第五章裂片元素化學§5－1概述一、核裂變―重核分裂成兩個質量大體相等碎片的過程稱為核裂變（nuclearfission）。(入射粒子引發，種子最重要）二、衰變鏈兩塊核碎片（裂變碎片）

發射1～3個中子（次級碎片）發射光子衰變穩定核素三、裂片元素（fissionfragmentelement)：發射中子后的所有裂變碎片，包括衰變前的初級產物和衰變子體，統稱為裂變產物或裂片元素。五、裂變產額裂變產物的某一種核素在裂變過程中產生的幾率，稱為裂變產額。各種裂變產物的產額和半衰期差異很大，高者可達6%，低者僅有10-7%六、危害裂片核素也是引起環境放射性污染的重要來源之一。特別是核試驗或是核電站所產生的大量放射性裂片核素，其影響范圍廣，時間長，并且通過大氣、土壤和水源進入動植物體內，進而進入人體，給人類健康帶來危害。其中，89Sr、90Sr、131I和137Cs等危害最大。四、組成核燃料在裂變時產生的裂變產物可包括原子序數從30(鋅)到71(镥)的42種元素、500多種核素，其質量數分布在66～172的范圍內。七、裂片元素的應用1、在醫學上制備放射性藥物進行疾病的診斷和特殊治療。由反應堆和加速器所生產的裂片核素有90%用于醫學上。2、做特殊能源-核電池目前使用最多的是90Sr3、多用60Co和137Cs做為輻射源。主要用于消毒、醫療、探傷等。§5－2放射性銫5.2.1概述一、銫（cesium）是55號元素，位于元素周期表第六周期IA族，是堿金屬元素。銫共有31種同位素和5種同質異能素。133Cs是天然存在的穩定核素，其余均為人工放射性核素。二、放射性同位素重要的有137Cs、134Cs和131Cs三種，用途最大的是137Cs它是核裂變的重要產物之一，為β放射體。三、用途

137Cs既可作β輻射源，又可作γ（子體）輻射源，用于育種、食品輻照貯存、醫療器械殺菌、癌癥治療以及工業設備的γ探傷等。137Cs輻射源的半衰期長，γ射線能量適宜，且價格便宜。國際原子能機構也推薦用137Cs針和137Cs管治療子宮頸癌，以取代過去普遍采用的鐳針和鐳管。

四、危害

137Cs和134Cs屬中毒性核素。131Cs屬低毒性核素。137Cs是核污染的重要放射行核素。進入人體內，在體內分布均勻。可用俗稱普魯士藍的亞鐵氰化鐵Fe4[Fe(CN)6]3進行體內促排。5.2.2銫的化學性質

銫是堿金屬倒數第二個元素，化學性質與鉀相似。具有堿金屬的通性。銫的電負性在所有元素中是最小的(和鈁相等)，只有＋1價。一、銫的化學性質非常活潑，在-110℃時既能與水反應，放出氫氣，生成堿性極強的CsOH。二、常溫下銫就能在空氣中燃燒生成超氧化艷CsO2，銫的其它氧化物有氧化銫Cs2O、過氧化銫Cs2O2和臭氧化銫CsO3等。三、銫的大多數化合物(如氧化物、氫氧化物、鹵化物、硝酸鹽、硫酸鹽、碳酸鹽和磷酸鹽等)都易溶于水。四、銫能形成一些難溶性鹽類

氯鉑酸銫碘鉍酸銫四苯硼銫在空氣中加熱到600℃時可分解為可溶性的氧化銫Cs2O；在硫酸溶液中加熱時，能生成可溶的硫酸銫Cs2SO4五、放射性銫進入人體易被腸胃吸收，口服無味的亞鐵氰化鐵（又稱普魯士蘭）或亞鐵氰化鎳等，它們能與體內的放射性銫結合成穩

定的難溶性亞鐵氰化銫復鹽，并經腸道排出。

六、銫難以生成有機絡合物。七、銫易被無機離子交換劑如高嶺土、白陶土、沸石及磷鉬酸銨(AMP)和磷酸鋯(ZrP)等吸附。這一性質已用于放射性銫的分離以及從含放射性銫的污水中除去銫。5.2.3137Cs的分析測定

一、放射性銫的濃集與分離1、利用銫能生成多種難溶性鹽類的特點，可用穩定銫作載體，采用共沉淀法來濃集和分離樣品溶液中的微量放射性艷。2、利用某些無機離子交換劑(如AMP、亞鐵氰化鈷鉀KCFC等)對銫具有選擇性的吸附作用。可分離、濃集放射性銫。如AMP在酸性介質中能選擇性地吸收一價金屬離子，與K+、Rb+、Cs+等離子發生交換反應，其吸附次序為：

Cs+＞Rb+＞K+＞Na+＞NH4+

分配系數Cs+6000，Rb+230，K+3.4。3、萃取法BAMBP萃取劑二、137Cs的測量方法1、β射線測量法把經過分離純化后的137Cs樣品制源，再測其β放射性，這是目前測定137Cs普遍采用的方法。要求不含有其他β放射性核素(特別是40K、87Rb和134Cs等)。2、γ能譜法。這是利用137Cs的子體，137Bam的0.662MeVγ譜線來進行測量的方法。此法結果準確，對樣品的放射性純度要求不高，而且可以同時測定137Cs、134Cs以及其他放射性核素。§5－3放射性鍶5.3.1概述一、鍶（strontium）是38號元素，位于周期表第五周期第二主族，屬堿土金屬元素。二、鍶共有23種同位素和3種同質異能素。質量數為84、86、87、88的四種是穩定的，其余為放射性的。其中以89Sr、90Sr最重要。90Sr是純β放射體。89Sr也是β放射體。可作β輻射源。鍶在自然界中含量較少，主要在海水中。地表的90Sr主要來自核試驗，六十年代。三、90Sr和89Sr分別屬于高毒和中毒性核素。鍶與鈣同屬堿土金屬，在體內的行徑也與鈣相似，是一種典型的親骨核素。鍶易經胃腸道、呼吸道、皮膚和傷口而進入人體，并大部分蓄積于骨骼中，會引起骨骼組織和造血器官的明顯變化，遠期效應可以致癌。從放射衛生學來說具有重要意義。服用大量鈣鹽可減少放射性鍶在骨內的沉積。四、89Sr的半衰期比90Sr要短的多，所以觀察89Sr和90Sr放射行的變化，有助于查找環境放射污染的來源。5.3.2鍶的化學性質鍶具有堿土金屬的通性，其化合價只有+2價。一、鍶的氧化物和氫氧化物1、鍶的硝酸鹽、碳酸鹽或氫氧化物在高溫下均可轉變為SrO，SrO與水化合時生成Sr(OH)2，其飽和溶液可得Sr(OH)2·8H2O晶體。2、Sr(OH)2的堿性比Ca(OH)2強，且溶解度比Ca(OH)2大得多，并隨溫度而變化，在0℃時，在100g水中的溶解度僅為0.35g，而100℃時即增至24g，這一點與Ca(OH)2不同。二、鹽類：1、易溶性鹽類氯化鍶和硝酸鍶，但硝酸鍶在濃硝酸中溶解度大為不同。硝酸鹽

硝酸濃度（mol/L）151719硝酸鈣7.382.460.492硝酸鍶9.66×10-21.45×10-34.35×10-4硝酸鋇2.29×10-31.91×10-47.62×10-52、難溶性鹽類硫酸鍶、鉻酸鍶、碳酸鍶等，碳酸鍶在水中溶解度小，組成固定，可作為鍶分析的基準物。3、可同過在不同的酸介質中與鈣和鋇的溶解度的差異來進行鍶與鈣和鋇的分離。在HAc介質中，鍶在鉻酸鹽溶液中可形成鉻酸鍶沉淀，但此時形成鉻酸鋇的溶解度更低，利用次性質可進行鍶鋇的分離。化合物名稱元素名稱鈣鍶鋇氫氧化物0.1650.693.89硫酸鹽0.20300.01132.4×10-4醋酸鹽34.741.671氯化物74.552.935.7硝酸鹽129.363.959.2鍶、鋇、鈣的化合物在水中的溶解度（g/100g水）三、鍶的絡合物

鍶形成絡合物的能力比鈣差，但鍶也能與某些有機試劑如

EDTA、DTPA、檸檬酸、酒石酸等生成絡合物，此性質可用于放射性鍶的分析測定和去污中。鍶與BAETA[雙－(二氨基乙基)醚四乙酸]的絡合能力同鈣比較接近，因此可用于對人體內放射性鍶的促排。5.3.390Sr的分析測定

環境和生物樣品中的90Sr和89Sr的含量一般都很低，因此在分析測定之前需要對他們進行濃集和分離。放射性鍶與放射性鈣（45Ca）和鋇（144Ba）的分離是整個過程的關鍵。對于90Sr的分析來說，基本上都是通過測定與其處于放射性平衡的子體釔（90Y）來換算的，所有還有一個分離出90Y的問題。一、濃集和分離

1、硝酸鹽共沉淀法（也稱發煙硝酸沉淀法）主要為鍶與鈣的分離

（1）利用鍶和鈣以及其他雜質元素的硝酸鹽在濃硝酸中溶解度的不同來實現鍶和鈣以及其他雜質元素的分離的。（2）利用鍶與鋇的鉻酸鹽在醋酸溶液中溶解度的不同來分離鍶和鋇。（3）利用鍶和釔的氫氧化物溶解度的不同，在沸騰條件下，用不含CO2的氨水生成Y(OH)2沉淀，可以實現Sr、Y分離。二、陽離子交換法

陽離子交換法是利用鍶、鈣、鋇與陽離子樹脂的交換能力依次遞增，而與EDTA和檸檬酸的結合能力依次遞減的性質，先將用EDTA和檸檬酸調制的樣品溶液(pH為4.5～5.0)通過陽離子交換樹脂，再用EDTA—醋酸銨溶液淋洗，可實現鍶、鈣、鋇的分離。三、HDEHP—KeL—F萃取色譜法（P