裂片元素及活化產(chǎn)物化學(xué)

關(guān)于裂片元素及活化產(chǎn)物化學(xué)8.1概述重原子核分裂成兩個(gè)質(zhì)量大體相等碎片的過(guò)程稱為核裂變。核裂變分為兩種：一種為在沒(méi)有外來(lái)粒子轟擊下自發(fā)裂變，一種為在入射粒子轟擊下發(fā)生裂變即誘發(fā)裂變。

第2頁(yè),共79頁(yè)，2024年2月25日，星期天入射粒子為熱中子、快中子、帶電粒子和光子所引起的裂變反應(yīng)分別稱為熱（中子誘發(fā)）裂變、快（中子誘發(fā)）裂變、帶電粒子誘發(fā)裂變和光致裂變。其中，中子引發(fā)的核裂變最為重要。第3頁(yè),共79頁(yè)，2024年2月25日，星期天

原子核裂變時(shí)最初形成的兩塊核碎片，稱裂變碎片，因其中子的質(zhì)子數(shù)之比值高，這豐中子核。在裂變后約10-15s內(nèi)會(huì)直接發(fā)射1~3個(gè)中子，發(fā)射中子后的碎片稱為次級(jí)碎片或裂變的初級(jí)產(chǎn)物。其能量仍然很高，但不能發(fā)射中子，在10-11s內(nèi)發(fā)射γ光子，發(fā)射光子后的碎片仍為豐中子核，它們繼續(xù)進(jìn)行β衰變直到變?yōu)榉€(wěn)定的核素，形成一個(gè)稱為衰變鏈的系列。

第4頁(yè),共79頁(yè)，2024年2月25日，星期天（原子核→裂變碎片→次級(jí)碎片→穩(wěn)定核素）裂片元素是重原子核發(fā)生裂變反應(yīng)時(shí)生成的產(chǎn)物，又稱裂變產(chǎn)物。裂片元素的來(lái)源主要有兩種，一是用反應(yīng)堆或加速器生產(chǎn)，二是在核武器爆炸時(shí)產(chǎn)生。235U核裂變方式：

235U+→95Y+139I+2第5頁(yè),共79頁(yè)，2024年2月25日，星期天

95Y和139I均不穩(wěn)定，會(huì)發(fā)生如下的一系列衰變：

95Y95Zr95Nb95Mo139I139Xe139Cs139Ba139La鈾在慢中子作用下裂變，生成的裂片元素組成很復(fù)雜。如：第6頁(yè),共79頁(yè)，2024年2月25日，星期天幾種裂變產(chǎn)物衰變鏈

第7頁(yè),共79頁(yè)，2024年2月25日，星期天第8頁(yè),共79頁(yè)，2024年2月25日，星期天

重核裂變生成的裂變產(chǎn)物組成很復(fù)雜，可包括電荷數(shù)從30（鋅）到71（镥）的42種元素，質(zhì)量數(shù)在66~172的500多種核素。裂變產(chǎn)物的某一核素在裂變過(guò)程中產(chǎn)生的幾率稱為裂變產(chǎn)額。通常以每100個(gè)重核核裂變所產(chǎn)生的某種裂變產(chǎn)物原子核數(shù)來(lái)表示。因?yàn)橹睾肆炎兓旧隙紴槎至?，所以所有裂變產(chǎn)物的裂變產(chǎn)額之和為200%。第9頁(yè),共79頁(yè)，2024年2月25日，星期天裂變產(chǎn)額通常分為獨(dú)立產(chǎn)額、累積產(chǎn)額和鏈產(chǎn)額三類。獨(dú)立產(chǎn)額是指核裂變時(shí)直接生成某一裂變產(chǎn)物的幾率。累積產(chǎn)額是指某一核素的獨(dú)立產(chǎn)額加上由于其它裂變產(chǎn)物衰變生成的該核素的產(chǎn)額。鏈產(chǎn)額是指某一衰變鏈上所有鏈成員獨(dú)立產(chǎn)額之和。第10頁(yè),共79頁(yè)，2024年2月25日，星期天第11頁(yè),共79頁(yè)，2024年2月25日，星期天

核爆炸和核反應(yīng)堆事故產(chǎn)生的裂變產(chǎn)物進(jìn)入環(huán)境中會(huì)造成環(huán)境污染，其中以89Sr、90Sr、131I、137Cs等中長(zhǎng)壽命核素危害最大。第12頁(yè),共79頁(yè)，2024年2月25日，星期天8.2放射性銫1銫的物理性質(zhì)，55號(hào)元素，屬堿金屬元素，有31種同位素（116Cs~146Cs）和5種同質(zhì)異能素。

133Cs是唯一的天然穩(wěn)定同位素，在地殼中中含量約7ppm。鈾核裂變時(shí)最主要裂變產(chǎn)物是137Cs，為β放射體，半衰期為30.17年，比活度為3.2×105Bq/μg，137Cs既可能作β放射源又可以作γ放射源。

134Cs，β、γ放射體，131Cs是活化產(chǎn)物，134Cs、137Cs均屬中毒性核素，131Cs屬低核素。第13頁(yè),共79頁(yè)，2024年2月25日，星期天表銫的主要同位素第14頁(yè),共79頁(yè)，2024年2月25日，星期天2來(lái)源及核性質(zhì)137Cs是用途最大的核素。它是核裂變的重要產(chǎn)物之一，也可以通過(guò)

反應(yīng)來(lái)生產(chǎn)。放射性比活度為3.2×106Bq/μg，其β射線能量（即最大能量）為0.514MeV（93.5％）和1.176MeV（6.5％）。137Cs的衰變子體是處于激發(fā)態(tài)的137mBa，其半衰期僅為2.55min，放出能量為0.66164MeV的γ射線，衰變產(chǎn)物是穩(wěn)定的137Ba。第15頁(yè),共79頁(yè)，2024年2月25日，星期天134Cs通過(guò)133Cs(n，γ)134Cs反應(yīng)和134Ba（n，p）134Cs反應(yīng)生產(chǎn)。它的β射線能量為0.662MeV（71％）和0.089MeV（27％），主要的γ射線能量為0.6046和0.7958MeV。131Cs通過(guò)

反應(yīng)和

反應(yīng)生產(chǎn)。131Cs的衰變方式是電子俘獲，放出29.6KeV的氙特征X射線。第16頁(yè),共79頁(yè)，2024年2月25日，星期天3銫的化學(xué)性質(zhì)銫的化合價(jià)為+1價(jià)，它的絕大部分化合物易溶于水，銫具有堿金屬的通性。此外，銫能形成下列難溶性鹽類。銫鹽與鎳、鋅、銅、亞鐵和鈷等金屬的亞鐵氰化鹽作用，能生成亞鐵氰化銫復(fù)鹽沉淀，如：第17頁(yè),共79頁(yè)，2024年2月25日，星期天銫及其化合物的物理性質(zhì)第18頁(yè),共79頁(yè)，2024年2月25日，星期天4應(yīng)用137Cs既可作β輻射源，又可作γ輻射源。作為γ輻射源可用于輻照育種、輻照貯存食品、醫(yī)療器械的殺菌、癌癥的治療以及工業(yè)設(shè)備的γ探傷等。由于137Cs輻射源的半衰期長(zhǎng)，γ射線能量適宜，且價(jià)格便宜，因而在許多方面已取代了226Ra。134Cs也可作β、γ輻射源。131Cs的131Cs-CsCl（131CsCl）注射液可用于心臟掃描、診斷甲狀腺腫瘤等醫(yī)學(xué)用途。第19頁(yè),共79頁(yè)，2024年2月25日，星期天5監(jiān)測(cè)監(jiān)測(cè)的主要對(duì)象是137Cs和134Cs。特別是137Cs，它是核裂變反應(yīng)的重要產(chǎn)物之一，是核污染中的重要核素之一。現(xiàn)在，環(huán)境和生物樣品中137Cs的分析測(cè)定已成為環(huán)境放射性監(jiān)測(cè)中的常規(guī)項(xiàng)目。測(cè)量137Cs普遍采用輻射測(cè)量法。由于環(huán)境和生物樣品中137Cs的含量很低，因此必須先將樣品中所含的大量鉀、鈉、鈣、鎂等干擾元素，特別是與銫同屬堿金屬的天然β放射性核素40K和87Rb分離掉，然后才能進(jìn)行137Cs的β放射性測(cè)量。由于銫總是與鉀共存，所以，常常以每克鉀中含137Cs的微微居里數(shù)來(lái)表示銫的放射性含量水平。即銫單位。1個(gè)銫單位＝1μμCi137Cs/g鉀。第20頁(yè),共79頁(yè)，2024年2月25日，星期天為了分離和濃集放射性銫，可用穩(wěn)定銫作載體，利用銫能生成多種難溶性鹽類的特點(diǎn)，采用共沉淀法。共沉淀法操作簡(jiǎn)便，濃集效果好，但凈化效果較差。也可利用某些無(wú)機(jī)離子交換劑，如使用最普遍的磷鉬酸銨，對(duì)放射性銫具有的選擇性吸附作用，使銫與其它雜質(zhì)得到分離，而且對(duì)銣、鉀特別是鉀的凈化效果較好，從而分離和濃集放射性銫。

必須注意，銫的鹽類在高溫下易揮發(fā)，宜采用濕法灰化樣品，若用干法灰化樣品，必須控制溫度不超過(guò)450℃。137Cs的測(cè)量主要有β射線測(cè)量法和γ能譜測(cè)量法。第21頁(yè),共79頁(yè)，2024年2月25日，星期天分離濃集的方法有：離子交換法：1、無(wú)機(jī)離子交換劑（這些材料基本屬于雜多酸鹽、過(guò)渡金屬的絡(luò)氰化物、鋯和鉬的磷酸鹽或碲酸鹽等）；2、離子交換樹(shù)脂。第22頁(yè),共79頁(yè)，2024年2月25日，星期天沉淀法：1、高氯酸法；2、碘鉍酸鉀法；3、氯鉑酸法；4、硅鎢酸法；

5、四苯硼酸鹽法。溶劑萃取法：1、四苯硼酸鈉萃取；2、二苦胺鹽萃?。?、4-另丁基-2-（α-甲芐基）酚（BAMBP）萃取等。

第23頁(yè),共79頁(yè)，2024年2月25日，星期天測(cè)量方法：

1、放化法重量法：銫與載體銫一起沉淀，所稱重的化合物有氯鉑酸銫、四苯硼銫、碘鉍酸銫、高氯酸銫。

2、直接γ能譜法

137Cs：30a，純?chǔ)螺椛潴w。137Bam：2.55min，γ輻射體。137Cs-137Bam平衡體，測(cè)量到的661keVγ射線。第24頁(yè),共79頁(yè)，2024年2月25日，星期天3、質(zhì)譜分析法電感耦合等離子體質(zhì)譜法（ICP-MS）測(cè)135Cs（純?chǔ)螺椛潴w、2.3×106a），有效抑制137Cs。

4、中子活化分析法

135Cs(n,γ)136Cs，反應(yīng)截面為9×10-28m2,136Cs：13d。第25頁(yè),共79頁(yè)，2024年2月25日，星期天8.3放射性鍶

1鍶的物理性質(zhì)鍶是38號(hào)元素，屬堿土金屬，鍶在自然界含量較少，約占地殼重量的0.042%，主要存在于海水中，約8mg/L。鍶共有23種同位素和3種同質(zhì)異能素。Sr-84、86、87、88四種鍶同位素是穩(wěn)定穩(wěn)定核素，其中89Sr和90Sr是兩種重要的分裂產(chǎn)物，核裂變中產(chǎn)額較高，分別屬于高毒和中毒性核素。第26頁(yè),共79頁(yè)，2024年2月25日，星期天我國(guó)對(duì)這兩種核素在水源及放射性工作場(chǎng)所的量有所規(guī)定。

90Sr是純?chǔ)律渚€，用于能源、醫(yī)學(xué)及軍事方面。89Sr可作β源，85Sr可作γ輻射源和示蹤劑。表

某些生物樣品中的鍶含量第27頁(yè),共79頁(yè)，2024年2月25日，星期天鍶的主要同位素第28頁(yè),共79頁(yè)，2024年2月25日，星期天2鍶的化學(xué)性質(zhì)鍶的化合價(jià)只有+2價(jià)，鍶的硝酸鹽、碳酸鹽及其氫氧化物經(jīng)高溫均可轉(zhuǎn)變?yōu)镾rO。鍶的鹽類有易溶性和難溶性兩種鹽，易溶鹽有：SrCl2、Sr(NO3)2等，難溶鹽有SrSO4、SrCrO4等。鍶能與EDTA、DTAP等生成絡(luò)合物。第29頁(yè),共79頁(yè)，2024年2月25日，星期天3鍶的化學(xué)分離方法沉淀法：硝酸鍶沉淀：硝酸鍶在水中的溶解度大，在高濃度硝酸中溶解度變得很小，可以形成硝酸鍶沉淀。為放化分離鍶的經(jīng)典方法。在60%~80%HNO3介質(zhì)中沉淀Sr(NO3)2，可與大多數(shù)裂變產(chǎn)物核素分離，只有鋇一起沉淀。

第30頁(yè),共79頁(yè)，2024年2月25日，星期天硫酸鍶：

在鍶載體溶液的重量法測(cè)定中，硫酸鍶是較適宜的稱重形式。在含鍶的中性溶液中，加入過(guò)量的1:1H2SO4溶液后，加乙醇使溶液的水與乙醇的比例達(dá)到1:1，以降低硫酸鍶的溶解度。此外，還有草酸鍶、碳酸鍶、玫紅酸鍶等沉淀。第31頁(yè),共79頁(yè)，2024年2月25日，星期天表鍶、鈣和鋇的硝酸鹽在HNO3中的溶解度

硝酸鹽硝酸濃度（mol/L）151719硝酸鈣7.382.460.49硝酸鍶9.66×10-21.45×10-34.35×10-4硝酸鋇2.29×10-31.91×10-47.62×10-5第32頁(yè),共79頁(yè)，2024年2月25日，星期天離子交換法：陽(yáng)離子交換樹(shù)脂分離鍶，離子交換法能使堿土金屬與其它元素很好地分離，常用于示蹤量堿土元素的分離與純化，也用于測(cè)定環(huán)境樣品中的放射性鍶。但因其操作時(shí)間較長(zhǎng)，在一般裂變產(chǎn)物的放化分離操作中較少采用。離子在樹(shù)脂上的吸附次序按水合離子半徑大小排列，較小的先吸附。其吸附次序?yàn)橄⊥?、鋇、鍶、鈣、鎂、堿金屬。堿土金屬不被陰離子交換樹(shù)脂吸附，可以利用陰離子交換法使90Sr與子體90Y分離，以獲得不含有90Y的純90Sr?；蛘叻蛛x出90Y然后測(cè)量90Y，以求出放射性鍶（89Sr+90Sr）中90Sr的含量。第33頁(yè),共79頁(yè)，2024年2月25日，星期天溶劑萃取法：

8-羥基喹啉：鍶能被1mol/L8-羥基喹啉的氯仿溶液萃取。將少于0.1mg鍶的水溶液用NaOH調(diào)節(jié)至pH11.3,并稀釋到15mL,以8-羥基喹啉的氯仿溶液萃取,約96%的鍶被萃取。

噻吩甲酰三氟丙酮（TTA）：用0.05mol/LTTA-己酮溶液萃取無(wú)載體鍶，萃取率隨pH升高而增加，升至pH9時(shí)，萃取率達(dá)95%以上。此處，還有：二（2-乙基已基）磷酸（HDEHP）、1-苯基-3-甲基-4-辛?；吝蛲?5(PMCyP)、冠醚等萃取。第34頁(yè),共79頁(yè)，2024年2月25日，星期天4Sr-90的分析測(cè)定自從高分辨的Ge(Li)或HPGe探測(cè)器問(wèn)世以來(lái)，大多數(shù)發(fā)射γ射線的短壽命鍶同位素可以不經(jīng)放化分離，直接應(yīng)用γ能譜法測(cè)量。只有長(zhǎng)壽命的89Sr、90Sr這些純?chǔ)潞怂氐姆治?，還需經(jīng)過(guò)放化分離程序。還有測(cè)定方法有β計(jì)數(shù)法及液體閃爍計(jì)數(shù)法等。第35頁(yè),共79頁(yè)，2024年2月25日，星期天1、鍶、鈣在濃硝酸中的溶解度不同來(lái)分離鍶與鈣；2、鍶、鋇的鉻酸鹽在草酸溶液中的溶解度不同除去鋇；3、用氫氧化鋁或氫氧化鐵沉淀去除稀土元素和鋯等元素；4、以碳酸鹽形式沉淀放射性鍶（89Sr、90Sr），測(cè)總β；5、放置15天后，分離測(cè)量90Y。第36頁(yè),共79頁(yè)，2024年2月25日，星期天

例：某環(huán)境樣品，經(jīng)分離得89Sr、90Sr混合樣，測(cè)定它們的總活度為12Bq，放置10d，分離出90Y，化學(xué)收率為85%，經(jīng)測(cè)定90Y的活度為5.5Bq，問(wèn)該環(huán)境樣品中89Sr、90Sr的活度各為多少Bq？如放置15d？已知90Y：64h，90Sr：28.8a。第37頁(yè),共79頁(yè)，2024年2月25日，星期天解：

第38頁(yè),共79頁(yè)，2024年2月25日，星期天放置15d：約為90Y的5.6個(gè)半衰期。第39頁(yè),共79頁(yè)，2024年2月25日，星期天8.4锝和釕1锝

锝是43號(hào)元素，位于元素周期表第五周期的第七副族，Tc是1937年被佩里爾等人用氘轟擊鉬得到人工制造的第一個(gè)元素：

取意希臘“人造的”意思，后來(lái)在自然界中變發(fā)現(xiàn)锝的存在。99Tc的半衰期為2.14×105年。它的半衰期不長(zhǎng)，在自然界應(yīng)該不存在，但是由于238U的自發(fā)裂變產(chǎn)生的99Mo衰變而生成的，因此鈾礦中能提煉出锝。第40頁(yè),共79頁(yè)，2024年2月25日，星期天Tc有20多種同位素，其中90Tc、90Tcm是最重要的，90Tc是β放射體，其半衰期2.14×105年，從乏燃料后處理廢液中大量獲得，90Tcm

主要放射出γ射線，它的半衰期隨锝原子的化學(xué)狀態(tài)的不同和外界壓力的變化而有所改變。90Tc、90Tcm均屬低毒核素。锝的化學(xué)性質(zhì)锝的原子電子結(jié)構(gòu)為：4s24p64d55s2或4s24p64d65s1，化合價(jià)從-1~+7價(jià)的各種價(jià)態(tài)存在，其中以+7價(jià)最穩(wěn)定。

第41頁(yè),共79頁(yè)，2024年2月25日，星期天表

锝的部分核素的主要輻射特性第42頁(yè),共79頁(yè)，2024年2月25日，星期天表

235U發(fā)生裂變生成的锝

通過(guò)核反應(yīng)制取锝的大量的各種核素，比如制取99Tc：第43頁(yè),共79頁(yè)，2024年2月25日，星期天氧化物有：Tc2O7、TcO2，鹵化物有：TcF6、TcF5、TcCl6、TcCl4，锝的分析測(cè)定锝?jīng)]有可作載體的同位素，因而微量锝的分離純化十分困難，非同位素載體有Re、Cu等。锝的測(cè)量方法微量90Tc的測(cè)量有輻射測(cè)量法和中子活化法，90Tcm的測(cè)量一般用γ譜儀進(jìn)行測(cè)量。第44頁(yè),共79頁(yè)，2024年2月25日，星期天锝的測(cè)定

在锝的分離和純化過(guò)程中，關(guān)鍵是將锝與同族元素錸以及周期系中相鄰的元素鉬、釕進(jìn)行分離。目前，較好的方法有溶劑萃取法、離子交換色層法等。其中離子交換色層法是目前將锝與錸、鉬進(jìn)行定量分離的最好方法。它是利用高锝酸根離子比錸、鉬更強(qiáng)烈地被強(qiáng)堿性陰離子交換樹(shù)脂所吸附的性質(zhì)來(lái)進(jìn)行分離的。第45頁(yè),共79頁(yè)，2024年2月25日，星期天

在锝的分離過(guò)程中，要特別注意防止锝由于形成易揮發(fā)的化合物而造成丟失。

對(duì)99Tc的測(cè)定，目前應(yīng)用較多的是輻射測(cè)量法、分光光度法。

以測(cè)量99Tc的β放射性為基礎(chǔ)的輻射測(cè)量法是測(cè)定99Tc最簡(jiǎn)單和應(yīng)用最早的方法。99Tc的放射性比活度為630Bq/μg，若用低本底β測(cè)量裝置測(cè)量，靈敏度可達(dá)10-10g或更高。

根據(jù)高锝酸根離子（

）強(qiáng)烈地吸收紫外光的特性，可用分光光度法測(cè)定锝。第46頁(yè),共79頁(yè)，2024年2月25日，星期天2放射性釕(Ru)釕是44號(hào)元素，位于元素周期表第五周期的第八族，與Rh鈮、Pd鈀、Os鋨、Ir銥、Pt鉑同屬鉑族元素。釕有21種同位素，其中106Ru、103Ru是最重要的放射性同位素，它們都是β放射體，前者屬高毒后者屬中毒核素。106Ru在核爆后的1~3年沉降物中占有較大的放射性份額。第47頁(yè),共79頁(yè)，2024年2月25日，星期天釕的化學(xué)性釕從0~+8價(jià)共有9種價(jià)態(tài)的多種化合物。釕的氧化物有RuO2和RuO4兩種。釕可形成多種含氧酸鹽，其中釕酸鉀、高釕酸鉀它們可用于釕的分光光度法測(cè)量。釕不可與硝酸根、亞硝酸根、氫氧根、水、一氧化碳等酸位體可形成多種無(wú)機(jī)絡(luò)合物。第48頁(yè),共79頁(yè)，2024年2月25日，星期天釕的監(jiān)測(cè)釕是最難除去的裂變產(chǎn)物之一。106Ru在土壤中易遷移，在海水中易被某些海藻濃集，造成環(huán)境和生物的污染。一般認(rèn)為，骨骼和腎是放射性釕的緊要器官。測(cè)定樣品中的106Ru時(shí)，必須將樣品中的釕進(jìn)行濃集和分離。其常用方法有共沉淀法和溶劑萃取法等。一般是將經(jīng)過(guò)預(yù)處理的樣品溶液用硫化鈷共沉淀法定量濃集釕，然后在堿性介質(zhì)中加入強(qiáng)氧化劑將釕氧化為四氧化釕并用四氯化碳萃取，再經(jīng)還原反萃后，用金屬鎂將釕還原為金屬，最后進(jìn)行稱重和放射性測(cè)量。第49頁(yè),共79頁(yè)，2024年2月25日，星期天106Ru的測(cè)量方法有γ放射性測(cè)量法和β放射性測(cè)量法。由于106Ru放出的β粒子能量很低，直接測(cè)量是困難的，通常是通過(guò)測(cè)量其子體106Rh放出的β射線（3.540MeV）或γ射線（0.5118MeV）來(lái)計(jì)算樣品中的106Ru的含量的。第50頁(yè),共79頁(yè)，2024年2月25日，星期天8.5放射性碘1概述碘是53號(hào)元素，位于元素周期表第五周期的第七主族。海水中有微量碘，約為5×10-6%，海藻能吸收碘，其灰份中約含1%，人體甲狀腺中含碘量5~8mg。碘有27種同位素，即115I~141I，其中127I是唯一的穩(wěn)定同位素，131I、129I、125I、123I是比較重要的放射性核素，前三者是裂片核素。

第51頁(yè),共79頁(yè)，2024年2月25日，星期天131I是β、γ放射體，在裂變反應(yīng)中，由于它有相當(dāng)大的產(chǎn)額，因此可作為檢查反應(yīng)堆燃料元件包殼破損的監(jiān)測(cè)指標(biāo)，也可作為反應(yīng)堆故或核爆炸后環(huán)境監(jiān)測(cè)的信號(hào)核素。另一方面，它還是制備診斷用放射性藥物的重要核素之一。第52頁(yè),共79頁(yè)，2024年2月25日，星期天129I是低能β放射體。125I的衰變方式為電子俘獲，放出X射線和低能γ射線。123I也是電子浮獲，放出X射線和低能γ射線。

131I屬高毒性核素，129I屬于低毒性核素，125I屬中毒核素。第53頁(yè),共79頁(yè)，2024年2月25日，星期天2碘的化學(xué)性質(zhì)碘是紫黑色的片狀晶體，易升化，在水中的溶解度極低，如有KI在中存在，I的溶解度會(huì)大大增加，其溶液呈棕色。易溶于有機(jī)溶劑中，易被活性炭、硅膠等吸附。第54頁(yè),共79頁(yè)，2024年2月25日，星期天

碘的化合價(jià)有-1、+1、+3、+5、+7價(jià)，碘的氧化能力弱，易被氧化能力強(qiáng)物質(zhì)氧化。在酸性溶液中I-與會(huì)發(fā)生反應(yīng)生成I2：

5I-++6H+→3I2+3H2O

在堿性溶液中會(huì)發(fā)生水解反應(yīng)：

3I3+6OH-→+5I-+3H2O

碘的化合物

1）HI溶于水成氫碘酸，能生成相應(yīng)的可溶性的鹽及難溶性的鹽。

2）氧化物I2O4、I4O9、I2O5，只有I2O5是真正的氧化物它是HIO3的酸酐。第55頁(yè),共79頁(yè)，2024年2月25日，星期天3）含氧酸碘的氧酸有次碘酸HIO、碘酸HIO3、偏高碘酸HIO4、高碘酸H5IO6，它們所后成的相應(yīng)的鹽類以碘酸鹽最為重要，是一種很重要的氧化劑，有時(shí)也作沉淀劑。4）鹵族的互化物碘保與其它鹵族元素形成互化物，這些互化物的化學(xué)性質(zhì)很活潑，可作氧化劑作于制備碘的標(biāo)記化合物。5

）多鹵化物碘可與碘離子化合形成多鹵化物。第56頁(yè),共79頁(yè)，2024年2月25日，星期天6）放射性標(biāo)記化合物7

）碘的絡(luò)合物無(wú)機(jī)絡(luò)合物，即I2溶于氫碘酸或其它含I-離子的溶液中形成絡(luò)陰離子；有機(jī)絡(luò)合物碘與抗甲狀腺功能劑可形成有機(jī)絡(luò)合物。第57頁(yè),共79頁(yè)，2024年2月25日，星期天3放射性碘的分析測(cè)定碘人多種放射性核素，以131I為例，首先要對(duì)樣品中的131I進(jìn)行分離和濃集，常用的方法是用CCl4萃取，即在酸性溶液中，先用氧化劑如亞硝酸鈉將碘離子氧化成為單質(zhì)碘，然后用CCl4萃取，再在堿性條件下，用H2O2將碘還原為碘離子，使碘反萃取到水溶液中，最后以碘化銀沉淀的形式制源和稱重，測(cè)定131I的β放射性活度。第58頁(yè),共79頁(yè)，2024年2月25日，星期天8.6放射性氪(Kr)和氙(Xe)（1）概述氪是36號(hào)元素，氙是54號(hào)元素，它們均屬零元素，又稱為稀有氣體，Kr、Xe在空氣中的體積分?jǐn)?shù)分別為1.14×10-6和0.086×10-6，重要的放射性氪和氙氣體有多種，其中最重要的是85Kr及133Xe，它們均為β、γ放射體，均屬低毒核素。TKr-85：10.7a；TXe-133：5.25d。

85Kr是核工業(yè)和核爆炸中生成量最大的氣體放射性核素，是一種全球性的氣體污染源。第59頁(yè),共79頁(yè)，2024年2月25日，星期天2氪和氙的性質(zhì)在常溫下均為氣體，沸點(diǎn)分別為-153.4℃和-108.1℃，它們均易被活性碳和分子篩等吸附，但其最佳吸附溫度和吸附能力各不相同，它們易溶于甲苯等有機(jī)溶劑中，在液態(tài)二氧化碳中，氪有較高的溶解度。作為稀有氣體，其化學(xué)性質(zhì)極不活潑，但在一些特定條件下也能得到一些化合物。第60頁(yè),共79頁(yè)，2024年2月25日，星期天3

85Kr的分析測(cè)定對(duì)85Kr濃集分離的方法有：活性炭吸附法；液體CO2吸收法；低溫分餾法等。測(cè)定法有：β或γ測(cè)量；液閃法測(cè)量。第61頁(yè),共79頁(yè)，2024年2月25日，星期天8.7放射性鈰和钷

1概述鑭系元素與同族釔和鈧合稱為稀土元素(RE-RareEarthElements，從57號(hào)元素鑭La~71號(hào)元素镥Lu)。重核裂變反應(yīng)產(chǎn)生許多RE裂片放射性核素，如90Y、91Y、140La、144Ce、141Ce、147Pm等，尤其是144Ce和147Pm、在爆炸后的三年內(nèi)，占沉降物總放射性的比例較大，因而是環(huán)境污染的兩個(gè)重要放射性核素。第62頁(yè),共79頁(yè)，2024年2月25日，星期天2鈰鈰共有24種同位素和3種同質(zhì)異能素，Ce-136、138、140和142這四種同位素是Ce的穩(wěn)定核素，其余的都為放射性核素，其中144Ce最重要，141Ce次之。鈰的化學(xué)性質(zhì)它具有RE元素的通性，+3價(jià)，但鈰的化合物以+4價(jià)最為得要，RE碘酸鹽中唯有四價(jià)的鈰鹽Ce(IO3)4是難溶性，此性質(zhì)可用于鈰與其它稀土的分離。第63頁(yè),共79頁(yè)，2024年2月25日，星期天

Ce-144的分析測(cè)定濃集分離法有：共沉淀法；萃取法等。測(cè)試：β計(jì)數(shù)法等。第64頁(yè),共79頁(yè)，2024年2月25日，星期天3钷Pm是人工放射性元素目前已發(fā)現(xiàn)20多種同位素，147Pm可以從裂變產(chǎn)物中大量得到，其半衰期為2.26年，純?chǔ)路派潴w，147Pm只需要簡(jiǎn)單屏蔽就可以作為核電池，用作心臟起博器及空間能源，它屬中毒核素。钷的化學(xué)性質(zhì)：具有RE的通性，化合物中呈正三價(jià)，氧化物Pm2O3為紫色，可用作電極，钷的硝酸鹽、醋酸鹽和氯化物均溶于水，而碳酸鹽、草酸鹽、磷酸鹽和氟化物等難溶于水。第65頁(yè),共79頁(yè)，2024年2月25日，星期天8.8某些活化產(chǎn)物元素的化學(xué)1概述活化產(chǎn)物是物質(zhì)在中子等粒子作用下，發(fā)生核反應(yīng)而產(chǎn)生的放射性核素。在核爆炸及核反應(yīng)堆中中子引起核反應(yīng)產(chǎn)生的活化產(chǎn)物。大氣層和地下核爆炸，產(chǎn)生的大量中子會(huì)與空氣、土壤、水和彈殼等材料發(fā)生核反應(yīng)生成各種活化產(chǎn)物；核電廠和核動(dòng)力艦船的反應(yīng)堆運(yùn)行時(shí)也會(huì)放出大量中子，這樣也會(huì)產(chǎn)生活化產(chǎn)行。它們能通過(guò)各種途徑流出污染環(huán)境，因此對(duì)活化產(chǎn)物的分析監(jiān)測(cè)是環(huán)境保護(hù)的一項(xiàng)重要內(nèi)容。第66頁(yè),共79頁(yè)，2024年2月25日，星期天壓水反應(yīng)堆材料構(gòu)成及與冷卻劑接觸面：燃料包殼管為Zr-4合金：25%；設(shè)備與管道為不銹鋼：5%；蒸汽發(fā)生器傳熱管為Inconel600/690或Incoloy800：70%。

15kg/a；界面污物的主要來(lái)源是一回路結(jié)構(gòu)材料表面的腐蝕產(chǎn)物，特別是Incoloy800/nconel690表面上生成的氧化膜。第67頁(yè),共79頁(yè)，2024年2月25日，星期天活化反應(yīng)：第68頁(yè),共79頁(yè)，2024年2月25日，星期天中子反應(yīng)反應(yīng)物在冷卻劑中存在的形式放射性類型50Cr(n,

)51Cr54Cr(n,

)55Cr55Mn(n,

)56Mn54Fe(n,

)55Fe58Fe(n,

)59Fe59Co(n,

)60mCo59Co(n,

)60Co58Ni(n,

)59Ni62Ni(n,

)63Ni64Ni(n,

)65Ni94Zr(n,

)95Zr96Zr(n,

)97Zr腐蝕產(chǎn)物腐蝕產(chǎn)物腐蝕產(chǎn)物腐蝕產(chǎn)物腐蝕產(chǎn)物腐蝕產(chǎn)物腐蝕產(chǎn)物腐蝕產(chǎn)物腐蝕產(chǎn)物腐蝕產(chǎn)物腐蝕產(chǎn)物腐蝕產(chǎn)物電子俘獲

，

電子俘獲

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，

，

電子俘獲

，

，

，

反應(yīng)堆中主要腐蝕物的核反應(yīng)第69頁(yè),共79頁(yè)，2024年2月25日，星期天2

60Co

鈷是27號(hào)元素，鈷的活化產(chǎn)物有57、58、60Co，其中最重要的是60Co，它是β、γ放射體，屬于高毒核素。59Co（n,γ）60Co。60Co主要作為外照射源用于：輻射育種；食品保鮮；醫(yī)療器械滅菌；腫瘤治療以及工業(yè)設(shè)備的γ探傷等。第70頁(yè),共79頁(yè)，2024年2月25日，星期天鈷的化學(xué)性質(zhì)主要以+2、+3兩種價(jià)態(tài)，其中+3價(jià)極不穩(wěn)定。鈷的氧化物有Co3O4、CoO、Co2O3；往鈷鹽溶液中加入氫氧化鈉能得到氫氧化鈷沉淀，在空氣中緩慢氧化成棕色的Co2O3水合物；二價(jià)鈷離子鹽酸鹽、硝酸鹽、硫酸鹽均能溶于水，鄰氨基苯甲酸鈷可作為估的分析基準(zhǔn)物質(zhì)。第71頁(yè),共79頁(yè)，2024年2月25日，星期天

3鐵-59

鐵是26號(hào)元素，它的活化產(chǎn)物有Fe-55、59等，它們均屬中毒核素，其中主要是Fe-59，它是β、γ放射體。58Fe(n,

)59Fe化學(xué)性質(zhì)鐵的化合價(jià)有+2、+3兩種價(jià)態(tài)，其中+3價(jià)較穩(wěn)定；氧化物有FeO、Fe2O3、Fe3O4三種，其中Fe3O4是最穩(wěn)定的氧化物，它與酸作用生成二價(jià)鐵和三價(jià)鐵兩種鹽。第72頁(yè),共79頁(yè)，2024年2月25日，星期天4鋅-65

鋅是30號(hào)元素，它的重要活化產(chǎn)物是Zn-65，其半衰期為244.1天，主要衰變形式為電子俘獲（EC）和少量的β+輻射。Zn-65屬中毒核素。鋅的