《核技术应用》复习.pdf

《《核技术应用》复习.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《核技术应用》复习.pdf（5页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、核技术应用期末复习1.1 核技术内涵：以核物理、辐射物理、放射化学、辐射化学和核辐射物质的相互作用为基础，以加速器、反应堆、核辐射探测器和核电子学为支撑技术的综合性很强的现代科学技术。核技术所涉及的技术范围：射线技术、同位素技术和支撑技术广义：核武器、核动力以及同位素技术和辐射技术狭义：同位素技术与辐射技术1.2 核素：具有特定质子数和中子数的原子，分为稳定核素和放射性核素同位素：具有相同原子序数，但质量数不同（或者说质子数相同，中子数不同）的一类核素结合能：核子结合成原子时放出的能量1.3 放射性活度：放射性核素在单位时间内发生自发核衰变的次数1.4 吸收剂量：物理点上单位质量的物质吸收的能

2、量（按有限的小块介质质量平均值）当量剂量：辐射在组织或器官中产生的平均吸收剂量与该处的辐射权重因子的乘积。剂量当量：组织中某一点处的吸收剂量与该点处的辐射品质因数的乘积，亦即1kg 生物或人体吸收 1J 辐射能所发生的生物效应。1.5 衰变常数：某种放射性核素的一个核在单位时间内进行自发衰变的概率。半衰期：在单一的放射性衰变过程中，放射性活度降到原有值一半所需的时间。1.6 射线与物质相互作用：电离和激发、散射、核反应：电离和激发、散射、次级辐射：光电效应（低能）、康普顿效应（中能）、电子对效应（高能）n：弹性散射、核反应光电效应和康普顿效应的不同点：光电效应：入射光子能量全部消耗 作用在原子

3、某一壳层康普顿效应：入射光子能量部分消耗 作用于表层1.7 核技术应用领域：能源方面、工业领域（分析检测、辐射加工、同位素示踪）、农业领域（辐射育种和辐射不育防治害虫）、医学领域（核医学诊断、治疗及声明科学研究等）、环境领域（三废治理）1.8 核技术应用三性：广泛性、渗透性、某些场合下的不可取代性1.9 辐射分为：电离辐射和非电离辐射2.1 放射性核素来源：天然（从自然界矿石中提取，又分为原生和宇生）和人工（人工核反应制备）原生放射性核素共同点：起始都是长寿命元素 中间衰变产物都有放射性氡 最后都生成稳定核素人工放射性核素来源：核反应堆生产、加速器生产、核素发生器反应堆生产放射性核素（中子核反

4、应）：（n，）、（n，f）、（n，p）、（n、）、（n，2n）要求反应堆提供所需条件：（1）高中子注量率（2）足够的辐照空间（3）反应堆运行方式（4）反应堆安全保障（干孔道：空气冷却；湿孔道：纯净水冷却）靶件的结构设计：靶筒结构设计、靶心结构（靶材形态）设计、靶筒内分布方式设计辐照靶件的质量控制：密封性检测、表面污染检测放射性核素产品质量指标：放射性活度、放射性纯度、放射化学纯度、化学纯度、载体含量、医用制剂的无菌、无热源检测2.2 干法制备131I：（加热蒸馏、碱液吸收、废气处理三部分）将辐照后的TeO2装入石英舟并放于蒸馏炉，连接系统加热系统至 700900蒸馏出来的131I 和随废气出来

5、的 TeO2纯化炉里分离（TeO2冷却沉积）含有131I 的气体通过碱液吸收131I多级碱液塔进一步吸收131I2.3 间歇循环制备125I 流程：2.4 裂变产额：裂变物的某一种核素或者某一质量链在重核裂变过程中产生的概率（若以对数形式表示，其与质量数的关系呈现“双驼峰”曲线）。2.5 水溶液堆（MIPR）特点（与靶辐照反应堆相比）：MIPR 负温度系数大，反应堆具有反应性自调节，固有安全性好建堆成本较低生产能力大235U 的需要量少，但利用率高放射性核素提取工艺简单、放射性废物量少2.6 MIPR 堆结构（生产医用同位素）：堆芯容器、核燃料溶液转运系统、热交换系统、气体回路系统、提纯系统2

6、.7 MIPR 堆发展趋势：多堆芯、高功率2.8 MIPR 生产89Sr 关键技术：根据（90Kr 和89Kr）半衰期不同分离90Sr 和89Sr2.9 加速器主要组成部分：离子源；真空加速系统；导引、聚焦系统2.10 衡量加速器性能指标：粒子所能达到的能量 粒子流的强度2.11 放射性核素发生器的类型：色谱型发生器（最常用）、升华型发生器、萃取型发生器3.1 现代核分析技术：以核物理和核化学为基础，利用各种核效应、核谱学、核电子学、核探测学等发展起来的一种先进分析技术（定性分析：波长色散型和能量色散型；定量分析）定性分析：根据所生成同位素的半衰期及发生的射线的性质、能量等，确定该元素是否存在

7、定量分析：测量所生成放射性同位素的放射性强度或在反应过程中发出的射线，计算试样中该元素的含量3.2 核分析技术：离子束分析技术、超精细相互作用核分析、活化分析技术3.3 分离干扰核素方法：放射性化学分析法 根据物理状态不同进行分离 根据放射性核素半衰期不同进行分离3.4 消除射线影响方法：（根据不同射线的穿透力不同）屏蔽法根据探测器对不同射线的探测效率不同 利用能谱仪的特定能量段进行测量3.5 核分析技术特点：灵敏度高 准确度和精密度高 多元素测定能力 非破坏性 易实现自动化分析3.6 X 射线荧光分析（XRF）技术：利用初级 X 射线光子或其他微观粒子激发待测样品中的原子，使之产生荧光（次级

8、 X 射线）而进行物质成分分析和化学形态研究的方法X 射线荧光光谱法特点：分析的元素范围广，原子序数11（Na）到 92（U）荧光 X 射线谱线简单，相互干扰少，样品不必分离，分析方法简便分析浓度范围广，从常量到微量都可分析PIXE（质子诱发 X 射线荧光分析）涉及：样品制备、实验条件选择、定量3 分析三部分PIXE 特点：轫致辐射本底小，灵敏度高 可聚焦微束而成微探针 可在空气中分析3.7 原子激发态退激方式：产生X 荧光 产生俄歇电子3.8 荧光产额：发生特征X 射线的截面与产生电子空位的截面之比3.9 中子活化分析所利用核反应：（n，）、（n，p）、（n，）3.10 中子活化分析流程：（

9、1）确定照射条件（2）制备样品和标准（3）中子辐照（4）放射化学分离（5）放射性测量（6）数据处理3.11 同位素示踪（核示踪）技术：利用放射性核素作为示踪剂对研究对象进行标记的微量分析方法3.12 同位素示踪技术特点：灵敏度高 方法简便 定位定量准确 符合生理条件3.13 利用核示踪技术的三种方式：用示踪原子标记待研究物质将示踪原子与待研究物质完全混合将示踪原子加入待研究对象3.14 选择放射性核素考虑因素：半衰期的长短（选短）辐射类型和能量 比活度高 纯度 低毒性 较短的生物半减期生物半减期：放射性核素数目单纯由于生物功能而减少到原来一半的时间3.15 卢瑟福背散射：入射离子与靶原子核之间

10、的大角度库伦散射沟道效应：离子的运动受晶轴或晶面原子势的控制，相互作用概率与入射角度关系很大，这种强烈的方向效应即为沟道效应4.1 同位素仪表：带有放射性核素源或核辐射探测器的检测仪表主要构成：放射源、核辐射探测器、电转换器、二次仪表测量原理：利用核辐射与物质的相互作用以及产生的吸收、散射或电离、激发等效应，获取有关物质的宏观、微观信息。分类（按原理和作用方式）：强度型 能谱型 数字图像处理型 其他类型4.2 同位素仪表先进性：非接触式测量环境因素对核辐射的来源无影响实现在线测量对被测对象无任何损伤和破坏能实现多个参数的同时测量4.3 同位素仪表发展方向：提高可靠性 提高响应速度和测量精度 其

11、本身需能对各种因素的影响进行自动校正4.4 同位素仪表在生产中的作用：满足生产发展与社会需求解决工业生产中的某些重大技术难题强化成过程，加速工业技术进步具有显著的经济效益4.5 同位素仪表核心部件：放射源和探测器放射源基本条件：半衰期长 能发射具有合适能量和能谱的射线放射性比活度高 价格适中（低廉）、易得放射源分类：、中子、“复合”放射源4.6 核辐射探测器性能指标：（1）探测量子效率：光子和探测器在作用的初始过程中，产生的光子事件数和入射光子数之比（2）探测率：探测器能探测到的最小辐射功率的倒数（3）响应度（灵敏度）：探测器输出信号和入射辐射功率之比（4）分光响应度（分光灵敏度）：单色辐射作

12、用时探测器的灵敏度，用来表征探测器对不同波长辐射的相应特性4.7 探测器分类：闪烁探测器、气体探测器、半导体探测器5.1 辐射加工的范畴：广义：一切利用粒子、光波和射线来从事辐射化学及技术研究、开发和生产的技术。狭义：从事核技术研究及应用的专业研究者定义的范畴，即以电子束、钴源和紫外光作为辐射的工业化加工原理与核心：辐射化学，利用的是辐射效应5.2 辐射加工技术特点：工艺参数稳定可调加工过程相对简便、快速、安全、节能与化学法相比，无需高温高压，产品质量5.3 G 值：1g 被辐射的物质吸收 100ev5.4 自由基（以 A.表示）：一种不稳定易发生反应的分子团5.5 辐射交联：线性高分子在引发

13、剂或射线作用下，产生自由基，引发分子链间的化学反应，形成三维网状结构热塑性高分子辐射交联主要配方及其作用：（1）主基材：在整个辐射交联体系起决定作用，其性能决定最终产品的使用性能和寿命（2）辅料（第二聚合物）：增强复合物的可加工性、提高电学性能、相容性、辐照敏感性等（3）敏化剂：减少高能射线（如电子束、射线）对高分子链的损害，在辐照时产生大量自由基，大大加速价廉反应，从而降低辐照剂量（4）增塑剂：降低聚合物体系的黏度和玻璃化温度（5）抗氧剂、稳定剂、阻燃剂：消除或降低高聚物加工过程的降解，阻止产品使用过程中材料的老化和氧化（6）其他助剂：实现材料的优化和满足实际需求5.6 辐射聚合：应用高能电

14、离射线(射线、射线、射线、x 射线、电子束)辐射单体生成离子或自由基，形成活性中心而发生的聚合反应。辐射乳液聚合：聚合体系在乳化剂存在下，以水作为连续相（水包油）进行的辐射聚合反应辐射乳液基本原理：水辐射分解产生自由基、离子、活性分子等单体分子 M 在射线作用下产生自由基乳化剂 E 在射线下产生自由基5.7 辐射接枝：分为预辐照接枝和共辐照接枝5.8 纳米金属粉末制备步骤：配制和处理溶液 辐照金属盐溶液体系 制备纳米颗粒5.9 影响辐射降解速率的因素：位阻效应 溶剂效应 自由基的浓度和活性解决辐射降解的方法：实现高分子的交联 阻止无定形区的形成提高聚合物的结晶度 在材料配方中加入自由基阻断剂5

15、.10 辐射固化：广义上说就是辐射聚合、辐射交联或辐射接枝的混合效应6.1 核医学影像设备：闪烁照相机、发射型计算机断层成像术发射型计算机断层成像术：单光子发射（SPECT）和正电子发射（PET）SPECT 与 X 射线 CT 不同点：不同点射线种类射线入射方式图像性质SPECT发射功能图像X 射线 CTX透射解剖图像6.2 核医学仪器原理：电离作用、荧光作用、感光作用6.3 放射性药物：可用于临床诊断或治疗的放射性核素或其标记的单质、化合物及生物制剂诊断药物：作为病人体内的示踪剂，用于诊断目的的这些药物多数发射射线，可通过体外检测装置记录他们在体内的位置、在不同器官的浓度以及随时间的变化治疗

16、药物：通过、射线对病人提供局部的放射性照射，以达到治疗目的的药物核标记化合物：指化合物中某一个或多个原子或其化学基团被其易辨认的同位素或其他易辨认的核素或其基团所取代而得到的产物7.1 辐射技术：利用射线与物质间的作用，电离和激发产生的活化原子与分子，与物质发生一系列物理、化学与生物学变化，而导致物质发生改性辐射技术优缺点：优点：消毒效果好对有害微生物彻底杀灭 可避免二次污染可解决用普通方式难以解决的问题 使用安全可靠适应性强，应用范围广缺点：辐射源价格昂贵要求设备有一定的自动化程度基建投资额高7.1 辐射灭菌原理：细菌是由有机复合物构成，辐照可以有效地使细菌失去活性灭菌影响因素：辐照剂量、辐

17、照区域内水的温度、水的稳定状态、水中存在的化学试剂以及不同类型病菌对辐射的敏感度7.2 Na131I 治疗甲亢原理：甲状腺对碘的特异浓集 131I（-,191.7KeV）射程 23mm，破坏甲状腺组织7.3 定位标记：”S”名义定位标记：”N”全标记：”G”均匀标记：”U”7.4 放射性化合物纯化方法：萃取、色谱法、电泳法、蒸馏法、共沉淀7.5 放射性（核素）纯度：在某种特定放射性核素的物质中，该核素的放射性活度与该物质总的放射性活度之比7.6 放射性化学纯度：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7.7 共沉淀：当沉淀从溶液中析出时，某

18、些本不应沉淀的组分同时也被沉淀下来的现象8.1 辐射育种：利用射线诱发生物遗传性的改变，经人工选择培育新的优良品种的技术基本原理：打破性状连锁，实现基因重组8.2 电离辐射引起 DNA 损伤类型：碱基变化 DNA 链断裂 DNA 交联8.3 基因突变对生物产生的4 种可能后果：致死性 丧失某些功能改变基因型而不改变表现型产生有利于物种生存的结果，促使生物进化（诱变育种的基础）8.4 细胞对辐射损伤的修复类型：回复修复 切除修复 重组修复 SOS 修复8.5 辐射保藏：利用电力辐射照射的方法延长食品保藏时间，提高食品质量的技术基本原理：利用射线或加速器产生的粒子束照射食品，引起一系列物理、化学或生物化学反应，达到杀虫、灭菌、抑制发芽等目的从而减少食品在储存和运输中的消耗计算：计算：1 辐照产额的计算（P33）2 最佳淋洗时间计算（P60）3 反应式书写和质量亏损计算（课后习题）：4（衰变常数）、T1/2（半衰期）、（平均寿命）之间的关系式：T1/2=ln2/=1/