放射性物质的分离方法PPT课件下载

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放射性物质的分离方法第二章、放射性物质的分离方法概况共沉淀法溶剂萃取法色谱法其它分离方法概况•迄今为止，已发现117种元素共3000余种核素，这些核素中仅有279种是稳定的，其余都是放射性的。IA012HIIAIIIAIVAVAVIAVIIAHe345678910LiBi元素周期表BCNOFNe1112131415161718NaMgIIIBIVBVBVIBVIIBVIIIBIBIIBAlSiPSClAr192021222324252627282930313233343536KCaScTiVCrMnFeCoNiCuZnGaGeAsSeBrKr373839404142434445464748495051525354RbSrYZrNbMoTcRuRhPdAgCdInSnSbTeIXe555657727374757677787980818283848586CsBaLaHfTaWReOsIrPtAuHgTlPbBiPoAtRn878889104105106107108109110111112113114115116118FrRaAcRfDbSgBhHsMt575859606162636465666768697071LaCePrNdPmSmEuGdTbDyHoErTmYbLu8990919293949596979899100101102103AcThPaUNpPuAmCmBkCfEsFmMdNoLr•放射性核素通常总是与其母体、子体以及其他放射性核素或稳定核素共存，因而在放射性物质的研究和应用中，首先遇到的是放射性物质的分离、富集和纯化问题。•由于这些分离对象大都含量低，共存组分多，体系复杂，且具有放射性，这就对分离方法在浓集倍数、分离效率和分离速度等方面提出了特殊的要求。•随着现代科学技术的发展，分离手段也愈来愈先进，现已建立许多快速、简便、高效和特异的新方法，但目前被广泛采用的仍然是沉淀法、溶剂萃取法、色谱法等基本分离方法。本章就着重介绍这几种分离方法。载体及反载体(carrierandanti-carrier，re-carrier)•载体：能从溶液中载带微量放射性核素的常量物质（非放射性）都可称为载体。作为载体的物质必须和被载带的放射性物质具有相同或相近的化学行为。放射化学分离中涉及的概念•反载体：在放射化学分离体系中,为了减少分离过程中欲分离的核素对体系中杂质核素的载带，加入这些杂质核素的稳定同位素或化学类似物，以减少它们对被欲分离核素的污染，这些杂质核素的稳定同位素或化学类似物就称为反载体。•例：测量水样中90Sr的浓度*A（90Sr2+)*B(137Cs+)A(88Sr2+)(载体）B(133Cs+)（反载体）Na2CO3SrCO3滤液(含Cs+)H+,Y3+,放置14天，加无CO2氨水Y(OH)3滤液（含Sr2+)H+，饱和草酸，无CO2氨水，pH=1.5~2Y2(C2O4)3•9H2O•载体有两类–一类是放射性核素的稳定同位素(如127I载带131I),称为同位素载体–另一类是放射性核素的化学类似物(如Ba载带Ra),称为非同位素载体。•载体有两大作用–一是用作化学回收率校正；–另一是减少放射性核素的吸附。放射性纯度(radioactivepurity)•放射性纯度是指在含有某种特定放射性核素的物质中，该核素的放射性活度对物质中总放射性活度的比值。显然，产品的放射性纯度只与其中放射性杂质的量有关，而与非放射性杂质的量无关。放射性纯度的计算只计同辐射类型的百分含量。放射化学纯度(radiochemicalpurity)•简称放化纯度。指在一种放射性样品中，以某种特定的化学形态存在的放射性核素占总放射性核素的百分数。与稳定同位素无关。表、某含131I样品中各组分放射性活度131I-131IO3-129I-137Cs+活度（Bq)97015105(970+15)/(970+15+10+5)×100%=98.5%131I-放射化学纯度：970/(970+15)×100%=98.5%在放射化学分析中，关注的是放射性纯度，而在标记化合物中，关注的是放射化学纯度。131I放射性纯度：•放射性比活度(S,specificradioactivity)　　　是指单位质量的某种固体物质的放射性活度。即S=A/(mA+m)≈A/m，单位为Bq/kg或Bq/mmol。固体样品放射性一般用比活度表示。•放射性浓度(radioactiveconcentration)　　　是指单位容积的物质所具有的放射性活度，即放射性浓度=A/V，液体样品常用的Bq/mL或Bq/L，气体样品的单位是Bq/m3。同位素交换（isotopeexchange）　　在放射性核素分离过程，为了使载体充分有效载带欲分离的放射性核素，应使载体核素与被载带的欲分离的放射性核素具有完全相同的化学状态。放射化学分离中常用的指标分离系数化学回收率净化系数分离系数(separationcoefficient)分配系数(distributioncoefficient)某一物质M在互不相溶的两相中达到分配平衡即在两相中的浓度不再变化时，它分别在两相中的总浓度之比称为分配系数，可用D来表示:D=[M]Ⅰ/[M]Ⅱ。分离系数α：是指物料中两种物质经过某一分离过程后分别在互不相溶的两相中相对含量之比，它表示两种物质经过分离操作之后所达到的相互分离的程度。α和D之间的关系可表示为:α越大于1或越小于1,两种物质越容易分离。若α=1,则表示在此条件下此两种物质无法分离。分离系数(separationcoefficient)DDBAIIIIIIBBAA//化学回收率(chemicalyield)化学收率Y是衡量分离过程对欲分离核素回收效率的指标，它可用下式描述:%100%1000AAY的总量原始物料中欲分离核素量制品中欲分离核素的总在放射化学分离测定中，化学回收率主要用于对欲分离放射性核素在分离过程中的丢失量进行校正。因此，一般对化学回收率的要求首先是数值必须稳定，其次是要求Y值要高，一般应不低于50%，Y值愈高，对降低测定方法的检测限也愈有利。要使载体的化学回收率真正反映放射性核素的回收率的水平，应使载体与被载带的核素同位素交换完全。化学回收率的测量方法（一）有载体存在，可通过重量法求得。•Y=产品中的载体量/料液中的载体量100%•注意点:•载体应与欲分离核素处于相同的物理化学状态，这样载体的回收率才能准确反映欲分离核素的化学回收率。•注意点:•载体量一般用重量法测定，要求沉淀形式必须组成固定。•注意点:•当样品中原来就含有一定量的载体核素时，必须予以校正。化学回收率的测量方法（一）有载体存在，可通过重量法求得。•Y=产品中的载体量/料液中的载体量100%•注意点:•载体应与欲分离核素处于相同的物理化学状态，这样载体的回收率才能准确反映欲分离核素的化学回收率。•载体量一般用重量法测定，要求沉淀形式必须组成固定。•当样品中原来就含有一定量的载体核素时，必须予以校正。无载体•条件实验法(在正式实验前用已知量的放射性核素或其稳定同位素预先模拟实验）•放射性示踪法（不同辐射类型的放射性同位素进行测量，如85Sr可用于90Sr分析的回收率的校正）化学回收率的测量方法（二）净化系数(decontaminationfactor)净化系数DF：它是衡量分离过程对某种放射性杂质去除程度的一种指标，可用下式表述:DF=物料中某种放射性杂质的总量/物料中欲分离核素的总量制品中某种放射性杂质的总量/制品中欲分离核素的总量当欲分离核素在分离过程中的化学回收率接近100%时:在放射化学分离测定中，DF值的计算一般不考虑化学回收率。显然，对各种干扰测定的放射性杂质的净化系数愈高，则测定的欲分离核素放射性活度值就愈可靠。一般要求DF＞103以上。DF=物料中某种放射性杂质的总量=A0制品中某种放射性杂质的总量A放射性核素分析的一般程序