兰州大学2007～2008学年第 2 学期期末考试试卷（A卷）课程名称：核化学与放射化学基础任课教师：吴王锁学院：核科学与技术学院专业：放射化学年级： 2004级班级姓名：校园卡号：一、简答（15分）1、举例说明化学纯度、放射性纯度、放射化学纯度答：化学纯度：指处于特定化学状态的某物质的重量占产品总重量的百分数。

放射性纯度：指某放射性核素的放射性活度占样品总放射性活度的百分数。

放射化学纯度：在样品总放射性活度中，处于特定化学状态的某核素的放射性活度所占的百分数。

举例略（只要所举例子正确均可得分，没有举例扣一半分数）2、举例说明元素、核素、同位素、同质异能素答：元素：原子序数相同的同一类原子。

核素：具有一定的原子序数、原子质量数和核能态的原子。

同位素：原子序数相同，质量数不同的核素。

同质异能素：原子序数和质量数相同而核能态不同的核素。

举例略（只要所举例子正确均可得分，没有距离扣一半分数）3、什么是半衰期、半交换期、半致死量、半厚度？分别写出适当的数学表达式答：半衰期：指某放射性核素衰变到原来一半时的时间。

T1/2=Ln2/λ半交换期：同位素交换反应的交换量达到平衡时的一半时所需要的时间。

t 1/2=ln2/2k (一级反应，k为速率常数)t1/2= abln2/(a+b)R (通式，R为反应速率)半致死量：使受试验群体中半数死亡的最低辐射剂量。

S/S0=e-αD S/S0=50%时，D1/2=ln2/α半厚度：射线与物质相互作用时，使射线强度降低到原来一半所需的物质厚度。

d 1/2= ln2/μ（μ为线性吸收系数，当用其它吸收系数表示时，略有不同）注意：本体如只有文字表述，没有数学表达式，视情况扣分。

4、什么是标记化合物？制备标记化合物时应注意哪些问题？答：标记化合物是指化合物分子中一个或多个原子或基团被易辨认的原子或基团所取代后的产物；制备时应注意：⑴示踪原子应标记在稳定的位置上；⑵示踪原子应标记在合适的位置上；⑶选择合适的示踪原子进行标记；⑷对于放射性示踪原子应考虑衰变类型、能量、半衰期和辐射损伤等。

5、何谓理想同位素交换反应？它有何特点？答：理想同位素交换反应：指不考虑同位素效应的同位素交换反应。

特点：⑴平衡常数k p=1，正、逆反应速率常数相等；⑵同位素交换无热效应，Q T=0；⑶正、逆反应的活化能相等；⑷同位素交换反应的平衡常数与温度无关；⑸同位素交换反应不伴随浓度（不含同位素浓度）的变化。

二、配平下列核反应方程式（10分）(1)147N+10n→( 136C ) +21H(2)22789Ac→42He +( 22387Fr )(3)( 63Li ) +21H→242He(4)9642Mo +42He →10042Tc + ( 01e )(5)21082Pb →01e +(21081Tl )(6)5626Fe + 21H →(5627Co ) +210n(7)94Be +11H →( 84Be ) +21H (8)2713Al +( 10n )→2512Mg +31H(9)23892U +42He →(24194Pu ) + 10n(10)(11148Cd ) +10n →11248Cd +γ三、 把1cm 3的溶液输入人的血液，此溶液中含有放射性I o =2000/秒的24Na ，过5小时后取出1cm 3的血液，其放射性为I=16分-1。

设24Na 的半衰期为15小时，试确定人体中血液的体积。

（10分） 解： 5小时衰变后活度： 1l n 2515020001587.4t I I e eλ--⨯-==⨯=秒人体稀释后1587.41660V = （1min=60s ） 5953600060V ml ml L ∴=≈=四、 在一个洞穴中从灰中找到的木炭，每分钟每克给出14C8.6计数。

计算木炭的年龄。

已知从一株活树的外部得来的木材，给出的计数是每100秒25.5，14C 的半衰期为5740年。

（10分）解法一： 0tI I e λ-=t I e Iλ-∴= 年310*8.457302ln 6.83.15ln 0ln≈==λI I t解法二： 残存至今的分数为 0.310nf -=0.357308.61015.3t-⨯= 34.810t ∴=≈⨯年 五、 用慢中子照射碘化氢时发生12758I(n,γ)12858I 反应,放出4.8兆电子伏的γ光子.已知H-I 键的键能为300千焦/摩尔.请由下列数据计算消耗于破坏化学键断裂的反冲能,并由此解释使键断裂的原因.（15分）表6-3 化学键能与消耗与破坏化学键的反冲能解：反冲能 E M =ME r 2537=537×1288.42P 54(4-6) 由E e =E MM R M M R+ P 59(4-23)∴分子激发能E e=11281+1288.42537⨯⨯=0.75eV而键能300KJ/mol=10126.1102302.6105300000-⨯⨯⨯⨯=10126.1102302.610113-⨯⨯⨯⨯=3.1eV ﹥0.75eV因此，单从反冲能看，不能使键断裂。

那么，化学键断裂的原因只能是内转换电子造成的俄歇效应。

注意：此题如没有回答出俄歇效应，扣5分。

六、1、已知α粒子、热中子和γ射线的RBE 值分别为10、2.5和1。

试分别以西佛特和雷姆表示0.6戈瑞剂量的（a ）α射线、（b ）热中子、（c ）γ射线的生物剂量当量。

答：a 、α射线 H=RBE ×D =10×0.6 (Sv) = 6.0×100 = 600 (rem)b 、热中子 H=RBE ×D =2.5×0.6 (Sv) = 1.5×100 = 150 (rem)c 、γ射线 H=RBE ×D =1×0.6 (Sv) = 0.6×100 = 60 (rem)2、对于1兆电子伏的γ射线来说，电子吸收系数为0.211靶/电子。

试分别求(a)水；（b ）乙醇；（c ）甲醇 的分子、质量及线性吸收系数。

已知它们的密度分别为（a ）1.000；（b ）0.789；（c ）0.793（15分）解：分子吸收系数：分子bZ e H mol HOO11.210211.022=⨯=⨯=μμ分子b Z e mol HC OH486.526211.052=⨯=⨯=μμ 分子bZ e mol CH OH798.318211.03=⨯=⨯=μμ质量吸收数：AMa∙=ρμμg M A mol H HcmO O 223_________240706.01802.611.2101022=⨯⨯⨯±=⨯=-μρμ）（ (ρμ)OH H C 52=OH H C mol 52μ×M A =5.486×10-24×0718.046231002.6=⨯cm 2/g (ρμ)OH CH 3=M A OH CH mol ⨯3μ=3.798×10-24×32231002.6⨯=0.0714cm 2/g 线性吸收系数： ρρμμ⨯==⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛=OH O H O H 222ρρμμ0.0706×1.000=0.0706cm -1=OH H C 52μ0.0718×0.789=0.0567cm-1=OH CH 3μ0.0714×0.793=0.0566cm -1注意：此题第一小题5分，第二小题10分。

七、用探测仪器测量某放射性物质的放射性活度，测得结果如下: 时间(秒) 计数率(秒-1)0 2001000 1822000 162 30001444000 133试求该放射性物质的半衰期。

（10分）解：00200200;t t dNN N e dtdNt N dtdN e dt λλλλλ---===-==∴-=因为时，1200lndNt dtλ∴=- 又1/2ln 2T λ= 则计算得t1000 2000 3000 4000 1/2T (秒)7350657963306796平均1/2T =6764秒=1.9小时注意：此题只要答案正确，不管以什么单位（小时，分，秒）表示都可得分。

八、什么是门槛剂量？下表中细胞残存数据符合单击多靶模型的细胞残存曲线S/S 0 = 1- (1 - e -αD )n ，试由表中数据计算该条件下的门槛剂量。

（15分）答：当S/S 0=1时所对应的辐射剂量即为门槛剂量，用Dq 表示。

（装订线内不要答题）当D很大时， S/S0 = 1- (1 - e-αD)n= n e-αDq=1则：Dq=ln(n)/α解：当D很大时， S/S0 = 1- (1 - e-αD)n= n e-αDD=3 时， S/S0 = 1- (1 - e-αD)n= n e-αD= 0.00578 （1） D=4 时， S/S0 = 1- (1 - e-αD)n= n e-αD= 0.00071 （2）解（1）（2）两式，得α= 2.1 所以 D0 = 1/α≈ 0.5 (Gy)n = 3.15则：Dq=ln(n)/α =ln3.15/2.1=0.55 (Gy)即在此条件下的门槛剂量为0.55Gy。