大学课件《核化学与放射化学》第七章 人工放射性元素化学

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1、《核化学与放射化学》第七章人工放射性元素化学第七章人工放射性元素化学1.概况2.锝化学3.鉕化学4.镎的化学5.钚的化学6.镅化学第七章人工放射性元素化学1.概况人工放射性元素目前共有11个（按照111号元素计），超铀元素（Z92）以及Tc（Z43）和Pm（Z61）。Np、Pu、Am和Cm可以在反应堆中通过238U的中子俘获得到。Tc和Pm可以从裂变产物中大量得到。Z96的元素必须有目的地加以合成。第七章人工放射性元素化学1.概况曾经从铈矿中检测出107个244Pu（T1/2＝8.3107a）的原子数。按照其

2、份额为每g物质中10-26g计算，自然界中含有几公斤的244Pu。表面超铀元素也是在元素合成时期形成的。根据现有的知识，在星体演化过程中元素合成的上限为：质量数A在270-280，原子序数Z在105－110之间。第七章人工放射性元素化学2.Tc化学1937年由佩列尔（Perrier）和塞格雷（Segre）发现的。Mo(d,n)97Tc。现在主要从乏燃料后处理产生的高放废液中获取。每一兆瓦的堆功率，每天产生约20mg的99Tc。Tc的同位素达20多个，半衰期从数秒到百万年不等。其中99Tc（T1/2＝2.1105a）是

3、唯一能够大量获得的Tc的同位素，也是最重要的同位素。另外只有99Tcm（T1/2＝6.0h）在医疗诊断方面有意义。第七章人工放射性元素化学2.Tc化学Tc属于第七副族，处于铼和锰之间，它的价态从－1到＋7的各种价态。在性质上更接近于铼。主要的氧化物为：Tc2O7；主要的盐类为：高锝酸化合物，如高锝酸铵、高锝酸钾等等；在水溶液中最稳定的离子形态是TcO4-离子。它与MnO4-和ReO4-相类似。第七章人工放射性元素化学2.Tc化学Tc的卤化物可以通过金属与卤素直接作用得到；Tc金属可以用H2在600时还原NH4TcO4

4、或通过电解TcO4-的溶液制备。2Tc（Ⅳ）以氧化物TcO和配合物TcX26（X=F、Cl、Br、I和SCN）为代表。Tc（Ⅱ）和Tc（Ⅲ）与取代二胂形成螯合物。第十章人工放射性元素化学2.Tc化学Tc令人感兴趣的特性：当空气中含有TcO4-离子浓度为10-5mol/L时，可以防止铁的腐蚀，直到250。也是一种值得注意的超导材料。第七章人工放射性元素化学3.鉕化学Pm是1947年由科雷尔（Coreyell），格伦丁宁（Glendenin）和马林斯基（Marinsky）等从有的裂变产物中发现的。Pm共有20种同位素，

5、半衰期最长的为145Pm（T1/2＝17.7a）。只有半衰期为2.62a的147Pm可以从裂变产物中较为大量的得到。反应堆中每兆瓦功率每天生成约10mg的147Pm。第七章人工放射性元素化学3.鉕化学Pm的主要价态为＋3价，通过阳离子交换色层分离法与其它稀土元素分离。Pm3+离子可以形成难熔的氟化物、草酸盐、磷酸盐和氢氧化物。金属Pm可以将PmF3用金属Ca还原；熔点：1158147Pm可用作发光粉的添加剂，用于钟表。第七章人工放射性元素化学4.Np化学4.1概述4.1.1Np的发现与同位素1940年，麦克米伦（Mc

6、Millan）和艾贝尔森（Abelson）发现的：238239239U(n,)UNp迄今为止，发现Np有14个同位素，只有237Np在反应堆中大量获取；质量数在237以上Np均为衰变。237Np是衰变，T1/2为2.14106a，是人工放射性系镎系的起始核素，它通过反应堆辐照235U和238U来产生。235236237237U(n,)U(n,)UNp238237237U(n,2n)UNp237U,T1/2=6.75d第七章人工放射性元素化学4.Np化学4.1.2Np的用

7、途与危害237Np最大的用途：生产放射性同位素电池的理想原料238Pu。237238238Np(n,)NpPu237Np是极毒性核素，在体内的吸收、分布和排除与其物理化学状态和进入人体的途径有关。主要积聚在骨骼、肝脏和胃中，造成损伤。237Np的比活度比天然铀高近2000倍，辐射损伤效应大，因此操作可称量的237Np必须在手套箱内进行。核事故、大气核试验的早期放射性沉降物中239Np的含量相当高，因而239Np是一个适宜检测的信号核素。第七章人工放射性元素化学4.Np化学4.2Np的化合物镎的氧

8、化物：NpO2，Np2O5和Np3O8，其中最为稳定的是NpO2。许多Np的化合物（如氢氧化物，草酸盐，硝酸盐等）在600～1000°时热分解都可以制备NpO2。Np的氢氧化物：Np(OH)3，NpO2OH，NpO2(OH)2和NpO3.2H2O等4种，它们都难溶于水。Np的盐类很多，其中以四价镎盐较为稳定。Np(Ⅳ)的易溶盐类主