《放射化学试题库及答案.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《放射化学试题库及答案.doc(25页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、试题库及答案第一章1. 放射化学就是研究放射性元素及其衰变产物得化学性质与属性得一门学科,详述其所涉及得六个主要领域? 1 1放射性元素化学2核化学核药物化学4放射分析化学5同位素生产及标记化合物6环境放射化学要详细描述 2. 放射化学所研究得对象都就是放射性物质,简述其所具有得三个明显特点?P11、放射性2、不稳定性3、微量性3. 放射化学科学发展史上有很多重要发现,其中有四个就是具有划时代意义,简述这四个具有划时代意义得重大发现(包括年代、发现者及国籍等)?25 放射性与放射性元素得发现(1869年 法国 贝可放射性得发现,98年 波兰居里夫妇 钍盐放射性发现与钋得发现 )实现人工核反应与
2、发现人工放射性(191年英国 卢瑟福人工核反应与质子得发现,1934年波兰 小居里夫妇 人工放射性得发生,用化学得方法研究核反应)3铀核裂变现象得发现 (1939年德国 哈恩 铀得裂变,1940年美国 麦克米兰 超铀元素得发现)合成超铀元素与面向核工业(195年美国 第一颗原子弹,195年美国 第一颗氢弹)第二章4. 列表阐述质子、中子与电子得主要性质? 性质 质子中子电子质量(u)、0721、0086650、48580-电荷q(C)、6021-190-、62210-19平均寿命稳定14、79in稳定5. 核物质就是由无限多得质子与中子组成得密度均匀得物质,简述其两个主要特点?11 每个核子得
3、平均结合能与核子得数目无关 核物质得密度与核子得数目无关6. 简述中每个字母所代表得含义?X:元素符号A:原子核得质量数Z:原子核中得质子数,也叫原子核得电子数N:原子核所含得中子数:原子所带电荷数7. 简述某核素得电荷分布半径及核力作用半径得测定原理及公式?电荷分布半径比核力作用半径小说明了什么?3-4 电荷分布半径:测定原理:高能电子被原子核散射。因为电子与质子之间得作用力就是电磁相互作用,所以测得得就是原子核中质子得分布,即电荷分布公式:(r1、m)核力作用半径:原理:介子被原子核散射,因为介子与核子之间得相互作用力就是核力,测得得就是原子核中核力得分布,即核物质得分布。公式:(01、4
4、1、fm)电荷分布半径比核力作用半径小因为:核得表面中子比质子要多,或者说,原子核仿佛有一层“中子皮”8. 若忽略原子核与核外电子得结合能,用公式描述出原子核质量、原子质量及核外电子质量得关系? m(Z,A)=M(,A)-m9. 简述质量亏损、质量过剩与结合能得定义并写出它们在表达公式? 名称定义表达公式质量亏损组成原子核得Z个质子与(A-Z)个中子得质量之与与该原子核得质量只差质量过剩以原子单位表示得原子质量M(Z,A)与原子核得质量数A之差结合能由Z个质子与个中子结合成质量数为=Z+得原子核时所释放得能量称为该原子核得结合能10. 用公式表达质量亏损与质量过剩之间、质量亏损与结合能之间、质
5、量过剩与结合能之间得关系?14-5质量亏损与结合能:质量亏损与质量过剩:结合能与质量过剩:11. 原子质量单位得符号为u,u得重量为多少克?所对应得能量就是多少M?一个电子得静质量能就是多少? 相当于重量:1C原子质量得1/12 1u相当于能量:93、940ev12. 6、1H得原子质量为1、99u,1、07825u,me=0、55u,m=1、08665u,若忽略结合能,求Dm(16)?由公式可知:Dm(16O)=1、078258、065-15、9490 0、137(u)13. 通过下图获得哪三点结论?6在A56附近,最大在A得区域,随得增大而下降14. 按照粒子物理学得基本模型,基本粒子包括
6、哪些?其中哪几个就是物质粒子? 基本粒子:轻子、夸克与规范波色子 其中包含得物质粒子就是:轻子与夸克15. 夸克就是基本粒子,详述它所具有得两个特别性质?28 渐进自由:当夸克之间得距离很小时,她们之间得相互作用很弱,夸克接近自由粒子夸克紧闭:随着夸克间距离得增加,相互作用急剧增加,使得夸克不能从夸克系统中分离而出,成为自由夸克,宛如夸克就是囚禁在夸克系统中,例如囚禁在中子与质子中16. 简述自然界中存在得四种基本相互作用得媒介子种类及相对强度大小顺序?32相互作用媒介子相对强度行为力程(m)强相互作用胶子1/r21、0-15电磁相互作用光子102/r2弱相互作用,0141/r5-1/0-18
7、引力相互作用引力子10401/r217. 简述核力得三个基本性质?33 短程力;饱与性;交换力第三章18. 解释放射性得概念并写出放射性衰变得指数形式与对数形式得统计规律?5 放射性:原子核自发地发射粒子或电磁辐射、俘获核外电子,或自发裂变得现象 放射性衰变得指数形式得统计规律: 放射性衰变得对数形式得统计规律: 上述式中No就是时间=0时得量 为衰变常数19. 简述衰变常数,半衰期,平均寿命得物理含义、符号,并用公式描述三者之间得关系?3 衰变常数得符号为,其物理意义为单位时间内一个放射性核发生衰变得概率; 半衰期用T/,其物理意义就是放射性原子核得数目衰减到一半所需要得时间; 平均寿命用表
8、示,其物理意义为放射性原子核得平均生存时间; 三者关系为 20. 据反应,计算2天与2天后母子体活度之比值并计算出子体达到最大值得时间?8母体半衰期T1=1、79d 子体半衰期T2、66根据 则 10、42-1 2=0、13d-1又有TT2,1(710),此时已达暂时平衡则有子体达到极大值得时间 21. 据反应,计算3天后母子体活度之比值及原子数量之比值?9 由于12, 且t(1)2 则有A2(t)=A1() 则母子体活度之比为 母子体原子数量之比值22. 写出得核反应方程式及能产生此a衰变得条件?若衰变能为5、4MeV,计算a粒子得反冲能?4 条件:衰变能Q必须大于零 ,即M(84,210)
9、M(82,06)+MHe 若Q=5、4MV 粒子得反冲能23. b衰变包括哪三种形式?写出它们各自得核反应通式、实质过程式、衰变能得计算公式及发生此衰变必需得条件?-5 衰变包括-衰变 +衰变 轨道电子俘获 1、衰变 实质 条件:衰变能必须大于零 即M(Z,A)M(Z+1,A) 2、+衰变 实质 条件:衰变能必须大于零 即M(Z,A)M(Z1,A)+2me 3、轨道电子俘获 实质 式中为第i层电子在原子中得结合能条件:24. 简述b能谱得三个特征?45 1、射线能谱就是连续得 2、一种核素发射得射线得最大能量E,max就是确定得,它近似等于衰变能 3、粒子得平均能量为最大能量E,ax得1-1/
10、2,此处粒子得强度最大25. 简述g射线与X射线得异同点?48 射线与X射线本质上相同,都就是电磁波 射线就是来自核内,就是激发态原子核退激到基态时发射得 X射线就是原子得壳层电子由外层向内层空穴跃迁时发射得26. 简述族放射性及发射得粒子种类?50 簇放射性又称重离子放射性,就是不稳定得重原子核自发发射一个质量大于粒子得核子簇团而转变为另一种核得过程 12C 14 20O 23F 24Ne 25N 26Ne 28M 30Mg 32Si 34Si第四章27. 解释电离与激发这两种能量释放形式?52 电离:轨道电子获得得动能足以克服原子核得束缚,逃出原子壳层而成为自 由电子 激发:核外电子获得得
11、动能不足以克服原子核得束缚,只能从低能级跃迁到高能级,使原子处于激发态28. 重带电粒子得质量碰撞阻止本领受到哪四种主要因素得影响?这些因素就是如何影响得? 5-54??29. 比电离受哪三种主要因素得影响,它们如何影响?55??0、计算4eV得a粒子在水中得射程?57 当a粒子能量为4MV时,a粒子在空气中得射程 2、544 cm 此a粒子在水中得射程 水得有效相对原子质量可由求得 =0、003cm 1、计算1MeV得b粒子在水中得射程?61 当b粒子能量为Me时,b粒子在铝中得射程 c 由公式可得,其中水得有效原子序数可得6、0,水得有效相对原子质量可由公式 求得 =9 2、简述g射线与物
12、质得相互作用时,能量损失得主要类型有哪些(至少种)?61 光电效应、康普顿效应、电子对效应、相干散射、光核反应33、简述光电效应得过程及发生得条件,并作出示意图?61当能量为得光子与原子壳层中得一个轨道电子相互作用时,把全部能量传递给这个电子,获得能量得电子摆脱原子核得束缚成为自由电子(常称为光电子)。条件:1、入射光子得能量必须大于某壳层电子得结合能 2、为了满足能量守恒与动量守恒,必须有第三者参加,即发射光电子得整个原子参加。示意图呢4、简述康普顿效应过程及发生得条件,并作出示意图?6当能量为得光子与原子内一个轨道电子发生非弹性碰撞时,光子交给轨道电子部分能量后,其频率发生改变,向与入射方
13、向成角得方向散射(康普顿散射光子),获得足够能量得轨道电子与光子入射放向成角方向射出(康普顿反冲光子)。条件:、光子得能量大于轨道电子得结合能 2、符合能量、动量守恒,即必须有剩余原子参加进来3、 有受原子核束缚弱得轨道电子存在5、简述电子对效应过程及发生得条件,并作出示意图?66在原子核场或原子得电子场中,一个光子转化成一对正、负电子。条件:1、在原子核场中,要求入射光子得能量(即) 2、在原子得电子场中,要求入射光子得能量(即) 3、为了满足电子对效应得能量、动量守恒,必须有原子核或壳层电子参加。6、简述中子与物质相互作用过程中,能量损失损失得主要方式?8 中子几乎不与核外电子互相作用,只
14、与原子核相互作用。中子与原子核相互作用分为散射与吸收,其中散射包括弹性散射与非弹性散射。散射就是快中子与物质相互作用能量损失得主要形式。吸收就是中子被原子核吸收后,放出其她种类得次级粒子,不再放出中子得过程。快中子只有被慢化后,才能被物质所吸收。快中子通过多次散射消耗其能量,减速为较低能量得过程 ,称为中子得慢化。第五章37、简述吸收剂量与吸收剂量率、当量剂量与当量剂量率、有效剂量与有效剂量率?2吸收剂量:单位质量得物质所吸收得辐射能量,定义式为 =;吸收剂量率:吸收剂量对时间得导数,即 ;当量剂量:辐射R得得辐射权重因子与辐射R在组织或器官中产生得平均吸收剂量得乘积,即=;当量剂量率:当量剂
15、量对时间得导数,即 =有效剂量:人体所有组织加权后得当量剂量之与,即 E=有效剂量率:有效剂量对时间得导数,即 3、 计算活度为3、700q得32P b点源(最大能量为1、709 e,平均能量为0、69MeV)在相距30、5cm处得空气(密度1、293g/dm3)中产生得吸收剂量率?(把书上得解答过程附上)解 32P为放射性核素,由表5-得,ax1、709e,0、4eV,空气密度=1、29103cm-3,r30、5、01=3、94102cm-,=1则 C=、1e0、,x=、1 =1/3c2-e(c2-)=、2 =cm3g-1 将上述值代入下式得3 39、 计算活度为、710Bq得137C源(E
16、g=、66 e)在处肌肉组织内得吸收剂量率?(Eg、60及、80MV光子在肌肉组织中质能吸收系数分别为0、006与0、0018m2/kg) (把书上得解答过程附上) 解 查表(56)并作线性处理得37C得f=、910-12Gcm,查表(5-)并作线性处理得空气中(n/)=0、02931mkg-1,则3、10104(0)23、05(cm-2-)=3、0105、10-12=9、70-7(Gy-1)3、3mGh-肌肉=40、简述影响辐射生物得四个因素:8(1)辐射敏感性:一般来说,新生而又分裂迅速得细胞辐射敏感性高,肌肉及神经细胞得辐射敏感性最低;辐射敏感性从幼年、青年至成年依次降低。(2)剂量与剂
17、量率:小剂量与小剂量率效应比高剂量与高剂量率得效应低。(3)传能线密度:一般来说,在一定得辐射剂量范围内,单位剂量得高传能线密度辐射得效应发生率高于低传能线密度辐射得效应得发生率。(4)受照条件:受照条件包括照射方式、照射部位、照射面积等。照射方式分为内照射与外照射。各种不同得辐射按其对人体得危害作用大小排列如下:外照射时n,X;内照射时,p,,X。41、 简述目前外照射防护得三个基本方法?1(1)控制受照射时间:积累剂量与时间有关,受照射时间越短,接受得剂量越少。(2)增大与辐射源得距离,可以降低受照剂量,对于点源,受照剂量与距离得平方成反比。()屏蔽:在人与辐射源之间,加一层适当厚得屏蔽物
18、,将人所受照射降至最低4、计算活度为3、710Bq得60Co源(平均Eg=1、2MeV,质能吸收系数为0、004/kg)在5m处肌肉组织内得吸收剂量率?(把书上得解答过程附上)9-94解: 已知A=、0C得平均能量E=1、25MV,质能吸收系数为0、0292kg, r=m,则 = = 答:在m处肌肉组织内得吸收剂量率为、用铝(密度、3)容器内装3、700Bq得32P(最大能量为、79 V,平均能量为0、69eV,质能吸收系数分别为0、00222kg),求铝得吸收厚度就是多少厘米?如要求离源、5m处得吸收剂量=、110-2 mG/,就是否要进行屏蔽?(把书上得解答过程附上) -6解 由题意得:
19、32P得E,max、709eV,=0、69MeV,则铝得质量吸收厚度R,max=、42E,x0、3=(0、541、7090、133)0、93又=2、7,所以RR,max/=0、cm。因32P源在铝容器内,则R=0,A113、0,r=0c,=、69eV,=、032=0、0322,A=3、7010B,则 =4、5910-、103、0、022=0、137显然需要屏蔽。44、安装一个活度为10Ci得Am-e中子源,用水进行屏蔽,P点离源距离为、8m,求所需水屏蔽层得厚度?9解 对于A-Be中子源,中子得产额Y3、2106s1Ci-1,中子发射率S=AY=3、2107s-1,En,ma10、4MeV,E
20、n=4、5MV,查表知,R,O=0、4 bR,Hb水中氧得宏观分出截面 ,O= cm-1 =0、247 c-=2、474-1 R,=-1 0、119m-1=1、92 m1水得总宏观分出截面 R=R,O+R,H=14、39m-1设水得屏蔽厚度为(m),则累积因子 1+10、62 R查表得Am-e中子源中子得剂量换算因子dD=5、33015Gym-2;En=4、5 eV时,中子得R1,取=110-2mSvh-,代入得解得R= 0、 m第九章、简述分离因数、富集系数与去污因数并写出它们得表达式?21-6答:定义表达式备注分离因数表征两相中所需组分A与不需要组分B含量比差别得一个系数1,2表示两相;表
21、示浓度富集系数所需组分A与不需组分回收率之比为分离后得到组分得量;为原样品种A,B得量去污因数分离前后不需要组分B量得比值,与分离后得需要组分A量得比值之比同上46、比较放射性核素纯度、化学纯度与放射化学纯度?2-17答:从定义上放射性核素纯度:指某种核素得放射性活度占产品总放射性活度得百分含量。例:9%得放射性核素纯度,就是指在0000Bq放射性产品中,某核素占990q。化学纯度:处于某种化学状态得重量占该化学样品总重量得百分数。例:在某化学样品中,杂质仅占10-10,就可以说该化学样品化学纯度很高。放射化学纯度:在样品得总放射性活度中,处于特定化学状态得某种核素得放射性活度所占得百分比。例
22、:3P-磷酸氢二钠溶液得放射化学纯度大于99,就是指以磷酸氢二钠状态存在得32P得放射性活度占样品总放射性活度得99以上,其她状态则占1以下。另外,放射性核素纯度、放射化学纯度与其她非放射性物质得含量无关,(不同得只就是放射化学纯度特指某种化学状态得放射性活度百分比),而化学纯度则受杂质得影响。47、在放射性核素得分析分离过程中为什么要加入载体与反载体?18答: 在沉淀法分离放射性核素时,其浓度太低,达不到难溶化合物得溶度积而不能单独形成沉淀。因此常常加入常量得该放射性核素得稳定同位素(载体),因为除轻核元素外,同一元素得稳定核素与放射性核素得化学性质相同,所以它们发生相同得化学过程,而将放射
23、性核素载带下来。在利用载体将所需要得放射性核素从溶液中沉淀下来得同时也可能使其她不需要得放射性杂质转入沉淀,而造成放射性沾污。为了减少沾污,往往加入一定量可能沾污核素得稳定同位素作为反载体。48、简述放射性核素分离过程中,共沉淀得三种机制并写出均匀分配定律及对数分配定律得表达公式?2形成混晶、表面吸附、生成化合物均匀分配定律:对数分配定律:49、简述影响无定形沉淀吸附微量组分选择性得三种主要因素?220微量组分所形成得化合物溶解度。溶解度越小,越容易被载带;无定形沉淀表面所带电荷符号及数量。当微量组分所带电荷符合与沉淀得相反时,载带量大,因此p及其她电解质得存在将有明显影响;无定形沉淀表面积得
24、大小。表面积越大,载带越大。5、从饱与溶液中析出晶体包括哪两个过程?这两个过程速度得大小与析出晶体颗粒得大小得关系?2晶核得生成过程、晶核得成长过程沉淀颗粒得大小通常决定于晶核得生成速度与晶核得成长速度得相对大小。若前者比后者大得多,则沉淀将有大量得小颗粒组成;反之,沉淀通常就是颗粒数较少得完好晶体。51、采用离子交换法分离放射性不同核素时,常用得离子交换剂分为哪两大类并简述它们得主要组成部分?22有机成离子交换树脂与无机离子交换剂骨架与基体,连接在骨架上得能发生离子交换反应得官能团。2、采用离子交换法分离放射性不同核素时,离子交换反应就是一个异相化学反应,其分为哪五个主要过程?25离子从本体
25、溶液穿过黏附在交换剂表面得液膜到达交换剂表面;离子从交换剂表面扩散到达交换剂内A离子得位置;与在官能团上发生交换;从官能团上被交换下来得A离子从交换剂内扩散到交换剂表面;A离子交换剂表面穿过黏附在交换剂表面得液膜到达本体溶液中。53、简述三种柱色层技术分离放射性不同核素得过程?226 洗脱:在Z型离子交换剂柱得顶端,引入极小量得、B、C三种反离子得混合物,在顶部形成很窄得混合区段。该离子交换剂对这四种反离子得亲与性次序为:ZZ,DY为排代剂。前流分析:很少用。将待分离物质得稀溶液连续流入交换柱若待分离组分与树脂得亲与力有差别,从交换柱中流出得速度将有所不同,亲合力最小得先流出,以此类推。54、
26、简述完整得分离不同放射性核素得萃取分离过程三个步骤,同时在萃取过程中加入稀释剂得作用?23萃取、洗涤、反萃取稀释剂用于改善有机相得某些物理性质,如降低比重,减少黏度,降低萃取剂在水相得溶解度,有利于两相流动与分开。55、描述分离放射性不同核素时,错流萃取与逆流萃取过程及错流萃取得缺点?233错流萃取:实际就是有机相与水相得多次重复平衡。当单级萃取完成及两相得到分离后,在水相中继续加入新鲜得有机相,重复操作,每加入一次新鲜有机相就叫一个萃取级,级数越多萃取百分数越大。缺点:每一萃取级都加入一份新鲜得有机相,因此得到多份萃取液,就是萃取剂用量增大,造成反萃取及溶剂回收工作困难;每加一级萃取有机相中
27、所需组分与杂质组分得总量都在增加,所以增加级数,只能增加产量,不能增加所需组分纯度。逆流萃取:由n个萃取器组成,一个萃取器可以就是实验室得一个分液漏斗、工业上得一个澄清槽,或者一个离心萃取器。料液从第n级加入,有机相从第1级加入经过一轮混合与澄清后,第j+1级得水相流入第级,第j-1级得有机相流入第j级,进行下一次萃取平衡。6、描述渗透式膜分离与过滤式膜分离放射性不同核素得过程?237渗透式膜分离:将被处理得溶液置于固体膜得一侧,置于膜另一侧得接受液就是接纳渗析组分得溶剂或溶液。将被处理得溶液中得某些溶质或离子在浓度差、电位差得推动下,透过膜进入接受液中,从而被分离出去。过滤式膜分离:将溶液或
28、气体置于固体膜得一侧,在压力差作用下,部分物质透过膜而成为渗透液或渗透气,留下部分则为滤余液或滤余气。7、描述共沉淀、离子交换、萃取及膜分离得优点?共沉淀:方法与设备简单、对微量物质浓集系数高、可用于直接制源等。离子交换:树脂无毒性且可反复再生使用,少用或不用有机溶剂,因而成本低,设备简单,操作方便。萃取:操作简便,易于多级连续操作,选择性好,回收率高。膜分离:低能耗低成本,可在常温下进行,适用范围广,装置简单操,作容易,制造方便。58、描述采用膜分离法进行放射性不同核素分离时,液膜得三个组成部分及它们得作用?液膜就就是悬浮在液体中一层很薄得乳液,乳液通常就是由溶剂(水或有机溶剂)、表面活性剂
29、(作为乳化剂)与添加剂制成。 溶剂就是构成膜得基体,表面活性剂含有亲水基与疏水基,可以定向排列以固定油水界面而使膜稳定,将乳液分散在外相(连续相)之中,从而形成液膜,表面活性剂控制液膜得稳定性。3759、流动载体就是分离放射性不同核素油膜得三个组成部分之一,其必须具备条件有哪些?流动载体必须具备得条件就是:载体及其与溶质形成得配合物必须溶于液膜,而不溶于膜得内相与外相,并且不产生沉淀,因为否则将造成载体损失;载体与欲分离溶质形成得配合物要有适当得稳定性,在膜外侧生成得配合物能在膜中扩散,而在膜得内侧要能解离;载体不与膜相得表面活性剂反应,以免降低膜得稳定性。260、简述无载体液膜与有载体液膜分
30、离不同放射性核素得两种促进机制,并画出示意图形?无载体液膜分离机制主要就是:选择性渗透及化学反应。如图所示,A透过膜易,而B透过膜难,从而达到分离得目得。有载体液膜分离机制属于载体输送型促进迁移。如图所示,载体分子R1先在液膜得料液(外相)选择性得与某溶质(A)发生化学反应,生成中间产物(R1A),然后这种中间产物扩散到膜得另一侧,与液膜内相中试剂(R2)作用,并把该溶质释放出来,这样溶质就从外相转移到内相,而流动载体又扩散到外侧,如此重复。238-23第十章、写出天然放射性元素得原子序数、符号与中文名称?天然放射性元素原子序数大于8348568788909192PoAtRnFrRaAchPU
31、钋砹氡钫镭锕钍镤铀24662、写出原子序数最小得五种人工放射性元素得原子序数、符号与中文名称?4349TPmpPu锝钷镎钚镅6、写出七种宇生放射性核素得符号?由于宇宙线与大气作用在自然界中不断进行核反应形成得一类放射性核素,称为宇生放射性核素。、。24664、列表描述三种天然得放射衰变系列得名称及它们得鼻祖、最终产物及中间经历过得衰变类型与衰变次数?铀放射系以为母体,经过次衰变与6次衰变,最终形成铅得稳定同位素。钍放射系以为母体,经过6次衰变与4次衰变,最终形成铅得稳定同位素。锕-铀放射系以为母体,经过7次衰变与次衰变,最终形成铅得稳定同位素。天然衰变系列母体衰变次数衰变次数最终产物铀64n2
32、钍64n锕铀744+37-24865、列表描述人工放射衰变系列得名称、鼻祖、最终产物及中间经历过得衰变类型与衰变次数?人工放射衰变镎系(41)以为母体,经过次衰变与次衰变,最终形成稳定同位素。2496、在放射性元素中,o有哪三个显著得特点?在放射性核素中,Po得三个显著特点就是: 在溶液中极易被玻璃容器表面吸附,因此需要对玻璃容器表面预先进行硅烷化处理或敷涂石蜡; 很容易水解与形成胶体,因此Po得操作与保存得溶液酸度应不小于1o; 在空气中极易反冲,形成放射性气溶胶,造成工作场所得严重污染。2507、9c标记得放射性药物在核医学中应用非常广,其主要得优点就是什么?因为9Tc半衰期短(T12=、
33、h),射线能量适中(E=40eV),其丰富得配位化学非常有利于药物得设计与合成,因此被世界核医学界公认为就是核医学得首选核素。2368、简述锕系元素配合物得四个稳定性规律?1) 对同一锕系元素,配合物得稳定性按下列顺序递降: M4+MO2+3MO2+2) 对给定得配体,锕系离子得配合物比相应得同价镧系离子得配合物稳定性稍大一些。3) “锕系酰基”离子nO22分别比通常得二价与一价主族金属离子得配位能力强。4) 对给定得配体,同价锕系离子配合物得稳定性随原子序数增加而增加,但对于AnO2+与AnO+有例外。69、简述核电站、研究用反应堆、低浓缩铀、高浓缩铀、武器级铀、贫化铀得丰度范围核电站使用得
34、核燃料得35U丰度一般为3%5%。研究用反应堆则使用25U丰度12%19、75得浓缩铀。235丰度90%得浓缩铀称为武器级铀。235U丰度0、0%(一般为0、2%0、3%)得铀称为贫化铀。70、 证实一种元素为新合成元素,需要哪些证据?确定一种新元素应有基本得证明,那就就是确定它得原子序数,而不就是确定它得质量数。为新元素提供确凿得证明,必须具备下列三点之一:(1)化学鉴定就是理想得证明(2)射线(应与射线区别)(3)衰变关系以及已知质量数得子核得证明,也就是可以接受得第十一章71、 详述核燃料循环中得几个主要过程并用图形描述出来?(1) 铀矿冶 将铀矿石开采出来,经粉碎、选矿后用常规浸出法提
35、取铀,也可用堆浸、细菌浸出或地下浸出法就地提取铀。然后经过萃取法或离子交换法分离与提纯铀,转化为重铀酸铵(俗称黄饼)。通常称这一铀矿冶过程为前处理。(2)铀转化 将黄饼转化为六氟化铀(3)铀浓缩 用气体扩散法或离心法将25U得丰度由0、7%浓缩到约3%5%。经过浓缩得六氟化铀送燃料元件工厂,贫化得六氟化铀将来可加工为快堆燃料,用于生产核能与增殖核燃料。()燃料制造 将浓缩得六氟化铀转化为二氧化铀,单独或后处理厂来得二氧化钚制成MO2陶瓷燃料元件,装于锆合金包壳中,或通过热交换向外供热。(5)反应堆燃烧 将燃料棒插入反应堆堆芯,此处235U核裂变并释放,由冷却剂将热量传送到发电机组用于发电,或通
36、过热交换向外供热。(6)后处理 燃料元件燃耗到一定程度后取出,放置一定时间,玲其中得短半衰期裂变产物衰变掉,或者不经任何处理,直接进行地质埋葬,次成为一次通过;或者进行后处理,将乏燃料中得铀与生成得钚提取出来供再利用。()高放废物储存 令其放射性进一步减弱,释热率进一步减少4eO42HSO4+=2Fe2(SO4)3+H地下浸出: 地下浸出又叫“化学采矿”或“溶液采矿”。它不经过矿石得机械开采,直接将浸出剂自开凿得注入孔注入地下,通过矿床得渗透与矿石得毛细作用使浸出剂溶液穿透矿体,把矿石中得铀溶解下来,浸出液由开凿得回收孔流出。8、乏燃料后处理得主要任务就是什么?297答:把尚未耗尽得铀与新生成
37、得钚从乏燃料得复杂混合物中分离出去,同时,提取一些重要得裂片元素(如13Cs、0Sr、147P、与99c等)以及超铀元素(如7、24,21P与242,24Cm),并对后处理过程产生得大量放射性废物进行妥善得处理与处置。79、乏燃料后处理中,对元件冷却得主要目得就是什么?29答:()降低元件得放射性强度;(2)减少可裂变物质33U与2u得损失;(3)保证放射性很强得重同位素237U得衰变。80、写出乏燃料元件得去壳与溶解得四个主要化学反应式?29-300 2A+NaOH2NAlO23H2;Al+0、85NOH+1、05aNO3aAl2+0、9AlO2+0、15NH3+、HO;3U2+8HNO33
38、U(3)2+O+4HO;UO2+4HNO3UO2(3)+NO2+2H28、简述PX流程得基本原理?00答:基本原理就是用TB作萃取剂,煤油为稀释剂,硝酸作盐析剂,利用铀、钚与裂变产物得不同价态在有机萃取剂中有不同得分离系数,将她们一一分离。82、描述PURl流程中共去污分离循环得主要流程并标出价态得变化?3183、描述PUREXl流程中铀纯化循环得主要流程并标出价态得变化?308、描述PUREXl流程中钚纯化循环得主要流程并标出价态得变化?02(8)玻璃固化 将高放废物与玻璃原料混合烧结成玻璃。(9) 地质处置 将玻璃固化后得高放废物埋葬在特定得地质层中,与生物圈隔离。7、列表阐述GWe核电站
39、使用得核燃料量在每个阶段大致为多少(以吨为单位)281?73、铀矿石在水冶过程中,预处理包括哪五个主要步骤?每一个步骤得主要目得就是什么?282铀矿石得预处理包括配矿、破碎、选矿、焙烧与磨矿。预处理得目得在于使铀水冶过程中得到得最佳得铀回收率与最低得费用。配矿就是把进厂得各类矿石按一定得比例混合(也可在破碎后配矿),通常就是在水冶厂得储矿系统中进行配矿作业。破碎得目得就是将大块得矿石(大于00m)破碎成小块矿石,为磨矿作准备。焙烧就是为了除去矿石中得还原性物质,提高有用组分得溶解度,改善矿物浸出性能与利于固液分离。磨矿主要采用湿磨(固液比控制在1:0、4:1),这样既可以改善劳动条件,又可以避
40、免产生放射性粉尘。在磨矿阶段,要避免矿石过度磨细,矿粒太细不仅耗能大,固液分离难,而且消耗试剂多,引入得杂质也多。74、简述铀矿石酸法浸取时得优点、浸取剂及主要得化学反应?283酸法浸出具有对铀溶解能力强、反应速度快、浸出率高等优点,就是目前铀矿石浸出得主要方法。一般都以稀硫酸作浸出剂,它对铀得浸出率高,价格便宜,对设备得腐蚀性较小。主要得化学反应:UO3+2HU22+H2OU22+S42=O2S4UO2SO4+S2-=O2(O4)O2(O4)22SO2-O2(S)34-7、简述铀矿石碱法浸取时得优点、浸取剂及主要得化学反应?优点:碱法浸出具有选择性好,产品较易纯化,沉淀时过滤性能好,对设备腐
41、蚀性小等优点。浸取剂:碳酸钠与碳酸氢钠化学反应:O3 + 3C3- + H2O = U2(C3)3- + 2HpH通常控制在、5范围内。如pH0、5,则OH-与已溶解得2(CO3)34-起反应,将铀再次沉淀为铀酸钠与重铀酸钠,反应如下:UO2(O)3-4OH+Na=Na2O4+3CO3-2H2OUO2(3)3-6OH+N+Na2UO+6CO3-+3H2为防止上述反应得发生,浸出液中应有一定浓度得HO以便抑制pH上升,其反应如下; HCO3-+OH-=CO32-+HO6、简述影响铀矿石酸法浸取效率得六个主要因素?284(1) 粒度() 矿浆液固比()酸度(4) 氧化剂(5)温度(6) 时间7、简述从低品位铀矿石中提取铀得三种常用方法?6堆浸:堆浸实质上就是渗透浸出,浸出剂一般用稀硫酸。粗粒矿石露天堆放于一块平坦而略有坡度得场地上,场地四周有时设有围墙,全部场地表面与围堤内侧面都敷以塑料薄板或沥青油毛毡。浸出剂溶液喷洒于矿堆上方,并借重力向下流动,矿石中得铀
限制150内