同位素交换分离法 化学系 一班 杜国荣

同位素交换分离法 同位素交换分离法是 利用同一种元素中不 同的同位素之间，能 够发生自发交换的特 点进行放射性同位素 分离的方法。它是放 射化学的一种特有的 简便和快速的分离方 法之一。 它是放射化学的一种 特有的简便和快速的 分离方法之一。 但由于同位素稀释的 原因，该法分离所得 的放射性核素的比度 要相应的减少，这是 它的缺点

同位素交换分离法 同位素交换是一种十分普遍的现象。当同 位素交换反应达到平衡后，同一种元素的 不同种同位素在各相之间，各种化学状态 之间都达到了均匀分配，也就是说，它们 之间具有相同的同位素组成。 一般的同位素交换反应可写成 :

AX+BX *  AX * +BX 式中的 AX 和 BX* 分别表示含有同一元素 的两相或两种化学状态的物质，而 X 和 X* 分别表示同一种元素的稳定同位素和 放射性同位素

同位素交换分离法 同位素交换反应的反映速率通常用半交换期 （ T1/2 ） l 来表示。半交换期的物理意义是： 在被交换的物质中所含的放射性同位素浓度达 到平衡是浓度的一半所需要的时间。它是研究 同位素交换反应的一个重要的物理量。不同体 系的同位素交换反应速率差别可以很大。有的 在几秒钟内即可建立平衡，有的却慢到实际上 不进行交换。

同位素交换分离法 T1/2 值主要取决于介质和被研究的对象。 例如，在盐酸介质中， Cr 2+ /CR 3+ 之间的半 交换周期是 2 分钟，但在高氯酸介质中却要 14 小时。然而 Mn 2+ /Mn 3+ 之间的交换在高氯 酸介质中的 T1/2 只有 分钟。在放射化 学分离中，为了使分离快速进行，要求选 择半交换周期很短的交换反应，最好是 T1/2 在秒数量级。

同位素交换分离法 目前在分离上应用较多的是利用物质在 不相之间的同位素交换，主要有下列三 种类型。 1 液 - 液相之间的同位素交换 2 固 - 液相之间的同位素交换 3 气 - 液相之间的同位素交换

同位素交换分离法  如被分离元素有两种合适的化学状态，可选择的 溶于两种互不相溶的溶剂中，当它们之间快速进 行同位素交换反应时，利用液 - 液相间的同位素交 换能够方便的分离或浓集某一元素的放射性同位 素。如果将该法与亚化学计量法结合，则效果更 好.

液 - 液相之间的同位素交换 例如， Ikeda 等利用水中放射性同位素 I*- 离子与溶于四氯化碳有机相中 I2 间的同 位素交换反应 I* - ( 水 ) + I 2 —— I - （水） + I* 2 （ Cl 4 ） 和亚化学计量法结合，能方便地用于海 水和雨水中的放射性碘的分析

固 - 液相之间的同位素交换 1  在离子交换晶体沉淀上的同位素交换，在 离子交换色层中的同位素和在薄色层中的 同位素交换都属于这一类。这类同位素交 换分离法同样是比较简单和有效的。

固 - 液相之间的同位素交换 2  例如，由于同位素交换的原因，碳酸锶晶体沉淀几 乎能全部吸收溶液中无载体 90 Sr 。取 1 克 SrCO 3 固体 与 1 升含放射性锶的溶液相接触平衡，对放射性锶 的去污因子接近 10 。如果在溶液中加入少量 SO ， 则去污因子可达 10 3 。又如，利用 25% 的 SrCO 3 和 75% 的硅胶组成的薄层色层板与溶液中 90Sr 2 + 之间 进行同位素交换，以硫酸作展开剂，在不长的时间 内即可使 90 Sr- 90 Y 获得满意的分离效果。

气 - 液相之间的同位素交换 这种同位素交换可以在元素态或化合物之间 进行。前者如 : Br 2 ( 气 )  Br * 2 ( 液体 ) 这种同位素交换可以在元素态或化合物之间 进行。前者如 : Br 2 ( 气 )  Br * 2 ( 液体 ) I 2 ( 气 )  I * 2 ( 液体 ) I 2 ( 气 )  I * 2 ( 液体 ) 后者如硒或碲的气态氢化物与溶液中的亚硒 酸（ H 2 SeO 3 ）或亚碲酸 H 2 Te 3 ）之间进行的 交换反应。 后者如硒或碲的气态氢化物与溶液中的亚硒 酸（ H 2 SeO 3 ）或亚碲酸 H 2 Te 3 ）之间进行的 交换反应。

应用 同位素交换法通常用于短寿命裂变产物的分离 和测定，比较成功的有溴，碘，硒和碲等裂变 元素

同位 素化 学简 史  19 世纪末，由于电子、 X 射线和放射性的发现，使 人类的认识能深入到原子内部。  放射性不同的新元素在化学性质上完全相同，彼 此无法分开  1913 年索迪和法扬斯同时发现放射性元素位移规 律，并提出同位 素的概念  1913 年汤姆逊和阿斯顿在用磁分析器研究氖时， 发现了氖的两种同位素 — 氖 20 和氖 22 。这是第一 次发现稳定同位素  1920 年赫维西和策希迈斯特尔研究了同位素交换 反应。 

 谢谢大家