，表现在与氧、碳、卤素元素及金属元素等的反应上。由于氚的放射性，氚与氢以有一些差异，氚的β射线对氚的许多化学反应起着催化作用。 氚气在大气中易转化为氚水。氚浓度高时，可与氧气发生氧化反应，可与水发生同位素交换反应，在外环境中能发生生物转换反应及光学反应；氚浓度极低时，可发生由氚衰变成THe+，其反应过程如下：T2（ β ）→THe+ →T+He+ 氚的一个重要核性质是能与氘发生核聚变反应： + → + +18MeV 氚的分析测定 一般测定氚的方法有两种，一种是将氚分离浓集后的气态氚化合物直接充入计数管内进行测量，另一种测定氚的有效方法是液体闪烁计数法。主要样品有水中氚样测定、空气中氚样的测定、尿中氚的测定及生物样品中氚的测定。 2）放射性碳的化学 碳共有11种同位素，除12C和13C为稳定性同位素外，其余均为放射性同位素，其中最重要的放射性核素是14C，其次为11C。 14C是天然碳的组分之一，是一种能量较低的纯β-放射性核素，半衰期为5730年，比活度为1.65×105Bq/μg，β射线的平均能量为45keV，最大能量为0.155MeV 。 11C是天然β+衰变放射性核素，半衰期为20.38分，衰变时放出能量为0.9608MeV的β+粒子。 放射性碳的来源， 14C的来源有天然