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放射性核素的制備ppt課件(存儲版)

2025-02-18 02:06上一頁面

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【正文】 件。 在農(nóng)業(yè)和環(huán)境保護(hù)中, 47K、 74As、 203Pb 示蹤原子 。 也有用高富集度 124Xe、 電子加速器,通過 124Xe( γ, n) 123Xe核反應(yīng)也可制備 123I。 2022/2/15 核技術(shù)應(yīng)用 75 1. 放射性母體-子體的相互關(guān)系 假設(shè) : t= 0時(shí),只有母體核數(shù)( N1,0),在 t時(shí)刻,剩下的母體核數(shù)為: 11 , 1 , 0 ttN N e ??? 母體核素衰變只產(chǎn)生 單一子體 放射性核素時(shí),對于子體核素有: 12 1 1 2 2 1 1 , 0 2 2tdN N N N e Ndt ?? ? ? ??? ? ? ? 1212 1 , 021()ttN N e e????? ????? 2022/2/15 核技術(shù)應(yīng)用 76 任何時(shí)刻 t,子體核素的活度為: 1222 2 1 1 , 021()ttN N e e????? ?? ???? ? 對于母體核素 A衰變時(shí)產(chǎn)生 多子體核素 的情況,由于母體核素衰變成某一子體核素 B的衰變分支比是一定的,因此,子體核素的活度為: 1222 2 1 1 , 021()ttN F N e e????? ?? ???? ? 圖 222 母子體核素活度 時(shí)間曲線 A-母體核素, B-子體核素, C-總活度 2022/2/15 核技術(shù)應(yīng)用 77 2. 瞬間平衡與長期平衡 由于發(fā)生器中母體核素的壽命一般都比子體核素的壽命長,即 由單一子體核素活度公式在 時(shí),有 12 ?? ?mtt ??2 2 21 1 2 1.N c o n s tN??? ? ???? 像這樣一個(gè)恒定的活度比值的情況稱之為 瞬時(shí)平衡 。分離方法是根據(jù)有利于 母子體核素的分離和對子體核素純度 等的要求來選擇的。 由于采用裂變 99Mo生產(chǎn)的色譜發(fā)生器具有發(fā)生器制作簡單、淋洗方便、易防護(hù)、容易達(dá)到無菌、無熱源的要求等優(yōu)點(diǎn),非常適于臨床應(yīng)用,已經(jīng)成為目前 最主要的一種發(fā)生器類型 。 2022/2/15 核技術(shù)應(yīng)用 86 3. 發(fā)生器質(zhì)量控制條件 ① 淋洗液性狀 無色透明液體 ② 淋洗效率 ③ 淋洗曲線 ④ 核純 ⑤ 放化純 ⑥ 發(fā)生器放射性活度 ⑦ 淋出液酸度 要求淋洗液 ~ ⑧ 鋁含量 要求鋁含量 < 10μg干燥后的凝膠必須保持一定的水份含量并為無定形,否則其淋洗效率極低。 2022/2/15 核技術(shù)應(yīng)用 92 放射性核素發(fā)生器能夠多次地、安全方便地提供高核純、無載體、高比活度和高放射性濃度的短半衰期核素,所以它在醫(yī)學(xué)、工業(yè)、科研等領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。 5. 一個(gè)新制的 99Mo99mTc發(fā)生器,規(guī)格為 109Bq,請問: ( 1)它的最佳淋洗時(shí)間為多長? ( 2)出廠 25h后色譜柱上總的放射性量多大?此時(shí)可獲得99mTc?假定淋洗效率為 85%。由于 90Sr是一種毒性很高的長壽命放射性核素 ,因此對 90Sr的穿漏率必要進(jìn)行嚴(yán)格的控制。在用生理鹽水洗滌時(shí), 99mTc被洗滌下來,而 99Mo仍以鉬酸鋯酰形式保持在發(fā)生器柱內(nèi)。 采用加壓或負(fù)壓方式將一定量的裂變 99Mo加入色譜柱內(nèi)。 2022/2/15 核技術(shù)應(yīng)用 82 主要放射性核素發(fā)生器的制備 自從 1957年 99mTc問世以來, 99Mo99mTc發(fā)生器 ( 99Mo99mTc Generator) 的臨床應(yīng)用極大地促進(jìn)了核醫(yī)學(xué)影像的發(fā)展。 母體核素主要通過三種途徑獲得:核反應(yīng)堆輻照、回旋加速器輻照、從核裂變產(chǎn)物中提取。 2022/2/15 核技術(shù)應(yīng)用 74 ? 實(shí)用的放射性核素發(fā)生器中, 子體核素的半衰期短,而母體核素的半衰期相對較長 。其具有操作簡單、蒸餾時(shí)間短(幾分鐘)、回收率高(接近 100%)、放射性廢物量小等優(yōu)點(diǎn) 2022/2/15 核技術(shù)應(yīng)用 71 2. 間接法制備 國際上主要發(fā)展的間接法有: 127I( p, 5n) 123Xe→ 123I、 124Xe( p, x)123I和 124Xe( γ, n) 123Xe→ 123I。 液體靶和氣體靶: 相對要簡單些。 ?質(zhì)子引發(fā)的 (p, n)反應(yīng)是加速器生產(chǎn)放射性核素的主要核反應(yīng), ?3He引起的核反應(yīng)有 ( 3He, n)、( 3He, 2n)、( 3He, p) 等。 2022/2/15 核技術(shù)應(yīng)用 60 2022/2/15 核技術(shù)應(yīng)用 61 4. 直線加速器 圖 221 粒子加速器實(shí)物圖 直線加速器是利用沿直線軌道分布的高頻電場加速電子、質(zhì)子和重離子的裝置。 衡量一個(gè) 加速器的性能的指標(biāo) 有兩個(gè):一是粒子所能達(dá)到的能量;二是粒子流的強(qiáng)度(流強(qiáng))。 2022/2/15 核技術(shù)應(yīng)用 50 ② 裂變 131I的提取 裂變 131I是裂變法生產(chǎn) 99Mo時(shí)的 副產(chǎn)物 之一,由于裂變 131I的產(chǎn)額為 %,因此可以從裂變產(chǎn)物中大規(guī)模生產(chǎn)131I。L1的硝酸溶解。裂變 99Mo的提取一般采用 Al2O3色層分離、 HDEHP溶劑萃取或萃取色層分離 、 α安息香肟沉淀分離法等。當(dāng)一個(gè)可裂變物質(zhì)的靶在反應(yīng)堆內(nèi)照射了 T時(shí)間并冷卻 t時(shí)間后,裂片核素 i的放射性 Ai可用下式來表示: ( 1 )iiTtiiA NI Y e e??? ???? 式中 N— 可裂變物質(zhì)的原子核數(shù); I— 中子能量; σ— 裂變截面; Yi— 核素 i的裂變產(chǎn)額; λi— 核素 i的衰變常數(shù)。第一級吸收柱容積 50mL,第二級吸收柱容積 250mL。L1HCl加熱溶解,蒸干,加 Br2水氧化成Sn4+,然后將它吸附在氧化鋯吸附柱上,用 初始條件 t=0時(shí), NA= 0,則上述微分的方程的解為: ( ) ( 1 )ss AAN tAN t e?? ?? ??? 其放射性活度為: ( ) ( 1 )A tA A A s sA t N N e ?? ? ? ?? ? ? 2022/2/15 核技術(shù)應(yīng)用 30 4. 輻照靶件的處理 輻照后的靶件處理包括目標(biāo)放射性物理處理、化學(xué)處理及其進(jìn)一步加工成各種放射性制品。對于原子序數(shù)位于 20和 35之間的放射性核素的生產(chǎn),可以選用能量高的快中子;當(dāng)原子序數(shù)大于 36時(shí),通常選用 ( n, γ) 反應(yīng)生產(chǎn)放射性核素。s 1以上 多達(dá)數(shù)十個(gè)的輻照孔道 依據(jù)生產(chǎn)放射性核素半衰期的長短設(shè)置不同的運(yùn)行方式 干孔道采用空氣冷卻靶件,濕孔道采用純凈水冷卻靶件 2022/2/15 核技術(shù)應(yīng)用 23 2. 靶件的制備 ( 1) 靶子物的選擇與處理 A 選擇適合的靶子物化學(xué)形態(tài) B 盡可能采用高豐度的靶子元素作為靶子物 靶子元素 含量盡量高 、靶子元素的 化學(xué)純度要高 、靶子物輻照后易于處理并轉(zhuǎn)化為所需的化學(xué)形態(tài)、堆內(nèi)輻照時(shí)靶件的穩(wěn)定性(化學(xué)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性、輻照穩(wěn)定性)好。 2022/2/15 核技術(shù)應(yīng)用 20 3.( n, p) 反應(yīng) 4.( n, α) 反應(yīng) ( n, p) 反應(yīng)要求中子有較高能量,一般由快中子誘發(fā)。 最主要的核反應(yīng)類型有 ( n, γ)、( n, p)、( n, α)、( n, f)、( n,2n), 以及多次中子俘獲。 2022/2/15 核技術(shù)應(yīng)用 13 加速器制備 用加速帶電粒子轟擊各種靶子物,能引起不同的核反應(yīng),生成多種反應(yīng)堆所不能提供的放射性核素如 18F、 201Tl等。 2022/2/15 核技術(shù)應(yīng)用 10 人工放射性核素 1934年,法國科學(xué)家約里奧 ? 中間產(chǎn)物都有放射性氣體氡。 目前放射性核素生產(chǎn)最主要的方式之一 2022/2/15 核技術(shù)應(yīng)用 4 放射性核素的來源 分 類 天然放射性核素 人工放射性核素 從自然界存在的礦石中提取 通過人工干預(yù)的核反應(yīng)制備 核反應(yīng)堆生產(chǎn)、加速器生產(chǎn)和核素發(fā)生器 2022/2/15 核技術(shù)應(yīng)用 5 天然放射性核素 天然放射性核素 原生放射性核素 宇生放射性核素 原始存在于自然界中 宇宙射線與大氣和地表中的物質(zhì)相互作用生成 2022/2/15 核技術(shù)應(yīng)用 6 原生放射性核素 由三個(gè)天然放射性衰變系組成,即釷系 (232Th或 4n系
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