放射化学基础教程

第1章 绪论　1
1.1 放射化学及其特点 1
1.2 放射化学研究领域 3
1.3 放射化学发展简史 4
1.3.1 天然放射性和人工放射性的发现 5
1.3.2 锕系理论提出及放射化学的应用 6
1.3.3 放射化学在中国的发展 6
1.4 放射化学发展展望 9
参考文献 10
思考题 10 第2章 核辐射基础　11
2.1 原子与原子核 12
2.1.1 原子核的组成 12
2.1.2 原子核的半径 13
2.1.3 原子核质量与质量亏损 13
2.1.4 核素 14
2.1.5 核素图 15
2.1.6 原子核的液滴模型 16
2.2 放射性 16
2.2.1 放射性衰变规律 17
2.2.2 分支衰变 18
2.2.3 递次衰变 19
2.2.4 放射性平衡 19
2.3 放射性衰变类型 21
2.3.1 α衰变 21
2.3.2 β衰变 23
2.3.3 γ衰变 26
2.4 辐射防护 27
2.4.1 辐射剂量 27
2.4.2 辐射来源 29
2.4.3 内、外照射防护 30
2.4.4 辐射的生物学效应 32
2.4.5 辐射防护的原则 33
参考文献 34
思考题 34 第3章 放射化学分离方法　35
3.1 放射化学分离的特点 35
3.1.1 表征分离的参数 35
3.1.2 放射性物质的纯度以及鉴定 36
3.1.3 载体和反载体 37
3.2 共沉淀法 37
3.2.1 沉淀分离法原理 37
3.2.2 共沉淀法概述 38
3.2.3 共沉淀法的应用 39
3.2.4 晶核的生成和生长 40
3.3 溶剂萃取法 41
3.3.1 萃取机制 41
3.3.2 萃取基本概念 41
3.3.3 萃取剂的种类 43
3.3.4 影响萃取效果的因素 44
3.4 离子交换法 46
3.4.1 基本原理 46
3.4.2 离子交换基本概念 46
3.4.3 离子交换剂的种类 47
3.4.4 离子交换法的特点 48
3.4.5 离子交换的实验操作 49
3.4.6 离子交换法的应用 49
3.5 吸附法 50
3.5.1 基本原理 50
3.5.2 基本概念 51
3.5.3 常用吸附剂 52
3.5.4 吸附模型 55
3.5.5 吸附法的应用 58
3.6 光催化分离方法 58
3.6.1 光催化材料 59
3.6.2 光催化方法的应用 60
参考文献 60
思考题 61 第4章 放射性元素化学　62
4.1 天然放射性元素化学 62
4.1.1 概述 62
4.1.2 铀化学 64
4.1.3 钍化学 74
4.1.4 其他天然放射性核素化学 80
4.2 人工放射性元素化学 85
4.2.1 概述 85
4.2.2 人工放射性元素锝 86
4.2.3 人工放射性元素钷 88
4.3 超铀元素化学 89
4.3.1 概述 89
4.3.2 镎化学 93
4.3.3 钚化学 95
4.3.4 镅化学 98
4.3.5 锔和超锔元素化学 100
4.4 裂片元素化学 103
4.4.1 概述 103
4.4.2 放射性铯的化学 104
4.4.3 放射性锶的化学 105
4.4.4 放射性铈的化学 107
4.4.5 放射性碘的化学 107
参考文献 110
思考题 110 第5章 核燃料化学　111
5.1 铀的采冶 112
5.1.1 铀的基本分布情况 112
5.1.2 铀矿的勘查开采与浸取 113
5.2 铀的纯化与转化 116
5.3 铀的浓缩 117
5.3.1 气体扩散法 117
5.3.2 气体离心法 118
5.3.3 气体动力学分离法(分离喷嘴法) 118
5.3.4 激光浓缩法 119
5.3.5 其他方法 119
5.4 核燃料元件的制造 119
5.4.1 核燃料元件及其分类和特点 119
5.4.2 核燃料元件的制造 120
5.5 乏燃料后处理 121
5.6 核废物处理与处置 123
参考文献 125
思考题 125 第6章 辐射化学基础　126
6.1 概述 126
6.1.1 辐射化学的概念及基本特征 126
6.1.2 辐射化学的基本过程 127
6.1.3 辐射化学中的短寿命中间产物 127
6.2 水和水溶液的辐射化学 128
6.2.1 水辐射分解的主要产物 129
6.2.2 化学剂量计 130
6.2.3 乏燃料后处理中的辐射化学 131
6.2.4 辐射与其他物质的作用 132
6.2.5 辐射化学的应用 134
参考文献 135
思考题 135 第7章 热原子化学　136
7.1 Szilard-Chalmers效应 136
7.2 热原子化学基本概念 137
7.2.1 浓集系数 137
7.2.2 保留值 137
7.2.3 影响保留值的因素 138
7.3 反冲原子次级反应的机理 139
7.4 反冲能的计算 141
7.4.1 (n,γ)反冲能的计算 141
7.4.2 α反冲能的计算 141
7.4.3 β反冲能的计算 142
7.5 γ跃迁化学 142
参考文献 144
思考题 144 第8章 标记化合物　145
8.1 标记化合物的分类和命名 145
8.1.1 标记化合物分类 145
8.1.2 标记化合物命名 146
8.2 标记化合物的特性 147
8.2.1 对标记化合物的选择 147
8.2.2 标记化合物的同位素效应与自辐解 149
8.3 标记化合物的制备 150
8.3.1 化学合成法 150
8.3.2 同位素交换法 156
8.3.3 生物合成法 157
8.3.4 热原子标记法 158
8.4 标记化合物的质量鉴定 158
8.4.1 物理鉴定 159
8.4.2 化学鉴定 159
8.4.3 生物鉴定 159
参考文献 160
思考题 160 第9章 环境放射化学　161
9.1 环境的相关基本概念 161
9.2 放射性物质在大气中的行为 162
9.2.1 放射性物质在大气中的化学行为 162
9.2.2 放射性物质在大气中的输运和弥散 163
9.3 放射性物质在地面水体中的行为 164
9.3.1 放射性物质在地面水体中的化学行为 164
9.3.2 放射性物质在地面水体中的输运、弥散和迁移 167
9.4 放射性物质在岩石、土壤和地下水中的行为及其地质处置 168
9.4.1 放射性物质在岩石的行为 169
9.4.2 放射性物质在土壤中的行为 169
9.4.3 放射性物质在地下水中的行为 170
9.4.4 放射性物质的地质处置 171
参考文献 180
思考题 180