1、放射化學基本練習答案第一章簡介回答(略)第二章放射性物質1.在目前的自然中，摩爾比率238U: 235U=138: 1，238U的衰變常數為1.5410-10年-1，235U的衰變常數為9.7610-10年-1。問(a) 20億(2109)年前，238u和235u的比例是多少？(b)在20億年中，238U和235U的得分是多少？解決方案1:到目前為止保存的分數0.753 0.74:0.1420.14解決方案2:20億年內鏡度過了半衰期經歷了半衰期到目前為止保存的分數：20億年前的比率2.將1cm3溶液注入人的血液。該溶液中含有放射性Io=2000秒-1的24納米，5小時后取出1cm3的血液，其

2、放射性為I=16分鐘-1。將24Na的半衰期設定為15小時，試一下人體內血液的體積。(a 333660升)解決方案：崩潰5小時后的活動：人體稀釋后(1分鐘=60s)3.239np的半衰期為2.39天，239Pu的半衰期為24000年。1微克(a) 239Np，(b) 239Pu中有多少個原子在一分鐘內衰變？(a)5.071011；(b)2.6109)解決方案：(a)(b)的半衰期太長。t=1min時1 0如果t等于1天、1小時等，則求平均值，與問題有距離。是=4.據報，(a)純鐳的輻射衰變每秒產生3.41010a粒子，這種a射線產生的氦以每年0.039毫升(標準狀態(tài))的速度積累。從這個數據中計

3、算阿伏伽德羅常數。(b)假設輻射a粒子的子元素，其壽命在鐳中很小。這如何影響(a)計算的準確性？(a) 6.21023)解決方案：(a)一年內生成的a粒子數：一年內產生的氦的摩爾數：阿加德羅常數(b)分項這是因為Rn的子元素(Ra上有標記)也會發(fā)射a粒子數因此，a粒子/s不是全部由Ra發(fā)射的所以，當你拯救NA的時候，比純Ra還高，所以NA也算高5.現在地質時代，銣含有87Rb27.83%(重量百分比)。據分析，銫榴石30克礦石中含有450毫克的銣和0.9毫克的鍶。質譜測量的鍶的80%為87Sr。假設87Sr由87Rb衰變生成，87Rb衰變常數為1.110-11年-1。計算一下這種礦物的年齡。(

4、a :5.2108)年解決方案1:包含30g礦石：mg:mg包括成礦作用：mg解決方案2:剩馀的馀額分數所以t=6.在一個洞穴的灰燼中發(fā)現的木炭，給每分鐘14C8.6計數。計算木炭的年代。據悉，從一棵活樹外部引進的木材數量為15.3，14C的半衰期為5730年。(a :4.8103)解決方案1:解法2:剩馀的分數7.鈾礦石樣品包含238U的8.31%，232Th的42.45%，Pb的0.96%。實測鉛的平均原子量為207.02。假定所有鉛在238U和232Th的衰變中生成，最終產物分別為206Pb和208Pb。238U和232Th崩潰常數分別為1.5410-10年-1和4.9510-11年-1

5、。測試(a) 206Pb的容量。(b)從208Pb。(c)從鉛的數量計算礦物的年齡；(:4.1108年；2.6108年；3.2108年)解決方案：Pb中的x部分(重量，1-x部分，1-x=0.51(a)設定：礦石樣品為1克包括礦山：形成礦山時包括：(b)同樣：(c)崩潰mol數文獻說，Gleditsch和Qviller使用礦石進行長期化學侵蝕，解釋了偏差。8.目前鈾中包含的238U和235U的摩爾比1383:1。鈾-238的半衰期為4.51109年，其衰變的最終產物為206Pb，235U衰變的最終產物為207Pb。釔復合鈾礦包含49.25%的鈾和6.67%的鉛，鉛同位素的摩爾比為208 Pb

6、336033336620 Pb 206 Pb : 204 Pb=1.923:7.60:33600.047，普通鉛的摩爾比為52.3369022.7:0.047假設礦物原來只有鈾和“普通鉛”。(a)礦物的年齡，(b)求出235U的半衰期。(a) 8.7108年；(b)7.0108年)解決方案：(a)目前礦上的摩爾比：鈾礦山的重量比：重量百分比：釔復合鈾礦設置為1克礦山包括：含：因為礦石中鉛同位素摩爾比已知，礦山重量百分比：礦山重量百分比：礦山重量百分比：“普通鉛”的重量沒有變化。重量百分比：重量百分比：重量百分比：如果人的重量沒有變化，則礦石重量=0.0667*0.0004246在原光(崩潰前)

7、中，普通Pb的總重量=g(如果認為重量未更改，則原光中的總重量為0.0022472g)。由于礦山多年的崩塌，必須認為重量增加，所以重量沒有變化，計算)所以崩潰前后增加了0 . 06670 . 912250-0 . 0091740 . 23359=0 . 060398g已添加0 . 06670 . 0696566-0 . 001191740 . 22673=0.0041g因為沒錯沒錯9.ui是a運載火箭，t1/2=4.5109。第一個a產品UX1可以發(fā)射兩個b粒子(最長的t1/2=24.1天)，并將其轉換為U11。U11也是運載火箭。在下面的實驗中，估算U11崩潰半衰期。在很多UI中制造相當純的

8、UX1(用作托架)。其數量相當于2.77107a單位，與8.38千克UI在放射性平衡時的UX1量。大約200天后，實際上所有的UX1都轉換為U11，雜質Io修正后的放射性為5.76單位。這個數值乘以2.78，UX1的輻射乘以2.96，直接與發(fā)射的a粒子數成正比。(答復：3.37105年)解決方案：k是縮放因子，是200天前的粒子數200天后的粒子數因為200天里一切都變了=10.已知的226Ra的半衰期為1620年，238U的半衰期為4.51109年。238U含量為40%的1噸瀝青鈾礦中，226Ra應該是多少？(a :0.136g)解決方案：設定：礦山有x克。11.測試與地球年齡(4.5109

9、年)同期由1.0公斤238U形成的鉛的質量。(a :0.43kg公斤)解決方案：238U的崩潰經過半衰期，剩馀累計得分f=2-1=；所以崩潰的分數=0.5公斤假設崩潰鏈沒有中斷，發(fā)生了xkg Pb 206。郵報12.這樣測量特定樣品中鈾的含量，可以將樣品溶解在強HCl或HNO3中，然后用ZrP2O6作為沉淀劑，將所有量的4價離子沉淀為連續(xù)磷酸鹽，然后測定過濾、干燥和沉淀物的B-輻射。相關核反應包括：alpha beta(t1/2=4.51109) (t1/2=24.1天)(t1/2=1.17分鐘)這些元素只有Th才能沉淀成磷酸鹽。238U及其子公司在10分鐘內實現了輻射平衡，測量了234Pa的

10、高能B-輻射。現在在3次實驗中，樣品分別以(1)8.08毫克的鈾存在于中鈾酸胺鹽中，這種鹽儲存了很多年。(2)輻射平衡受到干擾的特定工業(yè)產品。(3)和(2)是同一產品，數量相同，但用二磷酸鹽沉淀，(2)晚了18.1天?，F在用蓋格計數器測量，每分鐘的次數為(1)1030，(2)113，(3)414。Q (a)采樣中234Pa發(fā)射的b射線百分比是多少？(b)樣品(2)和(3)各含多少毫克鈾？(a) 17.2%，(b) 6.70毫克)解決方案：(a)238U和234Th實現長期平衡由于體積大、體積小，幾年后倒塌的238U很少，原來只有238U的710-10據報告，崩潰前后238U的量不會變成8.08

11、mg234Th與234Pa平衡。234Pa的數量(b)樣品(2)中同樣，在樣例(3)中，nth=1.2030 x 108；因為兩者都是相同的產品，鈾的數量也相同因此，樣本(3)在18.1天前也有Th粒子分解為多個子項的公式：(下標1為238U；下標2等于234Th)包括樣品(2)和(3) u:13、用探測器測量某放射性物質的放射性活性，結果如下：時間(秒)計數速度(秒-1)0 2001000 1822000 16230001444000 133找到放射性物質的半衰期。(a :1.8小時)解決方案：又來了計算一下t1000200030004000(秒)7350657963306796平均值=67

12、64秒=1.9小時第三章同位素交換反應1.尋找雙原子分子H2，HD，D2的旋轉特性溫度的比率和振動特性溫度的比率。解決方案：旋轉特征溫度：慣性矩：因為h和d具有相同的原子電荷，所以可以看作H2；D2；HD具有相同的核心間距。也就是說，rHD=rH2=rD2振動特性溫度：振動頻率折射質量因為h和d具有相同的原子電荷，所以可以認為它們的振動常數相同2.同位素交換反應計算16O2 18O2 216O18O 298.2K平衡常數。假設每個分子的核之間的距離相等；每個分子的核狀態(tài)與電子運動狀態(tài)相同。每個分子的振動特性溫度比298.2K大得多。 0=0.029kt。解法：平衡常數；變換分布函數：平移旋轉分

13、布函數轉了振動分布函數因為 t，也就是 1，13.水溶液中特定分子內同位素交換反應的速度常數已知與溫度有以下關系：c0102030405060K105S-12.4610.847.516357618505480尋找反應的活化能。解決方案安尼烏斯公式：計算：T1 (c)01020304050T2 (c)102030405060E(KJ/mol)95.16102.2591.1399.6798.2097.2397.3KJ/mol4.某些分子內的同位素交換反應在27 到5，000秒，37 到1/2交換周期為1000秒，測試該反應的活化能。解決方案：半交換期限現在是一階反應。在高氯酸介質中，三價鉈TL (iii)和一價鉈(I)之間的奇偶交換反應被稱為雙分子反應。如果Tl(ClO4)3和TlClO4的濃度均為25.0mM，則半交換周期為72小時。TlClO4(mM) 10.0 15.0 10.0 10.0TL(ClO4)3(mM) 25.0 15.0 10.0 5.0半交換期是多長時間？解決方案：半交換期限二次反應郵報TlClO410151010Tl(ClO4)22515105T1/2(小時)103120180240現在，標記為0.1