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1、2018/9/12,C.L.Liu,放射化学,Radiochemistry,2018/9/12,C.L.Liu,一些基本要求,课堂上请不要吃东西，如果没有吃饱饭，可以吃完后再进教室； 有问题可以示意老师，也可以下课后给老师提出； 上课时不要接打手机； 一个作业本； 一个计算器。,2018/9/12,C.L.Liu,放射化学 (Radiochemistry),开课院：化学学院 主讲教师：刘春立 选修对象：化学 07级本科生及部分研究生 周一， 1-2， 三教406,2018/9/12,C.L.Liu,本课程的基本内容,前言、核性质 （6学时） 核衰变的统计性质 （2学时） 核衰变规律 （4学时）
2、 核辐射探测装置 （4学时） 核反应及其能量 （4学时） 辐射防护原则及方法 （4学时） 核分析技术 （4学时） 期中考试 (2学时） 讨论课 （2学时）,2018/9/12,C.L.Liu,放射化学进度表,2018/9/12,C.L.Liu,参考书目,王祥云 刘元方核化学与放射化学，北京大学出版社，2007 （主要参考书）； 郑成法 毛家骏 秦启宗核化学与核技术应用，原子能出版社，1990 （主要参考书）； 蒋明原子核物理导论，原子能出版社 1983； 刘元方 江林根编著放射化学，科学出版社 1988； 德C.克赖尔著 朱永贝睿 等译 放射化学基础，原子能出版社 1993； 任时仁著 生物学
3、中的放射性核技术， 北大出版社 1997,2018/9/12,C.L.Liu,课程考核方法,作业10% 课堂报告，20%（？人一组，自己组织与放射化学有关的资料，报告15分钟） 论文10% 期末考试60%,2018/9/12,C.L.Liu,放射化学 Radiochemistry,主要研究放射性核素和核转变产物的化学性质和行为； 研究它们的制备、分离、纯化及鉴定方法； 研究它们在环境中的行为规律； 研究其标记化合物的合成和性质； 研究放射性核素及其标记化合物在化学、生物、医学和其他科学技术领域以及在工农业生产中的应用。,选自：叶明吕 主编 张庆喜 主审 放射化学实验（第二版），原子能出版社，1
4、991,2018/9/12,C.L.Liu,Radiochemistry,The branch of chemistry dealing with radioactive phenomena.(From Websters New World Dictionary, Third College Edition,p1108) 放射化学是化学的一个分支，是研究有关放射性现象的一门科学。,2018/9/12,C.L.Liu,教育部学科目录,150.5 核化学（无机、有机、物化、分析、高分子） 150.501 放射化学 150.502 核反应化学 150.503 裂变化学 150.504 聚变化学 15
5、0.505 重离子核化学 150.506 核转变化学 150.507 环境放射化学 150.5099 核化学其他学科,2018/9/12,C.L.Liu,放射化学方法的创立,2018/9/12,C.L.Liu,放射化学研究方法的创立,1898年春天M. Curie发现沥青铀矿的放射性（比活度）比纯铀的放射性约大四倍, 因而推测在沥青铀矿中还有一种放射性更强的放射性元素。 将沥青铀矿磨碎并溶解于盐酸, 进行硫化物沉淀等多步化学分离。 在整个分离过程中, 始终用跟踪放射性的办法, 来确定大量其它元素中微量放射性元素的去向; 并巧妙地根据放射性的行踪来判断该元素的某些化学性质。这种创造性的方法, 是
6、一种崭新的放射化学研究方法。,2018/9/12,C.L.Liu,Discovery of Radium,2018/9/12,C.L.Liu,Discovery of Radium,2018/9/12,C.L.Liu,Discovery of Radium,2018/9/12,C.L.Liu,Discovery of Radium,2018/9/12,C.L.Liu,Discovery of Radium,2018/9/12,C.L.Liu,作业,绘出并简要分析以上分离流程（用中文表示）,2018/9/12,C.L.Liu,Discovery of Radium,Pierre and Mari
7、e Curie in their laboratory, where radium was discovered,2018/9/12,C.L.Liu,Discovery of Radium,A view of the extraction of radium in the old shed where the first radium was obtained,2018/9/12,C.L.Liu,Discovery of Radium,A view of the extraction of radium in the old shed where the first radium was ob
8、tained,2018/9/12,C.L.Liu,早期的化学实验器具,2018/9/12,C.L.Liu,早期的化学实验器具,2018/9/12,C.L.Liu,放射化学的发展,1898年 M. Curie用化学方法发现放射性元素钋； 1910年，英国的Cameron提出将放射化学作为一个独立的分支，已有100多年的发展历程； 放射化学的基本理论已经发展成熟，有过辉煌的历史（我国上世纪50、60年代）； 近30多年的发展情况看，这一学科实际上已经走过独立发展的阶段，除自身理论的发展和完善之外，明显地走向与各学科的横向结合，成为各学科广泛应用的技术手段。 目前放射化学在放射性废物的处理和处置领域
9、正在发挥越来越大的作用。 两种观点：放射化学已经寿终正寝！放射化学走向第二个春天？,2018/9/12,C.L.Liu,放射化学发展史和成就,18951900 诞生阶段 放射性的发现（1896）创建放化分析方法（1898）发现、射线（1900） 1900 1930 成长阶段发现放射性（1903）认识到放射性核素的衰变规律（1905）建立了放射性同位素的分离方法（1913）,2018/9/12,C.L.Liu,放射化学发展史和成就,19301950 全盛时期发现中子、+（1932）人工放射性元素的合成、活化分析方法的建立 （1934）铀的裂变（1939）反应堆（1942）第一颗原子弹爆炸（194
10、5）（1945-8-6/9 日本广岛、长崎）,2018/9/12,C.L.Liu,放射化学发展史和成就,19501970 全面应用时期军事：军备竞赛，第一颗氢弹（1952）核燃料循环（1951， Purex流程， TBP)第一座核电站（1954） 1970 民用238Pu作为人造卫星的能源供给核素放射免疫分析方法的建立（1960）合成新元素 （1981）,2018/9/12,C.L.Liu,放射化学的特点,2018/9/12,C.L.Liu,放射化学的特点,放射性： 在涉及放化操作的整个过程中，放射性一直存在，放射性核素一直按固有的速率衰变，并释放出带电粒子或射线。这是放射化学最重要的特点；
11、不稳定性： 由于放射性物质总是在不断地衰变，由一种物质转变为另一种或多种物质，使研究体系的组成不断发生变化。这就要求相应的快化学研究方法。 微量性： 放射性物质的量通常都比较小（g、ng级），低于一般的化学方法的检出限。操作中要注意丢失现象。,2018/9/12,C.L.Liu,放射化学的主要内容,2018/9/12,C.L.Liu,放射化学的主要内容,核燃料化学 放射分析化学 环境放射化学 核药物化学 放射化学及其交叉,2018/9/12,C.L.Liu,放射化学的现状,2018/9/12,C.L.Liu,放射化学的现状,20世纪40-60年代： 核武器和核电发展的需要，放射化学处于辉煌阶段
12、。以生产和处理核燃料为中心; 60年代后： 放射性同位素和核技术的广泛应用，特别是与生命科学、环境科学、地球科学、水文地质科学的结合，使这一学科具有广阔的发展空间。 目前： 随着核技术的广泛应用，尤其是核能的发展，放射化学在核材料生产、乏燃料后处理和环境安全方面发挥着越来越重要的作用。,2018/9/12,C.L.Liu,北大的放射化学,1898年，在中国创立第一所国立综合性大学（京师大学堂）的同时，放射化学也不声不响地成为自然科学的一个新生儿。 1955年北大设立物理研究室。在此基础上，成立了北京大学原子能系（1960年起改称技术物理系）。 1956年北大开始建设我国第一个放射化学专业。 1
13、958年开始在全国正式招收放射化学专业本科生。 1981年，放射化学专业成为国家批准建立的首批博士点之一。 1982年改为应用化学。 2008年重新招收核化学方向（环境放射化学/核燃料循环化学/辐射化学）硕士研究生。,2018/9/12,C.L.Liu,北大的放射化学,在我国放射化学学科的创立和发展过程中，徐光宪院士、刘元方院士、黎乐民院士、唐孝炎院士等一大批杰出的化学/放射化学家在这里建功立业。几十年来，大批的放射化学和应用化学人才走向社会，为我国的核科学事业和经济建设做出了卓越的贡献。 五十年中，北大放射化学-应用化学专业共培养本科生2276名，硕士生202名，博士生63名，博士后22名
14、2008年设立放射化学与辐射化学重点学科实验室。（环境放射化学/核燃料循环化学/辐射化学）,2018/9/12,C.L.Liu,放射性（Radioactivity）,放射性的发现 Discovery of Radioactivity 自然界中的放射性现象Radioactivity in Nature,2018/9/12,C.L.Liu,放射性的发现 Discovery of Radioactivity,W. Roentgen Antoine Henri Becquerel Pierre Curie Marie Curie, nee Sklodowska,2018/9/12,C.L.Liu,W.
15、 Roentgens discovery of x-rays,1895年末德国物理学家W. Roentgen用Crookes管研究高压放电现象时注意到, 当用阴极电子束流轰击玻璃管壁时, 产生了荧光以及X射线。？ 作业2,2018/9/12,C.L.Liu,W. Roentgens discovery of x-rays,In 1895, W. Roentgens discovery of x-rays in this laboratory revolutionized science and medicine,2018/9/12,C.L.Liu,H. Becquerel,1895年，法国科学
16、家Becquerel将几十种矿物样本在阳光下曝晒后用黑纸包上，发现只有一种铀矿物硫酸铀酰钾 K2UO2(SO4)22H2O, 能使底片感光，认为是X射线所为。 1896年2月，他无意中将一块未经太阳曝晒的铀矿物放在照相底版上，也发现了底片感光现象。 发现其它的铀化合物也能发出这种射线; 到1896年5月Becquerel又证明了纯金属铀的放射性大于铀化合物的放射性。,2018/9/12,C.L.Liu,M. Curie,发现除了铀和铀的化合物外，钍和钍的化合物也有类似的放射现象。 铀和钍发出射线与其化合物的组成无关，放射现象是一种特有的原子现象； 她在发现了钋和镭元素后才将这一现象称为放射性(radioactivity)。,
