核化学放射化学复习丁艺.ppt

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1、核化学与放射化学复习放射化学：研究放射性物质，及与原子核转变过程相关的化学问题的化学分支学科1、放射性：在涉及放化操作的整个过程中，放射性一直存在，放射性核素一直按固有的速率衰变，并释放出带电粒子或射线。这是放射化学最重要的特点。2、不稳定性：由于放射性物质总是在不断地衰变，由一种物质转变为另一种或多种物质，使研究体系的组成不断发生变化。这就要求相应的快化学研究方法。3、微量性：放射性物质的量通常都比较小（g、ng级），低于一般的化学方法的检出限。操作中要注意丢失现象。放射化学的特点同位素：质子数相同、中子数不同的两个或多个核素

2、。同质异能素：处于不同的能量状态且其寿命可以用仪器测量的同一种原子核质量亏损：组成原子核的Z个质子和（A-Z）个中子的质量和与该原子核的质量m(Z,A)之差称为质量亏损，用m(Z,A)表示m(Z,A)=Zmp+(A-Z)mn-m(Z,A)=ZMH+(A-Z)mn-M(Z,A)质量过剩(Massexcess)以原子质量单位表示的原子质量M(Z,A)与原子核的质量数A之差称为质量过剩，用表示=M(Z,A)-AB(Z,A)=m(Z,A)c2原子核的结合能：由Z个质子和N个中子结合成质量数为A=Z+N的原子核时，所释放的能量称为

3、该原子核的结合能，以B(Z,A)表示比结合能：原子核结合能对其中所有核子的平均值亦即若把原子核全部拆成自由核子，平均对每个核子所要添加的能量。用于表示原子核结合松紧程度。将结合能B(Z,A)除以核子数A，所得的商ε10半衰期放射性原子核的数目因衰变减小到原来核数的一半所需要的时间表示方法：放射性衰变服从指数衰减规律式中：N0为t＝0时母体同位素的原子数；N为时间t时存在的母体同位素的原子数；e为自然底数，e=2.71828;λ为衰变常数，它表示一个放射性原子核在单位时间内衰变的概率.11放射性活度及其单位放射性样品单位时间内发生衰

4、变的原子核数。以A表示。定义：单位：贝可勒尔（Bq）：1Bq=每秒1次核衰变居里（Ci）:1Ci=3.7×1010次衰变/s放射性活度是指单位时间发生衰变的原子核数目，而不是放射源发出的粒子数目。放射性平衡在递次衰变中，如果母体的半衰期比任何一代子体都长，从纯母体出发，经过足够长(5～10倍于最长子体半衰期)时间以后，母体的原子数(或放射性活度)与子体的原子数(或放射性活度)之比不随时间变化，称在该母子体之间达到了放射性平衡，又称久期平衡。暂时平衡某种放射性核素母体按自身的衰变规律产生子体核素。若母体的半衰期在有限程度上长于子体的

5、半衰期，在经过一定的衰变期以后，子体核素的原子数以一种固定的比值与母体原子数建立平衡的现象就是暂时平衡T1＞T2，λ1＜λ2长期平衡当母体的半衰期T1很长时，在通常的测量时间内，观察不到母体的放射性活度的变化，称为长期平衡T1＞＞T2，λ1＜＜λ2不成平衡当母体的半衰期T1小于子体的半衰期T2时，或者λ1＞λ2，母体以自己的半衰期衰减，子体则从零开始生长，达到极大值后以慢于母体的速度衰减，待时间足够长[t＞（7-10）T1]，母体衰变殆尽，子体以其自身的半衰期衰减。整个过程母、子体的放射性活度之比一直在变化，不存在任何放射性平衡称

6、为长期平衡。T1＜T2，λ1＞λ2长期平衡:T1>>T2，λ1<<λ2例：有一铀矿样品，测得其中含238U1g，含226Ra3.59×10-7g，问该矿石中铀与镭是否平衡？放射性衰变类型根据原子核中放出的射线的种类，可将放射性衰变分为以下几种类型：1.α衰变α衰变时，放射性母体同位素(X)放出α粒子(实际为氦原子核)而转变为另一个新的子体核素(Y):β衰变是指原子核自发地放射出β粒子（电子或正电子）或俘获一个轨道电子而发生的核内核子之间相互转化的过程。原子核从核外的电子壳层中俘获一个轨道电子的过程称轨道电子俘获（Electronc

7、apturedecay(EC,ore)）（K俘获、L俘获）2.β衰变3.γ衰变γ衰变是指从原子核内部放出的一种电磁辐射，它一般是伴随着α或β衰变产生的.原子核通过γ衰变从能量较高的激发状态跃迁到较低能量状态(基态).4.电子俘获衰变（EC）原子核从核外电子壳层中俘获电子而发生的放射性衰变叫电子俘获衰变.母体通过从核外俘获电子而使核内的一个质子转变为中子和中微子.放射性衰变规律放射性同位素不管其衰变方式如何，它们的数量随时间的减小都服从于指数定律：N=N0e-λt式中：N0为t＝0时母体同位素的原子数；N为时间t时存在的母体同位素的

8、原子数；e为自然底数，e=2.71828;λ为衰变常数，它表示一个放射性原子核在单位时间内衰变的概率.放射性衰变系列在已知的天然放射性同位素中，原子序数大于82的放射性同位素可组成三个天然放射性衰变系列.根据其母体同位素，可分别称为238U衰变系列