大学课件《核化学与放射化学》第五章 核化学技术

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1、《核化学与放射化学》第五章核化学技术第五章核化学技术1.靶子制备；2.靶子化学；3.用于放射性活度测量的样品制备；4.半衰期的测量；5.衰变纲图研究；6.在束核反应研究；7.绝对衰变速率的测定第五章核化学技术1.反应堆靶子的制备反应堆所需靶子的制备非常简单，主要考虑下列因素：靶（1）中子注量率－待测核素的量；子（2）照射时间－待测核素的量和杂质的产生量；的（3）照射位置的温度－靶子的热稳定性；制备（4）靶材料包装物的产生的放射性种类－放射性操作或测量的干扰；（5）自屏蔽－中子注量率的降低；第五章核化学技术1.反应堆靶子的制备靶子的制备技术在核化

2、学和核参数测量研究中具有重要作用。一般来说，靶子物有靶固体、液体和气体三种物理形态。可根据实子验的目的、对象选择不同状态的靶子。对于的制核参数测量工作，既要考虑靶子的形态，又备要考虑靶子的厚度、纯度和辐照后的放射性测量的干扰。通常情况下不使用气体靶子。第五章核化学技术1.反应堆靶子的制备（1）金属或高纯金属靶子在测定稳定核素的反应截面时，通常用金属靶作靶子。为了实验的准确性，需要进行同位素富集，子使靶子核素丰度尽可能高，所用靶材料量尽可能少，的制一般情况是制做成金属丝和很薄的金属箔。金属靶备子物具有很好热稳定性和辐照稳定性。在活化截面测量或中子

3、活化分析等研究中。第五章核化学技术1.反应堆靶子的制备（2）氧化物和盐类Fenner等人应用Pm2O3和Sm2O3作为靶子，用能谱和靶质谱方法测定了147Pm(n,)148mPm(41,5d),147Pm(n,)148子Pm(5.4d),148mPm(n,)149Pm147Sm(n,)148Sm等反应的的热中子截面。Pattenden在测定裂变产物151Sm和127I、制129I的中子反应截面时，将Sm通过化学分离后转化成备Sm2O3，I转化成PdI2形式。用氧化物和其盐类做靶，必须有很好的化学稳定性和辐照性能，且不能带结晶水，具有准

4、确的称量因子，容易制备。较常用的是氧化物。第五章核化学技术1.反应堆靶子的制备（3）沉积靶Mowatt研究155Eu的有效中子俘获截面和半衰期时，所用155Eu样品是通过一个离子交换柱从所靶照射富集98％的154Sm样品中分离出155Eu，沉积子在2mm厚的高纯Al片上，其厚度约为100g/cm2，的热中子自屏蔽可以忽略。制由于分离出的样品量很少，且不能加入载体备（载体的加入，可能影响辐照后对待测核素的干扰），所以，有时用沉积制靶，或者用电沉积、电喷涂、电镀制源。用这几种方法制靶，减少了靶材料的自屏蔽，辐照性能也好，辐照后也可溶解、分离、回收

5、靶材料。第五章核化学技术1.反应堆靶子的制备（4）溶液靶制成溶液靶有三种情况：一是靶材料是放射靶性的，且放射性强度较高，制成固态源，量太少，子制源相对困难；二是靶子核素是放射性的或稳定的，的但（n，）反应后产物核素需要进行快化分离才可制测量；三是（n，）反应产物的半衰期很短，且辐备照后，不需要进行分离，直接进行测量，所用溶液源实验后还可以回收使用。实验中所用靶子物，必须密封在经过“热试验”的石英管中，且必须考虑照射时间、照射位置的温度。溶液应该为非高蒸气压的液体。第五章核化学技术1.反应堆靶子的制备（5）蒸发制靶靶此法制靶比较方便，不需要其

6、它设备和子仪器，对测量来说，由于使用的聚四氟乙烯的测量盘是常用－放射性测量盘，所以，不制备需要重新再进行效率的刻度。此法对于靶材料为放射性核素，且其质量很少，靶材料又不需要回收的实验研究是非常适用。第五章核化学技术1.反应堆靶子的制备靶子制备的几种方法：靶子的制备第五章核化学技术1.反应堆靶子的制备靶子包装材料的选择和靶子装置：靶子的包装材料和设计合适的靶装置。铝、石英和聚乙烯是三种常用的照射包装材料。原靶因是：（1）它们的纯度比较高；（2）中子活化截子面小；（3）活化后不产生强放射性，或仅生成短的寿命核素；（4）具有一定的抗辐照能力。这三种

7、制材料的一些性质列入表1。备表1铝、石英和聚乙烯的一些性质最大允许积分中子注量包装材料中子活化截面，b活化产物n/cm2（n，）28Al(2.3min);铝0.23~1020（n，）24Na(15h)石英0.1731Si(2.6h)~1020聚乙烯0.33~1017第五章核化学技术2.用于放射性活度测量的样品制备；源和靶子的区别：1.源用于测量，而靶用于核反应辐照；2.源需要考虑放射性射线的自吸收，靶子不需要；3.源考虑几何条件，靶子不考虑；4.源测量时，需要参考源，靶子不需要；5.源可以为气体，而靶子很少使用等等。在测量时，根据测量对象的

8、不同，制源考虑的程度不同的。如：绝对衰变速率的测量，需要考虑源斑大小，载体含量等条件。第五章核化学技术2.用于放射性活度测量的样品制备；第五章核化学技