放射卫生监督之化学基础知识ppt课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,放 射 化 学,放 射 化 学,放射化学,(,Radiochemistry),(From Websters New World Dictionary, Third College Edition, p1108),Radiochemistry is the branch of chemistry,dealing with radioactive phenomena.,放射化学,1901,年由卡麦隆（,Cameron,）提出，,是近代化学的一个分支学科，,是研究有关放射性现象的一门科学。,放射化学(Radiochemistry) (From W,放射化学,绪论,放射化学分离方法,放射性核素（元素）化学,放射化学实验,放射化学 绪论,绪 论,1.1,放射化学发展简史,1.2,放射化学研究的内容,1.3,放射化学的特点,1.4,常用的放射性单位和概念,绪 论1.1 放射化学发展简史,1.1,放射化学发展简史,（,1,）初期阶段（,1896 - 1931,）,天然核辐射现象的发现,（,2,）发展阶段（,1932 - 1942,）,由原子反应堆实现重核裂变,（,3,）近代阶段（,1943 - 1969,）,核反应堆技术应用于核武器,（,4,）现代阶段（,1970 -,至今） 能源的和平利用,1.1 放射化学发展简史（1）初期阶段（1896 - 193,W. Roentgens discovery of x-rays,（,1,）初期阶段,放射性和放射性元素的发现,W. Roentgens discovery of x-r,W. Roentgens discovery of x-rays,（,1,）初期阶段,W. Roentgens discovery of x-r,H. Becquerel,The discovery of Radioactivity,（,1,）初期阶段,H. Becquerel（1）初期阶段,M. Curie,（,1,）初期阶段,M. Curie（1）初期阶段,分离、提取放射性核素镭的旧作坊,Discovery of Radium,分离、提取放射性核素镭的旧作坊 Discovery of,The Nobel Prize in Chemistry 1911,成功发现放射性核素镭和钋，又成功提取了核素镭,The Nobel Prize in Chemistry 1,（,1,）初期阶段,（1）初期阶段,（,1,）初期阶段,（1）初期阶段,（,2,）发展阶段,1932,年，,J.Chadwick,发现中子,1934,年，,I.Curie,和,F. Curie,首次获得了人工放射性核素,1939,年，,O.Hahn,发现原子核裂变现象,1942,年，,E.Fermi,设计出第一座核反应堆,（2）发展阶段 1932年，J.Chadwick 发现中子,（,2,）发展阶段,（2）发展阶段,人工反应与人工放射性元素的发现,（,2,）发展阶段,人工反应与人工放射性元素的发现（2）发展阶段,The Nobel Prize in Chemistry 1944,Otto Hahn,Germany,Fission of Uranium,The Nobel Prize in Chemistry 1,放射卫生监督之化学基础知识ppt课件,G.V. Hevesy,The Absorption and Translocation of Lead(ThB) by plants ThB=,212,Pb,Biochem. J. 17, 439 (1923),The Nobel Prize in Chemistry 1943,The Father of Nuclear Medicine,G.V. HevesyThe Nobel Prize in,背景回顾,这是美国对日本投掷的两颗原子弹,全世界第一次知道了什么是原子弹！,（,3,）近代阶段,背景回顾这是美国对日本投掷的两颗原子弹全世界第一次知道了什么,原子弹爆炸,1949-9-22,原苏联第一颗原子弹,1952-1-3,英国第一颗原子弹,1952-10-31,美国第一颗氢弹,1953-8,原苏联第一颗氢弹,1960-2-13,法国第一颗原子弹,1964-10-16,中国第一颗原子弹,1967-6-17,中国第一颗氢弹,原子弹爆炸1949-9-22 原苏联第一颗原子弹,蘑菇云,（,3,）近代阶段,蘑菇云（3）近代阶段,喜,讯,不,断,氢弹爆炸,喜氢弹爆炸,（,4,）现代阶段,能源, 核电站, 基础医学, 放射性核素作示踪剂,临床医学, 放射性药物,药剂学, 放射性标记化合物,（4）现代阶段,核能在世界的发展状况,核能在世界的发展状况,中国核科学发展里程碑,1958,年， 在衡阳建立铀水冶厂；,1963,年， 在兰州建立用气体扩散法富集,235,U,的工厂；,1964,年， 富集,235,U,丰度达,90,以上；,1964,年， 建立,404,核燃料后处理厂；现已退役。,1964.10.16,，第一颗原子弹成功爆炸；,1967.06.17,，第一颗氢弹成功爆炸；,1971.09,，建造核潜艇；,1991.12.15,，秦山核电站,I,期建成发电；,II,期在建设中；,1993,，广东大亚湾核电站建成发电；,岭澳核电站在建设中。,中国核科学发展里程碑1958年， 在衡阳建立铀水冶厂；,放射性示踪剂以某种化合物的形式给药。诊断是根据这些放射性化合物进入人体特定部位并在那些部位浓集的能力。,131,I,59,Fe,32,P,99,Tc,23,Na,8.1 d,45.1 d,14.3 d,6.0 h,14.8 h,甲状腺,红血细胞,眼,肝,瘤,心脏,骨,肝,肺,循环系统,辐射源,半衰期,检查部位,放射性示踪剂以某种化合物的形式给药。诊断是根据这些放,放射线疗法,放射线疗法,(,radiation therapy,),是指用高能射线治疗疾病的方法，它是人类战胜癌症的一种重要武器。,32,P,60,Co,90,Sr,125,I,131,I,14.3 d,5.26 a,28.8 a,60.25 d,8.06 d,137,Cs,192,Ir,198,Au,222,Ra,226,Rn,30 a,74.2 d,2.7 d,3.82 d,1 622 a,辐射源,半衰期,辐射源 半衰期,放射线疗法 放射线疗法(radiation therapy),放射化学的发展,1898,年,M. Curie,用放射化学方法发现放射性元素镭、钋；,1910,年，英国的,Cameron,提出将其作为一个独立的分支；,已有,100,多年辉煌的发展历程；基本理论已经发展成熟,;,已经走过独立发展的阶段，逐步走向与各学科的横向,结合，成为各学科广泛应用的技术手段。,目前，随着能源需求形势的发展，在世界范围内有再次,走向辉煌的态势。,放射化学的发展1898年 M. Curie用放射化学方法发现,1.2,放射化学研究的内容,(2),放射性元素化学：,研究天然和人工放射性元素及其化合物的化学性质、制备方法。,(1),基础放射化学：,研究放射性物质的物理化学行为和状态及其分离、纯化方法和原理。,(3),核化学：,研究各种核转变过程所引起的化学变化及生成的产物。,(4),放射分析化学：,研究放射性核素及其制剂的分析、测量和纯度鉴定方法。,(5),应用放射化学：,研究放射性核素在工业、农业、国防、医学等各个领域中的应用。,1.2 放射化学研究的内容(2) 放射性元素化学：(1) 基,低浓度时放射性物质的物理化学行为和状态；,吸附、共沉淀、胶体,研究放射性物质的分离、纯化方法及其原理。,共沉淀法、溶剂萃取法、离子交换法、色谱法等,(1),基础放射化学（,Basic Radiochemistry,）,低浓度时放射性物质的物理化学行为和状态；(1) 基础放射化学,天然放射性元素化学,研究天然放射性元素,(U,、,Th,、,Ra,、,Po),的化学性质，以及有关它们的提炼精制的化学工艺，重点是铀和钍；,人工放射性元素化学,主要研究人工放射性元素的化学性质和核性质,以及它们的分离、纯化和精制的化学过程,重点是钚等超铀元素和主要的裂片元素。,(2),放射性元素化学（,Chemistry of Radioelements,）,天然放射性元素化学(2) 放射性元素化学（Chemistry,用各种能量的轻重粒子引发核反应,实现原子核的转变；,分离鉴定核反应的产物，并由此探讨其反应机理。,(3),核化学（,Nuclear Chemistry,）,用各种能量的轻重粒子引发核反应, 实现原子核的转变；(3),研究放射性物质的分离分析方法以及核技术在分析中的应用。,突出成功的分析方法是中子活化分析；,带电粒子激发,X,荧光分析及其微区扫描；,同位素稀释法；,加速器质谱分析等。,(4),放射分析化学（,Radioanalytical Chemistry,）,研究放射性物质的分离分析方法以及核技术在分析中的应用。(4),合成用于诊断各种疾病的新药物，诸如心肌显像药物、脑显像药物；,为核医学对各种脏器多种疾病的诊断和治疗,以及为研究人体的体内动态生理活动提供药物。,(5),应用放射化学（,Nuclear Pharmaceutical Chemistry,）,合成用于诊断各种疾病的新药物，诸如心肌显像药物、脑显像药物；,1.3,放射化学的特点,放射性：,在涉及放化操作的整个过程中，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。,不稳定性：,由于放射性物质总是在不停地衰变，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。,低浓度和微量性：,放射性物质的量通常都比较小（,ug,、,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。,1.3 放射化学的特点放射性：,优越性,使研究方法的灵敏度大大提高,定性分析：根据测定射线能量的大小来确定它是什么放射性核素；,定量分析：根据辐射出射线的浓度或强度，来确定放射性核素的含量。,通过放射性示踪技术，研究化学反应过程中各个阶段的变化,危害性,放射线可能对人体产生辐射损伤,外照射，,内照射，,产生一系列特殊的物理化学效应，使研究体系复杂化,放射性, 优越性放射性,放射性衰变,(,radioactive decay,),：,放射性核素在射出射线的同时转变成其它的放射性核素或本身稳定性同位素的过程。,不稳定性,放射性衰变(radioactive decay) ：不稳定性,Natural Radioactive Series,放射系,(radioactive series),铀 系,钍 系,锕 系,三大天然放射性衰变系,Natural Radioactive Series放射系铀,Uranium-radium-chain,Uranium-radium-chain,Thorium chain,Thorium chain,Uranium-actinium chain,Uranium-actinium chain,因此在放射化学中，物质的纯度不能用普通的分析化学中常用的化学纯、分析纯、光谱纯等，而必须用,放射性核纯度,和,放化纯度,来衡量放射性物质的纯度。,不稳定性,因此在放射化学中，物质的纯度不能用普通的分析化,易产生吸附,放射性核素的吸附现象,(Adsorption Phenomena of Radionuclides),易与常量物质共沉淀,放射性核素的共沉淀现象,(Coprecipitation Phenomena of Radionuclides),易形成放射性胶体,放射性胶体,(Radiocolloid),低浓度和微量性,易产生吸附低浓度和微量性,1.4,放射性单位和概念,放射性活度,(Radioactivity),：每秒钟发生核衰变的数目。,1Bq = 1,衰变,/,秒 （,dps,），,1Ci = 3.7,10,10,(dps) = 2.22,10,12,(dpm),放射性比活度,(Specific Activity),：单位重量样品,所含的放射性活度。（,Bq/g , Bq/kg, Ci/g, Ci/kg,）,放射性浓度,(Radioactive Concentration),：,单位体积的溶液和气体中所含放射性活度。,(Bq/mL,，,Bq/L ),1.4 放射性单位和概念放射性活度(Radioactivit,一个含,90,Sr,（,）、,32,P,（,）和,137,Cs,（,）等多种放射性核素的,混合液，,90,Sr,的放射性纯度为,80%,，就是指,90,Sr,放出的,放射性活度占混合溶液中总,放射性活度的,80%,。,放射性核素纯度,(Radionuclide Purity),：,某核素的放射性活度占样品的总放射性活度的百分数。,一个含90Sr（）、32P（ ）和137Cs（ ）,放射化学纯度,(Radiochemical Purity),：,规定化学形态的放射性核素的放射性活度占,样品总放射性活度的百分数。,医用,32,P-NaH,2,PO,4,溶液放化纯度大于,99%,，指在,32,P,溶液中,32,P,可能以多种化合物形态存在，如,Na,2,HPO,4,NaH,2,PO,4,H,3,PO,4,Na,3,PO,4,，但只有以,NaH,2,PO,4,形态存在的,32,P,的,放射性活度,占样品溶液总,放射性活度的,99%,以上。,放射化学纯度(Radiochemical P,放射性物质的名称：,放射性同位素：一种元素中质子数相同而中子数不同,的核素称为同位素，其中有放射性的称为放射性同位素。,如,3,H+,1,H+D,放射性元素：一种元素所有同位素都是放射性的，,没有稳定性同位素。如,U,、,Th,、,Ra,、,Po,、,Pu,放射性核素：前两者的统称,书写符号：,90,38,Sr,（锶,-90,）、,99m,43,Tc,（锝,-99,）,放射性物质的名称：书写符号：9038Sr （,SI,单位,: Bq(,贝可,),，,1 Bq,相当于每秒发生,1,次衰变。,旧单位,：,Ci(,居里,),，,1 Ci,相当于每秒发生,3.710,10,次衰变,(1 g,镭,-226,的衰变速率,),。,1Ci = 3.710,10,Bq,SI单位: Bq(贝可)，1 Bq相当于每秒发生1次衰,放射卫生监督之化学基础知识ppt课件,放射卫生监督之化学基础知识ppt课件,放射化学分离方法,2.1,共沉淀法,2.2,溶剂萃取法,2.3,离子交换法,2.4,色谱法,放射化学分离方法2.1 共沉淀法,放射化学分离方法,2.1,共沉淀法,(Coprecipitation method),放射化学分离方法2.1 共沉淀法 (Coprecipita,2.1.1,分类及特点,无机共沉淀法,分类,：,(a),共结晶共沉淀,(b),吸附共沉淀,特点：,(a),共结晶共沉淀：选择性高，分离效果较好。,(b),吸附共沉淀： 选择性差，但浓集效果好，,常用于废水的处理。,共沉淀法,2.1.1 分类及特点共沉淀法,特点,:,(a),生成的难溶化合物溶解度小，所以浓集效果好。,(b),化合物离子半径大，表面电荷密度小，所以不,易吸附杂质，分离效果好。,有机共沉淀法,分类：,(a),形成难溶性正盐有机化合物,NaB(C,6,H,5,),4, + Cs,+,CsB(C,6,H,5,),4,+ Na,+,(b),形成难溶性螯合物,-,亚硝基,-,-,奈酚与铀形成难溶性的金属螯合物,共沉淀法,特点: 有机共沉淀法共沉淀法,2.1.2,应用技术,(1),载体的选择,要加入欲测核素的稳定性同位素作,载体，,(,90,Sr-Sr),，,如果没有稳定性同位素时，可选用同族相邻近的元素作,正,载体,，,(Ra-Ba),。,为避免放射性杂质的吸附共沉淀，要加入放射性杂质的,稳定性同位素作反载体，使放射性杂质稀释，如分析,90,Sr,时,为避免,137,Cs,的吸附，则加入稳定性,Cs,作,反载体,。,正载体和反载体一般用量为,10,20 mg,。,共沉淀法,2.1.2 应用技术共沉淀法,(2),提高溶液酸度,防止某些放射性杂质水解成胶体，而减弱其吸附，同时，,由于,H,+,浓度增高，可减少杂质的吸附。,(3),加入配位剂,使其放射性杂质形成易溶性的配合物，避免其产生共沉淀。,(4),加热,在加热条件下，产生沉淀则会使沉淀颗粒增大，从而减,少对杂质的吸附。,(5),洗涤,用含沉淀剂的稀溶液多次洗涤沉淀物可减少杂质的吸附。,共沉淀法,(2) 提高溶液酸度共沉淀法,(6),多次沉淀,可通过将沉淀物溶解后再沉淀，经过多次反复，也可,减少杂质的吸附。,(7),采用均相沉淀法,沉淀剂不是直接加入而是通过在溶液中缓慢产生沉淀剂，,再使其产生沉淀反应。,eg:,沉淀,90,Sr,不是直接加入,H,2,SO,4,，而是加入,(NH,4,),2,SO,4,。,(NH,4,),2,SO,4,+ H,2,O,NH,4,OH + H,2,SO4,90,Sr + H,2,SO,4,90,SrSO,4,(6) 多次沉淀eg: 沉淀90Sr不是直接加入H2SO4，,共沉淀法的应用,测定环境生物样品中的微量放射性物质：,用,BiPO,4,-Pu,3,(PO,4,),4,共沉淀分析，尿中的,239,Pu,。,制备无载体的放射性核素：,用,32,S,制备,32,P,时，先用过量,Fe(OH),3,吸附载体,32,PO,4,3-,，再用溶剂萃取法去除,Fe,3+,。,放射性废液的处理：,Fe(OH),3,、,Al(OH),3,吸附效果很好，吸附多种放射性废液。,净化放射性水,共沉淀法的应用,放射化学分离方法,2.2,溶剂萃取法,(Solvent Extraction Method),放射化学分离方法2.2 溶剂萃取法,溶剂萃取法目前在放射化学研究和核燃料工艺中,已成为应用最广泛的一种分离方法。,优点,:,(a),选择性好，回收率高；,(b),设备简单，操作方便，易实现连续化和自动化；,(c),对微量物质的分离和工业生产规模的分离均可使用。,缺点,:,(a),对化学性质相似的元素分离效果差；,(b),对亲水性强的碱金属和碱土金属难以分离；,(c),萃取剂价格贵、易挥发、易燃，甚至有毒。,溶剂萃取法目前在放射化学研究和核燃料工艺中优点:,2.2.1,常用术语,萃取法,：利用不同物质在,互不相溶,的,水和有机溶剂,中,分配的不同,来达到彼此分离的方法。,萃取和反萃取,萃取,：将被测组分从,水溶液,中转移到,有机溶剂,的过程。,反萃取,：将被测组分从,有机溶剂,中重新转移到,水溶液,中,的过程。,2.2.1 常用术语,萃取剂和反萃取剂,(Extractant and Stripping agent),萃取剂,：能从,水溶液,中将被测组分,萃取出来,的有机溶剂。,反萃取剂,：能将被测核素从,有机溶剂,中重新转移到,水溶液,中的试剂。,相和相比,(,Phase,),相,：外表均匀一致的物质,体系。,相比,：有机相与水相的体积比值，,R = V,有,/ V,水,萃取剂和反萃取剂 (Extractant a,萃取效率,(,萃取率,) (Extraction Ratio),萃取率,：在有机相中被测核素的数量占原始总量的百分数,E =,有机相中被测核素的数量,/,两相中被测核素,的数量之和,100%,溶剂萃取法,记住,萃取效率(萃取率) (Extraction Ra,2.2.2,基本原理,相似相溶规则,极性强的物质易溶于极性溶剂,(,水,),中，非极性物质易溶于非极性溶剂,(,某些有机溶剂,),中。,记住,2.2.2 基本原理相似相溶规则 极性强的物质易溶于极,在萃取过程中,被测核素从水相进入有机相的,量和从有机相解离返回到水相的量,相等,时，即两,相中被测核素的,浓度保持不变,时，达到,萃取平衡,，,此时两相中被测核素的浓度比为,常数,。,分配定律,记住,在萃取过程中,被测核素从水相进入有机相的分配定律记住,D = C,有,/ C,水,D,：分配比,C,有,：萃取平衡时，被萃取物在有机相中的总浓度,C,水,：萃取平衡时，被萃取物在水相中的总浓度,分配比与分配系数,D = C有 / C水分配比与分配系数,2.2.3,萃取类型及特点,简单分子萃取,中性络合萃取,酸性络合萃取,离子缔合萃取,协同萃取,2.2.3 萃取类型及特点简单分子萃取,2.2.4,溶剂萃取法的应用,萃取率,(Extraction Rate):,经萃取后，进入,有机相,的,被萃取物的量,占被萃取物,在,两相中总量,的,百分数,。,2.2.4 溶剂萃取法的应用,放射卫生监督之化学基础知识ppt课件,放射卫生监督之化学基础知识ppt课件,当,R,一定时，只要已知,D,n,值，即可计算萃取率。,在实际工作中，如果操作时间长，杂质被萃取的量也增多，一般萃取,1,3,次。,R,如果太小，有机相体积小，不利于两相混合，太大浪费萃取剂，一般,R,0.5,2,为宜。,常量物质的分离萃取率应达,99.9%,，微量元素分离，萃取率达,95%,，甚至,85%,以上就可以。,当R一定时，只要已知D,n值，即可计算萃取率。,萃取器的准备,分液漏斗或磨口离心试管,振荡,分层,静止分层或离心分层,洗涤与反萃,次数适宜,测量样品的制备,用移液管移取,0.1,0.2mL,溶液于不锈钢测量盘内，,在红外灯下烘干，测量其放射性强度。,溶剂萃取法,应用技术,萃取器的准备溶剂萃取法 应用技术,放射化学分离方法,2.3,离子交换法,(Ion Exchange Method),放射化学分离方法2.3 离子交换法,能从大量样品中浓集及分离微量物质的特点，,使它成为提取和分离放射性核素一个很重要的方法。,此方法解决了裂变产物、稀土元素,和超铀元素分离等一系列化学分离的难题。,优点,:,(,a),选择性高，分离效果好,(b),化学回收率高,(c),应用范围广，适应性强,(d),设备简单，操作方便,(e),离子交换剂种类多，便于选用,缺点：,(,a),分离操作时间较长,(b),离子交换剂的交换容量小,(c),不适于强放射性物质的分离,能从大量样品中浓集及分离微量物质的特点，优点:缺点：,2.3.1,离子交换树脂,离子交换剂,2.3.1 离子交换树脂离子交换剂,(1),定义,一种人工合成的多孔网状结构的,高分子聚合物,，由,疏松、多孔的,网状骨架,及,活性基团,两部分组成，,其物理和化学性质稳定，不溶于水和一般有机溶剂。,最常见的聚苯乙烯苯磺酸树脂,(1) 定义最常见的聚苯乙烯苯磺酸树脂,(2),分类,阳离子交换树脂,阴离子交换树脂,(2) 分类,阳离子交换树脂,阳离子交换树脂,阴离子交换树脂,阴离子交换树脂,(3),树脂的主要性能指标,交联度,(Cross Linkage),定义：树脂中所含,交联剂,的重量百分数。,交联剂,：,树脂是由,单体,聚合而成的,高分子聚合物,，,使各个单体交联而形成树脂交聚物的物质称交联剂。,意义,：树脂的交联度越大，交换的选择性越好。,树脂交联度在商品上用,“,%,”,表示。,(3) 树脂的主要性能指标,交换容量,(Exchange Capacity),定义：,每克,干树脂或,每毫升,湿树脂所能交换的离子相当于,一价离子,的,物质的量,( m mol,/,g,或,m mol,/,mL),交换容量 (Exchange Capacity),树脂的粒度,(Granularity),定义：,树脂颗粒直径大小称为树脂的粒度。,表示：,用“目”来表示，即单位面积的筛孔的数目。,树脂的粒度 (Granularity),2.3.2,基本原理,K,H,M / n,:,为,平衡常数,（,选择系数,）,M,n+,、,H,+,:,为,M,n+,、,H,+,在树脂中的浓度,M,n+,、,H,+,:,为,M,n+,、,H,+,在水溶液中的浓度,D,M,、,D,H,:,为,M,n+,、,H,+,的分配系数（分配比）,分配系数,D,M,：平衡时，,M,n+,离子在,树脂中的浓度,与,水相中浓度,的比值。,2.3.2 基本原理 KHM / n: 为平衡常数,2.3.2,基本原理,分配比（,D,）：,表示溶液中离子,M,被吸附的能力。,重量分配比,Dg,：每千克干树脂中的交换离子,M,的重量,/,每升溶液中,M,的重量。,体积分配比,D,v,：,每升树脂床中,M,的重量,/,每升溶液中,M,的重量。,分离系数（,）,：,当溶液中有,A,和,B,两种痕量离子与离子交换剂同时存在时，这两种,离子在树脂和溶液相的分配比之比值，即为分离系数,。,A,B,=D,A,/D,B,2.3.2 基本原理 分配比（D）： 表示溶液中离子M被吸附,2.3.3,操作技术,树脂的选择和处理,(a),在水中浸泡，使其充分溶胀。,(b),用水、醇反复漂洗，除去色素、杂质等。,(c),对于阳树脂，按,2mol/L NaOH,水,2mol/L HCl,，然后用水洗至,pH = 3,4,，备用。,(d),对于阴树脂，按,2mol/L HCl,水,2mol/L NaOH,，最后用水洗至,pH = 9,10,，备用。,2.3.3 操作技术,装柱,吸附,洗涤,洗脱（淋洗或解吸）,作,C-V,洗脱曲线，由曲线上,观测应收集的体积部分。,装柱,样品,溶剂,组份,II,组份,I,图,2-3-2,离子交换柱的分离,离子交换树脂,样品溶剂 组份 II 组份 I图2-3-2 离子交,2.3.5,应用,制备去离子水,通过,H,型强酸性阳离子交换树脂，除去各种阳离子。,R-SO,3,H + Na,+,(R-SO,3,)Na + H,+,通过,OH,型强碱性阴离子交换树脂，除去各种阴离子。,RN(CH,3,),3,OH + Cl,-,RN(CH,3,),3,Cl,+ OH,-,2.3.5 应用,放射化学分离方法,2.4,色谱法,(Chromatography,）,放射化学分离方法2.4 色谱法,2.4.1,概况, 原理,将被分离的物质吸附在固体吸附剂上，利用各种,物质对同一固体吸附剂的亲和力不同来进行分离。,2.4.1 概况,放射卫生监督之化学基础知识ppt课件,分类,按固定相使用形式不同分类,(a),吸附柱色谱法：将吸附剂装在柱内,(b),纸上色谱法：吸附剂是滤纸,(c),薄层色谱法,：将吸附剂涂在玻璃板或塑料板上,按分离过程机理不同分类,(a),吸附色谱法：用固体吸附剂作固定相,(b),萃取色谱法：将有机萃取剂固定在固体吸附剂上,(c),离子色谱法：将离子交换剂粘结在玻璃珠表面上作固定相,(d),凝胶色谱法：利用凝胶对不同分子的滞留作用不,同来分离, 分类,按流动相物态不同分类,(a),气相色谱法,(,流动相为气体,),(b),液相色谱法,(,流动相为液体,),按被分离物质的相态不同分类,(a),正相色层：将被分离物吸附在固定相，用展开剂作流动相,(b),反相色层,：将展开剂吸附在固定相，将被分离物质水溶,液作流动相,按流动相物态不同分类,2.4.2,吸附柱色层法,(Adsorption Column Chromatography),基本原理,利用溶液在通过柱中的固体吸附剂时，由于各组分,的吸附能力不同，在吸附剂上滞留的程度也不同而实现,彼此分离的。,2.4.2 吸附柱色层法 基本原理,吸附剂,(Adsorbent),强吸附剂：如活性氧化铝，活性炭等,中等吸附剂：如,CaCO,3,，,SiO,2,H,2,O,弱吸附剂：如蔗糖，淀粉等,吸附剂 (Adsorbent),基本操作,(a),吸附剂的预处理,(b),装柱（干法和湿法）,(c),吸附,(d),洗脱（淋洗或解吸）,石油醚,环己烷, CCl,4,苯,乙醚, CHCl,3, EtOAc nBuOH ,醇,水,基本操作,图,2-4-2,放射性核素发生器,-,99,Mo-,99m,Tc,母牛,99,Mo-,99m,Tc,母牛发生器是将固体的酸性,Al,2,O,3,装在柱中，生产出的母体,99,Mo-(NH,4,),2,99,MoO,4,溶液通过该吸附柱时能全部被吸附，而其衰变子体,99m,Tc-,99,TcO,4,-,却不能被吸附，则可用生理盐水,NaCl,将,99m,Tc,从柱中淋洗出来。,图2-4-2 放射性核素发生器- 99Mo-99mTc 母,2.4.3,纸上色谱法,(Paper Chromatography),以滤纸作载体的一种色谱分离方法。该法设备,简单，操作简便，是一种微量物质的分离方法。,2.4.3 纸上色谱法 (Paper Chromatogra,实验方法,纸色层是用纸作支持体的色层法。,将色层纸裁成,一定尺寸的长条，在距,纸条一端,2,3,厘米处滴上待分离试样,（几微升几十微,升），晾干后将滴,有试样的一端浸入适当的溶液（展开,剂）中（试样不可浸入展开剂中）。随着展开剂的移动，试样中各组分,逐渐分离为彼此分开的斑点。取出纸,条晾干后，可用放射性自显影测量放,射性或显色等方法对组份进行鉴定。, 实验方法,显然，不同,组份的,Rf,值相差,愈大，它们彼此的分离愈好。,展开操作应在密闭容器中进行，使容器空间被展开剂充分饱和，才能得到再现性良好的结果。,图,2-4-3,纸色谱法分离示意图,比移值,(Rf),：某组分在展开时的移动速度与展开剂前沿的移动速度之比,Rf =,样斑中心至原点的距离,/,展开剂前沿至原点的距离。,Rf,A = a,2,/b,Rf,B = a,1,/b,Rf,C = a,2,/b,显然，不同组份的Rf值相差愈大，它们彼此的分离愈好。 图,2.4.4,薄层色谱法,(Thin-layer Chromatography,TLC,),是在玻璃板上涂一层物质在一平滑的玻璃板上均匀地涂一,层厚约,0.25mm,的吸附剂作成固定相，用展开剂渗过固定相使试,样分离的方法。,不同物质的分离程度也可用,Rf,来进行分析。,2.4.4 薄层色谱法 (Thin-layer Chroma,优点,：,集中了柱色谱法和纸上色谱法的优点，设备简单，,操作方便，分离速度快，效率高，灵敏度，是对微,量物质定性、定量分析的一种比较灵敏、简便的方法。,比柱色谱法简单，比纸上色谱法容量大。,缺点,：,制作比纸色层复杂，再现性差。,优点：集中了柱色谱法和纸上色谱法的优点，设备简单，,放射性核素（元素）化学,放射性核素（元素）化学,放射性,（,radioactive,）：,原子核自发地放射出,、,、,等各种射线的现象，称放射性。,射线：氦原子核粒子流，贯穿能力很弱。,射线：高速电子流，贯穿能力较强。,射线：波长很短的电磁波，贯穿能力更强。,放射性（radioactive ）：,元素,（,element,）：元素是具有一定数目质子的一类原子。全部由放射性核素组成的元素称为,放射性元素,。,化学（,chemistry,）：在分子、原子、离子层面上某种,核素（元素）的存在状态 、化学反应特性。,核素,（,nuclide,）：核素是指具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子。具有放射性的核素称为,放射性核素,。,元素（element）：元素是具有一定数目质子的一类原子。全,返回,返回,（,1,）天然放射性元素（,natural radioelements,）,固有的,半衰期长,衰变,逐步产生的,232,Th,238,U,235,U,钍系（,4n,系）,铀系（,4n+2,系）,锕系（,4n+3,系）,衰变,8492,号元素,（1）天然放射性元素（natural radioelemen,（,2,）人工放射性元素（,artificial radioelements,）,1937,年意大利矿物学家,C.,佩列尔和美国物理学家,E.G.,塞格雷,在加利福尼亚大学劳伦斯,-,伯克利实验室用回旋加速器加速的,氘核轰击钼靶，通过下述核反应,98,Mo(d,n),99,Tc,合成了锝，这,是人类首次用人工的方法制造出来的元素。,人工放射系，镎系（,4n+1),系。其起始核素是,241,Pu,。半衰期,最长的子体是,237,Np,，半衰期是,2.1410,6,a,。,237,Np,的比活度,比天然铀高近,2000,倍。,93112,号元素，以及,43,Tc,和,61,Pm,（2）人工放射性元素（artificial radioele,放射卫生监督之化学基础知识ppt课件,（,3,）天然放射性核素,不属于天然放射系而半衰期很长的放射性核素，,如,40,K,和,87,Rb,。,由于宇宙射线与大气作用，在自然界中不断进行,核反应形成的，如,3,H,、,7,Be,、,14,C,和,22,Na,等。,裂片元素：人工核反应的中间产物。,（3）天然放射性核素不属于天然放射系而半衰期很长的放射性核素,放射卫生监督之化学基础知识ppt课件,放射化学实验相关内容,放射化学实验相关内容,检测放射性的方法,盖革计数器,(,Geiger counter,),是根据受辐射气体发生电离而产生的离子和电子能传导电流的原理设计的。,每个被放大了的电脉冲即代表一次放射性记数,检测放射性的方法盖革计数器(Geiger counter)是,BH3206,型,、,表面污染测量仪,BH3206型、表面污染测量仪,FJ404,型大面积,、,检测仪,FJ404型大面积、检测仪,FJ376,型,X-,个人剂量仪,FJ376型X-个人剂量仪,FJ428,型便携式多用辐射仪,FJ428型便携式多用辐射仪,FT630G,型单探头,计数器,FT630G型单探头计数器,BH1216 III,型双路低本底,、,测量仪,BH1216 III型双路低本底、测量仪,BH1216 II,型单路低本底,、,测量仪,BH1216 II型单路低本底、测量仪,BH1216,II,型低本底,、,测量仪，是目前国内外较为理想的,、,测量仪。它能广泛应用于辐射防护、环境样品、饮用水、医药卫生、 农业科学、核电站、反应堆、同位素生产、地质勘探等领域中,、,总活度的测量。,BH1216 II,型低本底,、,测量仪,BH1216 II型低本底、测量仪，是目前国内外较为理想,仪器主要组成,上下铅室,仪器主要组成上下铅室,主探头与反符合探头,主探头与反符合探头,闪 烁 体,闪 烁 体,高压电源,高压电源,电脑及打印机,电脑及打印机,测量盘及样品架,测量盘及样品架,仪器操作及参数设置,仪器操作及参数设置,放射卫生监督之化学基础知识ppt课件,放射卫生监督之化学基础知识ppt课件,放射卫生监督之化学基础知识ppt课件,放射卫生监督之化学基础知识ppt课件,电热板,电热板,热辐射红外灯,热辐射现象是极为普通的，物体在温度较低时产生的热辐射全部是红外光，所以人眼不能直接观察到。当加热,500,度左右时，才会产生暗红色的可见光，随着温度的上升，光变得更亮更白。,热辐射红外灯 热辐射现象是极为普通的，物体在温度较低时产,马福炉,马福炉,FJ367,型通用闪烁探头,1.,作,测量：用硫化锌,(,银,),闪烁体，不带铝箔时探测效率,60,。带铝箔时探测效率,30,。,2.,作,测量：用塑料闪烁体，其探测效率,40,。,3.,作,测量：用碘化钠,(,铊,),晶体，可作,放射性活度测量。,FJ367型通用闪烁探头1.作测量：用硫化锌(银)闪烁体，,BH1220,型自动定标器,本插件是一种脉冲自动计数装置。配合有关探头及设备可作,、,、,等放射性计数的测量，也可作为一般的频率计使用,。,BH1220型自动定标器 本插件是一种脉冲自动计数装置。,FT646A3,型智能化,计数器,FT646A3,型智能,计数器是小型台式仪器，主要用于放射免疫分析（,RIA,）及免疫放射分析（,IRMA,），还可用于特殊的,RIA,专项实验，如特检（毒品、违禁品检测）。也可用于其它方面,125,I,样品测定。适用于医疗、防疫、其它检测单位和科研、教学及技术监督管理部门。,FT646A3型智能化计数器 FT646A3,BH3103B,型便携式,剂量仪,BH3103B型便携式剂量仪,对待放射性的两种不可取态度,惧 怕,大无畏,对待放射性的两种不可取态度 惧 怕,