第4章微量放射性物质的分离详解.ppt

例如：欲分离母－子体核素210Bi－210Po，可将铜片（电极材料）插入含有上述母－子体核素的溶液中，由于铜的标准电极电势大于铋而小于钋，导致Po在铜表面析出，或称Po自镀在铜片上。而铋仍留在溶液中。 1、降低溶液中作为电极材料的金属的离子浓度，使金属电极的实际电极电势（E）值小于欲分离核素离子的电极电势（E）值。 2、用氢电极法来改变电极电势。此法是用标准电极电势值大的铂金属作电极，浸入含有欲分离放射性核素的溶液中，然后将纯氢气通入溶液，铂金属就会吸附氢，并被氢所饱和，成为氢电极。 2 电解沉积法 电解沉积法简称电沉积法，它是利用欲分离核素离子在外加电压的作用下，在电极上发生氧化还原反应即电解来实现分离的电化学分离法。 基本原理。微量放射性核素各有不同的临界沉积电压--即电解时的分解电压，选择适宜的外加电压，使其等于或大于某一核素离子的临界沉积电压（分解电压，即开始电解时所需的外加最低电压），则该种核素离子可在阴极上析出。 4.6 其它分离方法 主要有：电化学分离法（电化学置换法、电解沉积法、纸上电泳法），蒸馏法，同位素交换法，快化学分离法。 3号项目扩试试验简介 该项目是在某种催化剂的作用下，利用电解重水所得的氘气用同位素交换法将重水（D2O、T2O、DTO）中的氚交换出来，其反应式如下： T2O+D2→D2O+ T2 2DTO+ D2→2D2O+ T2 为了测定交换的程度，将交换后的气相物质经催化氧化，然后将氧化物进行冷凝，分析其氚活度。同时还要分析交换前、后料液氚浓度的变化。 3号项目扩试试验监测样品浓度跨度很大(0~0.58GBq/L) 。 3号项目试验流程图 GS法重水生产 习题： 用HDEHP萃取放射性废水中的90Sr时，已知相比R=0.2，D萃为74.8，试求一次萃取的萃取率？如果要求90Sr的总萃取率达到99.9%，试计算萃取次数 解： 从“XX” 样品中提取“A” 流程设计 根据前面所学的分离方法，自选一种或多种分离方法及“XX” 样品，设计一个分离流程，从样品中分离出某元素或核素，如“从铀矿石中提取铀”。 要求：1、写出所使用分离方法的原理； 2、样品中可能存在的干扰杂质； 3、最后得到的物质化学分子式等。 预处理：水浸泡→一定浓度的酸浸泡→水清洗→一定浓度的碱浸泡→水清洗等。 装柱：分干法和湿法两种。 分离操作：在进行分离操作过程时，流速控制在1ml/min左右。 2）离子交换柱色谱法 基本原理：是利用固体物质中的可交换离子与溶液中的不同离子之间能发生交换反应来进行分离的一种方法。 具有这种交换能力的固体称为离子交换剂。这种交换反应为离子交换反应。 从阳离子Mn+与氢型阳离子交换树脂RH之间可发生下列反应： 平衡常数K可近似表示： 这里, 、 表示Mn+在离子交换剂和溶液中的平衡浓度； 、 表示H+在离子交换剂和溶液中的平衡浓度。 称为选择系数，以称为浓度平衡常数，它表示在一定条件下，离子交换剂对Mn+、 H+的选择能力的大小。 影响离子交换亲和力的因素很多，主要是离子的电荷数Z和离子的水化离子半径r水。电荷数越大，水化离子半径越小，则亲和力越大。 基本操作： 离子交换剂的选择和预处理； 装柱与转型，阳离子可转成H+、NH4+、Na+和Ca2+等，阴离子可转成OH-、NO3-、Cl-和SO42-； 分离操作：有吸附、洗涤、淋洗及树脂再生等。 完成一个离子交换过程需要经过五个步骤： （1）外部溶液中的可交换离子穿过树脂颗粒表面的液膜，到达树脂表面，这个过程称为：膜扩散。 （2）可交换离子在树脂颗粒内部扩散，到达树脂交换基团附近的交换位置，这个过程称为：内扩散。 （3）可交换离子与树脂交换基团的反离子发生离子交换反应，可交换离子与树脂官能团结合，反离子则脱离树脂官能团。 （4）反离子在树脂颗粒内部扩散，到达树脂表面，这也是内扩散过程。 （5）反离子穿过树脂颗粒表面的液膜，进入外部溶液，这也是膜扩散过程。 离子交换树脂 交联度：是指树脂中所含交联剂的质量百分数。 交联剂：指能将有机分子单体连接起来的，形成离子交换树脂聚合物的物质。 对离子交换树脂的基本要求是： （1）离子交换树脂必须不溶于水