核技術(shù)應(yīng)用復(fù)習(xí)資料強(qiáng)強(qiáng)

1、第二章放射性核素的制備21簡述放射性核素的來源？答：天然放射性核素：從自然界存在的礦石中提取。人工放射性核素：通過核反應(yīng)堆生產(chǎn)、加速器生產(chǎn)和核素發(fā)生器等通過人工干預(yù)的核反應(yīng)制備。22簡述I131干法生產(chǎn)工藝？1 .生產(chǎn)方式：A一種是（n，f）法，即235U（n，f）131I，從輻照后的235U靶件中分離裂變產(chǎn)物131I。但提取率較低，并且從大量的裂變產(chǎn)物中提取裂變131I會另外產(chǎn)生大量的放射性廢物。B另一種是（n,丫）法，即以單質(zhì)確或確的各種化合物為原料，入堆輻照后，確經(jīng)過130Te（n,丫）131Te和3-衰變生成131I,再將131I從靶材料中分離出來。2 .干法生產(chǎn)裝置 加熱蒸餾裝置 組

2、成。 堿液吸收裝置干法生產(chǎn)裝置主要包括加熱蒸餾、堿液吸收、廢氣處理三部分組成。、純化加熱爐、石英舟皿、石英加熱管由兩級堿液吸收柱組成。第一級吸收柱容積50mL，第二級吸收柱容積廢物處理裝置由三級強(qiáng)堿液洗滌塔組成，每級洗滌塔容積1000mL, 堿液250mL。廢氣處理裝置濃度為5.0molL-1NaOH。除此之外，操作的工作箱或熱室需配置除碘過濾器。2 3制備加速器用固體靶件時(shí)應(yīng)該注意什么？（ 1）靶子物的選擇與處理：A選擇適合的靶子物化學(xué)形態(tài)：靶子元素含量盡量高、靶子元素的化學(xué)純度要高、靶子物輻照后易于處理并轉(zhuǎn)化為所需的化學(xué)形態(tài)、堆內(nèi)輻照時(shí)靶件的穩(wěn)定性（化學(xué)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性、輻照穩(wěn)定性）好。B

3、盡可能采用高豐度的靶子元素作為靶子物：如采用天然或低豐度的靶子元素作靶,某些核素要發(fā)生兩次中子俘獲才能生產(chǎn)。（ 2）靶子物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及制備：靶件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括靶筒結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、靶芯的結(jié)構(gòu)（靶子物的形態(tài)）及其在靶筒內(nèi)的分布方式設(shè)計(jì)。靶件需要根據(jù)反應(yīng)堆所能提供的輻照孔道的參數(shù)（孔道尺寸、中子類型及中子注量率分布）、靶件裝量及發(fā)熱量、靶件輻照管道冷卻方式以及靶件出入堆的抓取工具等條件設(shè)計(jì)，以保證輻照時(shí)靶件及反應(yīng)堆的安全。（ 3）輻照靶件的焊封：輻照靶件必須具有良好的密封性，以保證同位素靶件在反應(yīng)堆輻照過程中不發(fā)生放射性物質(zhì)泄漏。（ 4）輻照靶件的質(zhì)量控制：靶件需要經(jīng)過靶件密封性檢測、表面污染等檢測合格后

4、才能入堆輻照。可采用的辦法有工業(yè)CT、中子照相技術(shù)、丫譜儀測量等進(jìn)行無損檢測！24幾種99Mo-99mTcg：生器制備方法比較？1 .裂變型99Mo-99mTc發(fā)生器制備：A.柱填料的預(yù)處理柱填料主要為三氧化二鋁。裝柱后，采用低酸度的HCl溶液對柱填料進(jìn)行洗滌，以盡可能除去非常細(xì)小的三氧化二鋁。B.柱填料裝柱：采用濕法裝柱。由于酸性條件下氧化鋁表面帶正電荷，它能吸附呈負(fù)電的鉬酸根，所以裝柱時(shí)酸度控制在pH=23左右。C.裂變99Mo料液上柱及預(yù)淋洗：采用加壓或負(fù)壓方式將一定量的裂變99Mo加入色譜柱內(nèi)。然后用0.9%的生理鹽水預(yù)淋洗，檢驗(yàn)發(fā)生器管路是否通暢。2 .凝膠型99Mo-99mTc發(fā)生

5、器制備：凝膠型99Mo-99mTc發(fā)生器也是一種色層發(fā)生器。它是將堆照后的MoO溶解后，與ZrOCl2溶液反應(yīng)，生成化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的鋁酸錯(cuò)酰沉淀（ZrOMoO）,然后經(jīng)過濾、低溫干燥、粉碎、篩分等過程制成凝膠型99Mo-99mTc發(fā)生器柱填料。在用生理鹽水洗滌時(shí)，99mTc被洗滌下來，而99Mo仍以鋁酸錯(cuò)酰形式保持在發(fā)生器柱內(nèi)。加速器的組成？答：加速器主要由三個(gè)部分組成：1 .離子源用于提供所需加速的電子、正電子、質(zhì)子、反質(zhì)子以及重離子等粒子；2 .真空加速系統(tǒng)該系統(tǒng)中有一定形態(tài)的加速電場，為了使粒子在不受空氣分子散射的條件下加速，整個(gè)系統(tǒng)放在真空度極高的真空室內(nèi)；3 .導(dǎo)引、聚焦系統(tǒng)用一定形態(tài)

6、的電磁場來引導(dǎo)并約束被加速的粒子束，使之沿預(yù)定軌道接受電場的加速。加速器產(chǎn)生核素的反應(yīng)類型？加速器生產(chǎn)放射性核素中發(fā)生的主要核反應(yīng)有：采用“粒子引發(fā)的核反應(yīng)、笊核引發(fā)核反應(yīng)、質(zhì)子核反應(yīng)、3He引起的核反應(yīng)等。采用a粒子引發(fā)的核反應(yīng)有（a,n）、（a,p）、（a,2n）等。笊核反應(yīng)有（d,n）、（d,2n）、（d,a）反應(yīng)。質(zhì)子引發(fā)的（p,n）反應(yīng)是加速器生產(chǎn)放射性核素的主要核反應(yīng)，3He引起的核反應(yīng)有（3He,n）、（3He,2n）、（3He,p）等。加速器產(chǎn)生放射性核素的特點(diǎn)？答：1.帶電粒子核反應(yīng)的庫侖勢壘高，適于制備輕元素的放射性核素如11C、13N、15O和18F等。4 .加速器生產(chǎn)核

7、素時(shí)，入射粒子是帶電粒子，所生成的放射性核素都是貧中子的核素。5 .加速器生產(chǎn)的放射性核素，一般與靶核不是同一元素，故易于用化學(xué)分離，制得高比活度或無載體的放射性核素。放射性核素發(fā)生器基本原理？放射性核素發(fā)生器，是利用母體與子體核素的半衰期和它們的物理、化學(xué)等性質(zhì)上差異，采用各種物理、化學(xué)手段將不斷生成的子體核素從母體核素中分離出來的裝置。1、什么示放射性示蹤技術(shù)，有哪幾種示蹤方式答：定義：應(yīng)用放射性同位素對普通原子或分子加以標(biāo)記，利用高靈敏，無干擾的放射性測量技術(shù)研究被標(biāo)記物所顯示的性質(zhì)和運(yùn)動規(guī)律，揭示用其他方法不能分辨的內(nèi)在聯(lián)系，此技術(shù)稱放射性同位素示蹤技術(shù)。有三種示蹤方式：1）用示蹤原子

8、標(biāo)記待研究的物質(zhì)，追蹤其化學(xué)變化或在有機(jī)體內(nèi)的運(yùn)動規(guī)律。2）將示蹤原子與待研究物質(zhì)完全混合。3）將示蹤原子加入待研究對象中，然后跟蹤。3、試述反應(yīng)堆的分類？答：按能譜分有：由熱能中子和快速中子引起裂變的熱堆和快堆；按冷卻劑分有：輕水堆，即普通水堆（又分為壓水堆和沸水堆）、重水堆、氣冷堆和鈉冷堆。按用途分有：（1）研究試驗(yàn)堆：是用來研究中子特性，利用中子對物理學(xué)、生物學(xué)、輻照防護(hù)學(xué)以及材料學(xué)等方面進(jìn)行研究；（2）生產(chǎn)堆，主要是生產(chǎn)新的易裂變的材料鈾-233、钚-239；（3）動力堆，利用核裂變所產(chǎn)生的熱能廣泛用于艦船的推進(jìn)動力和核能發(fā)電。第三章31請描述X射線熒光分析的基本原理？1 .X射線的本

9、質(zhì)與特點(diǎn)：X射線（次級X射線熒光）是在原子核周圍，由電子或其它粒子轟擊內(nèi)層軌道電子，并使之脫離原子而形成電子空位，在鄰近殼層電子補(bǔ)充空位時(shí)，其剩余能量釋放后產(chǎn)生的高頻電磁波，具有波動性；波長為：0.130.48?2 .X射線熒光的產(chǎn)生與莫塞萊定律：其一，高能粒子與原子發(fā)生碰撞并從中驅(qū)逐一個(gè)內(nèi)層電子，出現(xiàn)一個(gè)電子空位，此時(shí)原子處于受激態(tài)。二，經(jīng)過10-1210-14s,外層電子向內(nèi)躍遷，填補(bǔ)內(nèi)層電子空位，同時(shí)放出X射線。每個(gè)譜系的X射線能量的平方根與原子序數(shù)Z之間存在著以下簡單的線性關(guān)系：v"=a（z-b）3 .俄歇效應(yīng)與熒光產(chǎn)額：X射線熒光產(chǎn)生過程中，若產(chǎn)生特征X射線的能量大于原子某

10、外層電子的結(jié)合能時(shí)，則有可能將能量傳遞給原子本身的外層電子，使之成為自由電子，而不再發(fā)射特征X射線。這一物理過程稱為俄歇效應(yīng)，相應(yīng)的電子稱為俄歇電子，俄歇電子的動能為特征X射線的能量與該外層電子結(jié)合能之差。32利用X熒光分析方法進(jìn)行樣品分析時(shí)，對樣品有哪些具體要求？答：標(biāo)準(zhǔn)樣品的主要要求1）待測元素含量準(zhǔn)確可靠。2）具有多個(gè)含量不同的標(biāo)樣系列。3）化學(xué)組成和物理性質(zhì)與待測樣品一致。4）物理，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，便于長期保存和使用。3-3中子活化分析的原理是什么？用中子照射樣品，使待測核素發(fā)生核反應(yīng)，產(chǎn)生放射性核素，測定其放射性活度、射線能譜和半衰期根據(jù)活化反應(yīng)截面、中子通量等，確定被測樣品的元素成分

11、和含量的分析方法。3-4中子衍射的原理和特點(diǎn)是什么？兩種活化分析方法的比較？活化分析方法比較一品度射線源反應(yīng)復(fù)雜性中子活化分析e.g.Ufn,¥產(chǎn)U,232Th(n,¥)迎Th中等厚反應(yīng)堆、加速器，放射性同位素最簡單帶電粒子活化分析eg.12C（d,n）13NT惜Ophte,曲牛高薄加速器、放射性同位素復(fù)雜光活化分析低（過去）中等加速器、放射性同位素較簡單什么是放射性同位素示蹤技術(shù)？答：在被研究的樣品中加入示蹤劑，然后通過測量示蹤劑的位置和數(shù)量，追蹤被測樣品內(nèi)部示蹤原子放射性水平的變化及其活動情況，顯示被研究樣品的運(yùn)動和變化規(guī)律的分析技術(shù)。第四章“老三計(jì)”指什么？各自原理是

12、什么？料位計(jì)、密度計(jì)、厚度計(jì)1 .核輻射穿透式厚度計(jì)I一C-"mXm_Ic-fm（X1 -I0eI0eX=-ln工pmI對3射線：由=22E：3對丫射線：Z-+ f2E Z+ f3 EAZ2A7僅對窄束單能射線適用，對寬束和多能射線需修正。2. 核反射式厚度計(jì)1、基本原理（3射線）-kxIP=IP01-eIp0-由非常厚的散射體反射出的反散射線強(qiáng)度x-被測物厚度Ip-反散射強(qiáng)度2 cmk-決定于輻射能量的常數(shù)，可由下式確定：,一40k=.E3max對于丫射線：I_IKI0-w+Hpx1 P=1-e的+NpIK初始輻射的康普頓的線性衰減系數(shù);的-初始輻射的線性全衰減系數(shù)；的廠散射輻射的

13、線性衰減系數(shù)；核輻射式密度計(jì)1、丫穿透式密度計(jì)I=10e/Xm=I0ef區(qū)P=，lni0X內(nèi)I核輻射式物位計(jì)1）利用輻射源和探測器間距離的變化測量物位2）利用物質(zhì)對射線的吸收程度測量物位常用儀表根據(jù)工作原理分類?1）電離效應(yīng)?、靜電消除器，?、煙霧報(bào)警器，?放射性避雷針。2）吸收效應(yīng)?透射式厚度計(jì)，氣體壓力計(jì),密度計(jì)，?同位素透射儀表，?密度，料位及稱重。3）散射效應(yīng)?同位素反散射儀表，?測井，n測井及水分計(jì)8、火災(zāi)報(bào)警器的原理？答：原理：放射性同位素的原子核在無外界作用下能自發(fā)地發(fā)生衰變，變成另一種原子核，同時(shí)放出a射線、3射線或丫射線等。前兩種射線都帶電，并且具有較高的能量，所以能將空氣電

14、離成正負(fù)離子而逐漸消耗自身的能。由于煙霧進(jìn)入電離空間時(shí)，吸附了某些離子，使離子遷移速度明顯變慢。據(jù)此，就可以做成離子感煙探頭。離子感煙探頭與控制電器裝置相配合，構(gòu)成了火災(zāi)自動報(bào)警儀器。2、同射性示蹤劑的選擇要考慮哪些因素？答：（1）同射性半衰期（2）同射性比活度（3）輻射類型和能量（4）同射性核素的純度（5）同射性核素的毒性（6）示蹤劑的生物半衰期2、中子探測的主要方法有哪些？答：反應(yīng)法：產(chǎn)生帶電粒子，對物質(zhì)產(chǎn)生電離；核反沖法：中子與核彈性碰撞，反沖核能量耗于電離；核裂變法：裂變碎片能量耗于電離，產(chǎn)生脈沖；激活探測法:中子照射物質(zhì),使其部分變?yōu)橥湫栽亍?、什么是（n,丫）中子活化分析，分哪

15、幾步？答：定義：用中子照射穩(wěn)定核素，穩(wěn)定核素吸收中子變成放射性核素，發(fā)射丫射線，測量丫射線的能量和強(qiáng)度可以得知原來穩(wěn)定核素的元素名稱和含量。步驟：1）樣品2）輻照3）同射性測量4）結(jié)果評價(jià)4、中子活化的中子源主（2）帶電粒子活化分析1、什么叫帶電粒子活化分析？具有一定能量的帶電粒子于物質(zhì)中的原子核發(fā)生核反應(yīng)時(shí)，如果反應(yīng)的剩余核是同射性核素，則測量這同射性核素的半衰期和活度，就可以確定樣品中被分析元素的種類和含量。這種元素分析方法稱為帶電粒子活化分析（記為CPAA）。3、X射線熒光分析根據(jù)激發(fā)源的不同，可分成哪幾類？答：（1）帶電粒子激發(fā)X熒光分析（2）電磁輻射激發(fā)X熒光分析（3）電子激發(fā)X熒光

16、分析核效應(yīng)分析（1）穆斯鮑爾效應(yīng)分析1、穆斯鮑爾效應(yīng)常見的應(yīng)用方面有哪些？答：核物理；固體物理；化學(xué)領(lǐng)域；生物領(lǐng)域；考古，環(huán)境2、穆斯鮑爾實(shí)驗(yàn)設(shè)備一般應(yīng)包括哪幾部分？答：（1）穆斯堡爾源（2）驅(qū)動系統(tǒng)（3）吸收體（4）探測器和其他附屬設(shè)備核效應(yīng)分析（2）一正電子湮沒技術(shù)7、正電子湮滅技術(shù)的應(yīng)用有哪些？答：1、正電子湮滅技術(shù)現(xiàn)在已發(fā)展成為物理學(xué)家、冶金學(xué)家、生物學(xué)家和醫(yī)生們的得力研究工具之一。2、被研究的物質(zhì)形態(tài)及其發(fā)展，包括金屬、離子化合物、共價(jià)絕緣體化合物，半導(dǎo)體的高分子化合物，也包括固體的單晶、多晶、非晶體、液晶和生物膜等等。3、正電子與物質(zhì)相互作用，對于電子非常敏感，可用來研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)方面的問題，如空位、空位團(tuán)、位錯(cuò)以及微空洞和多種色心等原子尺度范圍的缺陷。4、由于慢正電子的入射動能很低，這項(xiàng)技術(shù)可用來研究固體純真表面的電子態(tài)和結(jié)構(gòu)缺陷，已成為表面物理學(xué)的一種重要研究手段。5、醫(yī)生們應(yīng)用放射性正電子同位素，對藥物作用于人體的過程予以示蹤，一旦藥物到達(dá)某一器官，探測湮滅產(chǎn)生的兩條丫射線就能準(zhǔn)確地被查出。超