锶的放射化学

[拼音]:si de fangshe huaxue

[外文]:radiochemistry of strontium

放射化学的一个组成部分,研究与锶的放射性同位素有关的化学问题。裂变产物中长半衰期的锶90和锶89的产额较高,它们分别属于高毒性和中毒性核素,锶90是放射性沉降物的重要组分之一。锶90和它的子体钇90都是纯β-辐射体,可用于同位素电池、β辐射源等,因此在工、农、医等领域都有重要用途。

放射性同位素

已发现锶有19个放射性同位素。锶的主要放射性同位素及其核性质和产生方式见表。裂变产生的有锶90(裂变产额约5.90%)、锶89(4.81%)以及质量数为91~97的放射性锶,有实际意义的是锶89和锶90。

化学性质

碳酸锶、草酸锶和硫酸锶难溶于水,硝酸锶、氯化锶易溶于水。锶、钙和钡的硝酸盐均易溶于水,但它们在发烟硝酸中的溶解度却大不相同,其中硝酸钙易溶,而硝酸锶和硝酸钡均难溶。此外,铬酸锶的溶解度比铬酸钡大。从裂变产物中分离、提取锶90和锶89的经典方法就是根据上述化学性质的差异。

锶也能与乙二胺四乙酸、二亚乙基三胺五乙酸、柠檬酸等有机试剂生成络合物,利用这些络合物与其他金属离子的络合物的稳定性差异,可分离放射性锶和促排体内的放射性锶。

分离

包括从裂变产物中分离、制备各种辐射源和从环境样品中分离、检测锶。

(1)从裂变产物中分离提取锶89和锶90经典的方法是发烟硝酸-氢氧化铁法。先将锶载体和铯、钡、镧、锆、钌等反载体加入裂变产物中,加热浓缩到少量体积,冷却到0℃,加发烟硝酸使硝酸锶和硝酸钡沉淀。用最小量的蒸馏水溶解上述沉淀,用氢氧化铁沉淀法滤去稀土类裂变产物杂质。如果热铀棒的冷却时间少于90天,则将上述滤液酸化后,在乙酸铵存在下加入铬酸钾,使铬酸钡沉淀,锶留在溶液中。最后以碳酸锶或硫酸锶的形式得到放射性锶的产品。对铯137、锆95、铌95、钌106和铈144等的净化系数均达105以上。

从高放射性裂变产物废液中分离、提取锶90的研究工作开展得很多。20世纪70年代以来,发展了人工合成的各种复合无机离子交换剂,例如利用聚锑酸类交换剂对锶90的选择交换吸附性,在酸性介质中分离、提取锶90,这类无机复合材料由于具有耐辐照和热稳定性好等优点而得到广泛的重视。二(2-乙基己基)磷酸萃取法、反相萃取色谱法(见溶剂萃取、色谱法)等既简便,分离效果又好,也是分离提取锶90的重要方法。

(2)从环境样品中提取锶90 锶90是放射性沉降物中毒性最大的核素之一。因此准确测定土壤、生物、食物、水等环境样品及血、尿中锶90的含量,及研究锶90的处置方法很有意义。分析土壤样品中锶90的方法是在用6摩/升盐酸处理过的土壤溶液中加入锶载体,调节pH至4,以草酸锶形式沉淀锶90,灼烧后,在酸中溶解, 以氢氧化物的形式沉淀去除铁、铝等杂质,用碳酸盐的形式分离锶和钙。最后用发烟硝酸法沉淀硝酸锶。测量锶90时,必须考虑其子体钇90的生长校正因素。

应用

从裂变产物中分离出来的锶90制作的辐射源(锶90-钇90辐射源)价格低廉,在工业上可用作测厚仪、料位计、静电消除器等放射性检测仪和控制仪表中的β辐射源。在医学上可利用锶90的子体钇90的β- 放射性,治疗角膜溃疡、黑色素瘤、面板癌和神经性皮炎等。锶90还可以制成放射性核素电池,用作自动气象站和海下声纳发生器的电源。锶89可做β辐射源。锶85可做纯γ辐射源,也是一种常用的示踪剂。

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