第9章 放射性核素的制备课件.pptVIP

第9章 放射性核素的制备及其应用 随着核反应堆、加速器等核设施的迅速发展，放射性核素在工业、农业、国防、环保和医药等领域得到了广泛的应用。到目前为止已被利用的放射性核素有200余种放射性标记化合物已达到数千种。 9.1 放射性核素的制备 迄今为止已发现的放射性核素有2800种，其中常用的有200多种。 它们分为两大类： 天然放射性核素，238U、232Th、226Ra、210Po 人工放射性核素，通过反应堆、加速器进行核反应，乏燃料后处理等，239Pu、239Np、131I等。 主要用于： 国防上可用于制造核武器和核潜艇的燃料元件等； 工业上可用于做辐射源，制成各种放射性检测和控制仪表； 农业上可用于辐射育种、辐射灭菌和辐射保鲜等； 医学上可用于诊断、治疗、医学研究和辐射灭菌等。 （1）反应堆生产放射性核素 反应堆是一种强大的中子源，其中子通量一般为1010~1013cm-2·s-1，可通过反应堆的(n,α)、(n,p)、(n,f)及(n,γ)反应和次级核反应来生产放射性核素。 (n,α)、(n,p)反应所需中子的能量较高，在热中子反应堆中，反应的截面都很小，仅少数几种轻元素（6Li、14N、32S、35Cl）可发生这类反应。由于这两种反应的产核与靶核分属不同的元素，故可用化学分离方法制得无载体的放射性核素，如32S(n,p)32P。 (n,f)反应，裂变反应，可产生大量的裂变产物，是放射性核素的重要来源之一，如233U、 235U 、 239Pu 的裂变反应。 (n,γ)反应生产放射性核素具有产额高成本低等优点而被广泛采用。产核和靶核是同位素而难以用化学方法分离，因而产品的比活度受到限制。 （2）加速器生产放射性核素 加速器有回旋加速器、静电加速器、高压加速器、直线加速器等。用回旋加速器由于能量适中，流量足够而被常用，加速的粒子轰击靶可引起(p,n)、(p,α)、(d,n)、(d,2n)、(d,α)、(α,n)、(α,2n)等核反应。 加速器生产放射性核素有以下特点： 核反应的产核和靶核一般是不同的元素，因此可用化学法分离，从而获得放射性纯度和比活度都很高的放射性核素； 可生产反应堆不能生产的缺中子放射性核素，其衰变多为EC或发射正电子，用于医疗诊断； 由于(n,γ)反应截面低，反应堆无法生产碳、氮、氧等轻元素，即使能生产，其半衰期不是太长，就是太短，不适合于医用。而加速器能方便产生11C、13N等核素。 （3）从乏燃料后处理中提取放射性核素 反应堆乏燃料是提取放射性核素的重要原料。这些放射性核素都集中在后处理厂的高放废液和废气中。 （4）制备放射性核素的其他方法 1）放射性核素发生器，是一种可以定期从放射性母体核素中分离出放射性子体核素的装置，其母体核素的半衰期较长，子体核素半衰期较短，母体与子体易达到平衡； 2）用放射性同位素中子源照射来获得微量的放射性核素； 3）用热核中子闪曝合成超铀元素。 9.2 放射性核素示踪法 （1）放射性核素示踪法的一般原理及特点 原理： 是利用放射性核素作为示踪原子，通过放射性的测量以显示其存在的位置、数时及其转变过程，从而跟踪观察研究对象的运动变化情况。 特点： 灵敏度高，检测限可达10-15~10-13g； 测量方法简便； 能揭示原子、分子的运动规律及其他方法难以发现的规律。 （2）放射性核素示踪法 1）简单示踪法 将放射性核素机械地结合或附着于研究对象上，然后通过探测放射性来观察研究对象的运动情况。 2）物理混合示踪法 将放射性核素与研究对象充分进行物理混合，然后通过测量放射性活度的变化来弄清研究对象的行为和质性。如稀释测定法。 3）标记化合物示踪法 根据放射性核素与其稳定同位素除了同位素效应外在化学和生物学性质上完全相同的前提下，利用放射性标记化合物对同类化合物进行示踪。 （3）放射性示踪剂的选择 从实验目的和实验财周期长短来考虑放射性示踪核素的半衰期； 辐射类型和能量，用作示踪剂的主要是β和γ放射性核素； 比活度，放射性示踪剂的比活度必须足够高，要求测量时样品中的活度至少大于本底计数率标准偏差的3倍。 9.3 放射性核素在医学、生物学中的应用 （1）放射性药物及其应用 放射性药物是指在医学上使用的含有放射性核素的化合物或生物物质的统称。根据其临床应用的目的不同可分为两