放射化學Radiochemistry2023/10/18NECPKU一些基本要求課堂上請不要吃東西，如果沒有吃飽飯，可以吃完后再進教室；有問題可以示意老師，也可以下課后給老師提出；上課時不要接打手機；一個作業本；一個計算器。2023/10/18NECPKU關于尊師重教凡學之道，嚴師為難。師嚴然后道尊，然后民知重學。…大學之禮，雖詔于天子，無北面，所以尊師也。《學記》2006年9月7日，中共中央政治局常委、國務院總理溫家寶在中共中央政治局委員、北京市委書記劉淇，國務委員陳至立，教育部部長周濟，北京市市長王岐山等陪同下，到北京市西城區黃城根小學，親切看望師生，并和五年級學生一起上課。2023/10/18NECPKU放射化學(Radiochemistry)開課院：化學學院主講教師：劉春立選修對象：化學專業本科生及部分研究生周二，3-4，二教420

2023/10/18NECPKU本課程的基本內容前言、核性質（~6學時）核衰變的統計性質（~2學時）核衰變規律（~4學時）核輻射探測裝置（~4學時）核反應及其能量（~4學時）輻射防護原則及方法（~4學時）核分析技術 （~4學時）期中考試(~2學時）討論課（~2學時）2023/10/18NECPKU放射化學進度表日期內容日期內容日期內容日期內容9.11前言、核性質10.16衰變規律11.13探測器12.11防護9.18核性質10.23美國的放射化學現狀/Nitsche11.20核反應12.18核分析9.25核性質10.30統計規律11.27核反應12.25廢物處理與處置10.9核衰變11.6探測器12.4防護2023/10/18NECPKU參考書目王祥云劉元方《核化學與放射化學》，北京大學出版社，2007（主要參考書）；鄭成法毛家駿秦啟宗《核化學與核技術應用》，原子能出版社，1990（主要參考書）；蔣明《原子核物理導論》，原子能出版社1983；劉元方江林根編著《放射化學》，科學出版社1988；[德]C.克賴爾著朱永貝睿等譯《放射化學基礎》，原子能出版社1993；任時仁著《生物學中的放射性核技術》，北大出版社19972023/10/18NECPKU課程考核方法作業10%期中考試20%（論文，我看美國的放射化學，課堂報告？人一組）論文10%期末考試60%2023/10/18NECPKU放射化學Radiochemistry主要研究放射性核素和核轉變產物的化學性質和行為；研究它們的制備、分離、純化及鑒定方法；研究放射性標記化合物的合成和性質；研究放射性核素及其標記化合物在化學、生物、醫學和其他科學技術領域以及在工農業生產中的應用。選自：葉明呂主編張慶喜主審《放射化學實驗》（第二版），原子能出版社，19912023/10/18NECPKURadiochemistryThebranchofchemistrydealingwithradioactivephenomena.(FromWebster’sNewWorldDictionary,ThirdCollegeEdition,p1108)放射化學是化學的一個分支，是研究有關放射性現象的一門科學。2023/10/18NECPKU放射化學方法的創立2023/10/18NECPKU放射化學研究方法的創立1898年春天M.Curie發現瀝青鈾礦的放射性比純鈾的放射性約大四倍,因而推測在瀝青鈾礦中還有一種放射性更強的放射性元素。將瀝青鈾礦磨碎并溶解于鹽酸,進行硫化物沉淀等多步化學分離。在整個分離過程中,始終用跟蹤放射性的辦法,來確定大量其它元素中微量放射性元素的去向;并巧妙地根據放射性的行蹤來判斷該元素的某些化學性質。這種創造性的方法,是一種嶄新的放射化學研究方法。2023/10/18NECPKUDiscoveryofRadium2023/10/18NECPKUDiscoveryofRadium2023/10/18NECPKUDiscoveryofRadium2023/10/18NECPKUDiscoveryofRadium2023/10/18NECPKUDiscoveryofRadium2023/10/18NECPKU作業繪出并簡要分析以上分離流程（用中文表示）2023/10/18NECPKUDiscoveryofRadiumPierreandMarieCurieintheirlaboratory,whereradiumwasdiscovered

2023/10/18NECPKUDiscoveryofRadiumAviewoftheextractionofradiumintheoldshedwherethefirstradiumwasobtained2023/10/18NECPKUDiscoveryofRadiumAviewoftheextractionofradiumintheoldshedwherethefirstradiumwasobtained2023/10/18NECPKU早期的化學實驗器具2023/10/18NECPKU早期的化學實驗器具2023/10/18NECPKU放射化學的發展1898年M.Curie用化學方法發現放射性元素釙；1910年，英國的Cameron提出將放射化學作為一個獨立的分支，已有100多年的發展歷程；放射化學的基本理論已經發展成熟，有過輝煌的歷史（我國上世紀50、60年代）；近30多年的發展情況看，這一學科實際上已經走過獨立發展的階段，明顯地走向與各學科的橫向結合，成為各學科廣泛應用的技術手段。目前放射化學在放射性廢物的處理和處置領域正在發揮越來越大的作用。2023/10/18NECPKU放射化學發展史和成就18951900誕生階段

放射性的發現（1896）創建放化分析方法（1898）發現、

射線（1900）19001930成長階段

發現放射性（1903）認識到放射性核素的衰變規律（1905）建立了放射性同位素的分離方法（1913）2023/10/18NECPKU放射化學發展史和成就19301950全盛時期

發現中子、+（1932）人工放射性元素的合成、活化分析方法的建立（1934）

鈾的裂變（1939）

反應堆（1942）

第一顆原子彈爆炸（1945）（1945-8-6/9日本廣島、長崎）2023/10/18NECPKU放射化學發展史和成就19501970全面應用時期

軍事：軍備競賽，第一顆氫彈（1952）核燃料循環（1951，Purex流程，TBP)

第一座核電站（1954）1970民用

238Pu作為人造衛星的能源供給核素放射免疫分析的建立（1960）合成新元素（1981）2023/10/18NECPKU放射化學的特點2023/10/18NECPKU放射化學的特點放射性：在涉及放化操作的整個過程中，放射性核素一直按固有的速率衰變，并釋放出帶電粒子或射線。這是放射化學最重要的特點；不穩定性：由于放射性物質總是在不停地衰變，由一種物質轉變為另一種或多種物質，使研究體系的組成不斷發生變化。這就要求相應的快化學研究方法。微量性：放射性物質的量通常都比較小（ug、ng級），低于一般的化學方法的檢出限。操作中要注意丟失現象。2023/10/18NECPKU放射化學的主要內容2023/10/18NECPKU放射化學的主要內容放射性元素化學核化學核藥物化學放射分析化學同位素生產及標記化合物環境放射化學

2023/10/18NECPKU放射化學的現狀2023/10/18NECPKU放射化學的現狀20世紀40-60年代：核武器和核電發展的需要，放射化學處于輝煌階段。以生產和處理核燃料為中心;60年代后：放射性同位素和核技術的廣泛應用，特別是與生命科學、環境科學、地球科學、水文地質科學的結合，使這一學科具有更廣闊的發展空間。目前：隨著我國積極發展核電政策的實施，放射化學在乏燃料后處理和放射性廢物處理和處置方面將發揮越來越重要的作用。2023/10/18NECPKU放射化學在北大1898年，在中國創立第一所國立綜合性大學（京師大學堂）的同時，放射化學也不聲不響地成為自然科學的一個新生兒。1955年北大設立物理研究室。在此基礎上，成立了北京大學原子能系（1960年起改稱技術物理系）。1956年北大開始建設我國第一個放射化學專業。1958年開始在全國正式招收放射化學專業本科生。1981年，放射化學專業成為國家批準建立的首批博士點之一。2023/10/18NECPKU放射化學在北大在我國放射化學學科的創立和發展過程中，徐光憲院士、劉元方院士、黎樂民院士、唐孝炎院士、吳季蘭教授、孫亦梁教授等一大批杰出的化學家在這里建功立業。幾十年來，大批的放射化學和應用化學人才走向社會，為我國的核科學事業和經濟建設做出了卓越的貢獻。五十年中，北大放射化學-應用化學專業共培養本科生2276名，碩士生202名，博士生63名，博士后22名目前正在籌建國防科工委《放射化學與輻射化學》重點學科實驗室。2023/10/18NECPKU放射性（Radioactivity）放射性的發現DiscoveryofRadioactivity自然界中的放射性現象Radioactivity

inNature2023/10/18NECPKU放射性的發現

DiscoveryofRadioactivityW.RoentgenAntoineHenriBecquerelPierreCurieMarieCurie,nee

Sklodowska2023/10/18NECPKUW.Roentgen'sdiscoveryofx-rays1895年末德國物理學家W.Roentgen用Crookes管研究高壓放電現象時注意到,當陰極電子束流轟擊玻璃管壁時,觀察到了熒光以及X射線。2023/10/18NECPKUW.Roentgen'sdiscoveryofx-raysIn1895,W.Roentgen'sdiscoveryofx-raysinthislaboratoryrevolutionizedscienceandmedicine2023/10/18NECPKUH.Becquerel1895年，法國科學家Becquerel將幾十種礦物樣本在陽光下曝曬后用黑紙包上，發現只有一種鈾礦物

硫酸鈾酰鉀復鹽[K2UO2(SO4)2

2H2O],能使底片感光，認為是X射線所為。1896年2月，他無意中將一塊未經太陽曝曬的鈾礦物放在照相底版上，也發現了底片感光現象。發現其它的鈾化合物也能發出這種射線;到1896年5月Becquerel又證明了純金屬鈾的放射性大于鈾化合物的放射性。2023/10/18NECPKUM.Curie發現除了鈾和鈾的化合物外，釷和釷的化合物也有類似的放射現象。鈾和釷發出射線與其化合物的組成無關，放射現象是一種特有的原子現象；她在發現了釙和鐳元素后才將這一現象稱為放射性(radioactivity)。2023/10/18NECPKU釙(Polonium)和鐳(Radium)的發現1898年6月,Curie夫婦得到了很少量的放射性比鈾強150倍的黑色粉末,再經過一番提煉又得到了放射性比鈾強400倍的新放射性元素釙。同年年底,Curie夫婦在G.Bemont的協助下,在鉛的沉淀中又發現了放射性更強的另一種元素鐳。1902年提煉出了120mg在光譜中見不到鋇的純氯化鐳,2023/10/18NECPKUTheNobelPrizeinPhysics1903MarieCurie,néeSklodowska

1/4oftheprizeb.1867(inWarsaw,Poland)

d.1934

（６７）AntoineHenriBecquerel

1/2oftheprizeb.1852

d.1908

（５６）HisdiscoveryofspontaneousradioactivityPierreCurie1/4oftheprizeb.1859

d.1906Theirjo