镭的测定

镭是怎样被发现的？~

1898年12月，居里夫人又根据实验事实宣布，她发现了第二种放射性元素，这种新元素的放射性比钋还强，她把这种元素定名为“镭”。可是，当时谁也不敢确认她发现的这种新元素。因为按化学家的传统观念，一个科学家在宣布他发现新元素时，必须拿出实物来，并精确地测出它的原子量。而居里夫人手里既没有镭的样品，也没有它的原子量。
为了让同行们看到真实的样品镭，居里夫人需要在藏有钋和镭的沥青铀矿里去提炼，而当时这种矿物很昂贵。对于生活本来很清贫的居里夫妇来说，无法用足够的钱去购买。
经过无数周折，奥地利政府决定馈赠一吨残矿渣给居里夫妇，并答应若他们将来再需要的话，可以在最优惠的条件下供应。于是，居里夫人有了原料来源。他们夫妻夜以继日地在小屋里提炼，从1898年一直工作到1902年，整整4年时间，经过几万次的提炼，处理了几十吨的矿石残渣，他们终于得到了0．1克的镭，测定出它的原子量是225，镭宣告诞生了！

玛丽居里和他对象发现的

65.3.3.1 放射化学法

方法提要

试样经氢氧化钠、过氧化钠混合熔剂在650℃熔融后，用水提取，盐酸酸化，硫酸钡共沉淀富集镭，再用二乙胺四乙酸二钠溶解，得到小体积透明溶液，装入扩散器，封闭数天积累氡气，用空气洗带使氡气从溶液中转入闪烁室。50min后在室内氡钍分析器上测量，与标准镭溶液比较，计算试样中镭的比活度。本法适用于矿石及土壤试样中²²⁶Ra的测定。

仪器和装置

定标器。

室内氡钍分析器附闪烁室。

真空泵、压力计。

扩散器:容积约100mL(见图65.1⑧)。

干燥管:玻璃球的容积约8mL，内装无水氯化钙粉末，玻璃管二端长约1.5cm，用脱脂棉固定球内氯化钙粉末，保存在无水氯化钙干燥器中。

试剂

氢氧化钠。

过氧化钠。

氯化钡(BaCl₂·2H₂O，²²⁶Ra比活度低于2.0×10^-2Bq/g)。

无水氯化钙。

甘露醇。

盐酸。

硫酸。

氢氧化钠溶液(100g/L)。

氯化钡溶液ρ(Ba)=20mg/mL称取35.58gBaCl₂·2H₂O溶于水，稀释至1000mL。

EDTA溶液称取150gEDTA二钠盐和45gNaOH，溶于水，加水稀释至1000mL。

镭标准溶液²²⁶Ra活度为4～40Bq的标准溶液3到6份，装入扩散器中。

麝香草酚酞指示剂称取0.1g麝香草酚酞，用无水乙醇溶解并稀释至100mL。

分析步骤

试样处理。按表65.8中的比例称取试样(精确至0.0001g)置于铁坩埚中，先加入应加过氧化钠量的2/3，用玻璃棒搅拌均匀，然后加入所需的氢氧化钠，把余下的1/3过氧化钠均匀撒盖在表面。将坩埚立刻放入已升温至650℃的高温炉内熔融，当熔融物呈流体状时取出。将稍冷却的铁坩埚外壁用自来水浸洗一下，使其外部铁皮脱落，再放入600mL烧杯中，用200mL热水提取，待剧烈反应停止后，再用水和1mL(1+1)HCl溶液洗出坩埚。

表65.8 试样称取量和试剂用量

在不断搅拌下，向热的浸取液中迅速倒入按表65.8中所需的(1+1)HCl，使其呈黄色透明液体，澄清后将上层清液转入另一个600mL烧杯中，残液用的确良布和玻璃纤维过滤于主液中。

加水使体积至500mL，加入2mLBaCl₂溶液，在电热板上加热近沸，在不断搅拌下滴加3mL(1+1)H₂SO₄，放置5～10min，再搅拌0.5min，洗出玻璃棒，盖上表面皿，放置过夜。

用虹吸管吸出上层清液，留下约60mL残液，再加水至500mL，静止4h以上，待沉淀完全沉降后再虹吸去上层清液，加水到500mL，放置过夜。

虹吸上层清液，向残液和沉淀中加3滴麝香草酚酞指示剂、3g甘露醇和8mLEDTA溶液(此时溶液应为蓝色，否则滴加氢氧化钠溶液直到呈蓝色)。加水至200mL，盖上表面皿，在电热板上加热溶解沉淀。沉淀完全溶解后取下表面皿，低温浓缩体积至约20mL，用小漏斗装入扩散器中，洗净烧杯，控制溶液体积为扩散器容积的1/3。

仪器工作条件

1)平衡后计数率约20s^-1的氡气送入闪烁室中，3h后计数。测量不同阈值时相应的高压-计数率关系曲线，从中选择具有“坪长”大于60V，“坪斜”每100V小于15%的曲线的阈值为探测器的甄别阈。

2)在选定的甄别阈下，测量坪区高压-本底计数率关系曲线，选取本底计数率足够低的电压为探测器的工作电压。

3)在选定电压下连续获取15个读数，计算平均计数率n和标准差σ。用σ和n槡^-比较，若σ<1.5n槡^-，则认为稳定性合格，工作条件选择完成。否则，在同一坪区改变电压，重新选择工作点。

4)封样:将装入扩散器的试样，用空气洗带法抽走积累的氡气(不要太快，以免溶液溢出)，15～25min后用止水夹和玻璃活塞将扩散器两端封闭。记下封闭时间t₁，作为氡气积累开始的时间，积累时间按²²⁶Ra活度而定，²²⁶Ra活度大于20Bq，积累1～2d;活度在1～20Bq，积累3～8d;活度小于1Bq，积累10～15d。

5)闪烁室本底:将每个闪烁室在选定的高压、阈值下多次测量本底计数率，取平均值。在试样计数率高于本底计数率3倍时，取各闪烁室的平均本底D_S为这批闪烁室的本底。在试样计数率不足本底计数率3倍时，要增加本底值的测量时间，选用本底计数率低的闪烁室，并单独计算本底。

活度测量

将已知本底的闪烁室的一个出口用止水夹夹紧，另一出口和真空泵相接，以压力计为指示，抽成真空(<1kPa即可)，立刻用螺旋夹封闭。抽真空的闪烁室通过干燥管和待测试样的扩散器相接。连接方法见图65.2。

图65. 2 送气系统连接图

接好后打开“1”，使胶皮管松开，再拧松“2”，此时扩散器内有大量气泡通过溶液，大部分积累的氡气此时进入闪烁室。当气泡消失后再小心打开“3”，控制有缓慢连续的气泡，10min后调节“3”，使气泡适当加快，并控制使送气在15min结束。送气后要立刻封闭“2”，取下闪烁室和干燥管并封闭“1”和“3”。记下送气结束的时间t₂、t₂是氡气积累的结束时间，也是下次测量重新积累的开始。用过的干燥管立刻放入装有无水氯化钙的干燥器中。

送完气的闪烁室放置50min以上，在室内氡钍分析器和定标器相配的装置上测量，计数前要避光1min以上，按²²⁶Ra活度选择每次的计数时间，连续计数5次，取平均值

岩石矿物分析第三分册有色、稀有、分散、稀土、贵金属矿石及铀钍矿石分析

弃去此N_i值后重新取平均值。

分析结果的计算

按下式计算装置系数K:

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式中:K为装置系数，Bq/s^-1;R_r为标准镭溶液的²²⁶Ra活度，Bq;e为自然对数的底;λ为²²⁶Ra的衰变常数，取0.1813/d;t为氡气积累时间，t=t₂-t₁，d; 为镭标准溶液的平均计数率，s^-1; ^{为闪烁室的平均本底计数率，s}束时间。

按下式计算试样中²²⁶Ra的比活度:

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式中:Ra为试样中²²⁶Ra的比活度，Bq/g;m为称取试样的质量，g; 为装置系数K的平均值，Bq/s^-1;N_s为试样的平均计数率，s^-1;B为与试样分析步骤相同方法测得的试剂空白溶液的平均值，Bq; e、λ、t、同式(65.35)。

注意事项

1)试样也可以采取氢氧化钠、过氧化钠、无水碳酸钠和氯化钡混合熔剂在650℃熔融后，用水提取，镭与碳酸钡共沉淀，滤纸过滤，用热盐酸将沉淀溶解于原烧杯，装入扩散器，封闭数天积累氡气。

2)分解含有机物的试样时，试样置于铁坩埚中，放入650℃高温炉中灼烧10～20min，待冷却后再加熔剂。从熔剂加入到放入高温炉之间的时间要尽量缩短，以减少熔剂吸水。

3)洗涤沉淀的方法，也可改用离心法，则第一次虹吸后的残液转入离心管，离心分离，用10～15mL水洗1次，洗过的沉淀转回原烧杯，再溶解。

4)闪烁室的慢性漏气，在抽真空和送气时见不到异常。检查方法是送入氡气后分别在1h和3h测量计数率，后者一般比前者高10%左右，如果差值低得多，甚至出现负值，则该闪烁室漏气。

5)装置系数是指在确定测量条件下，在该套装置上，单位时间内的单位计数相当于被测试样的²²⁶Ra活度值。将3～6份²²⁶Ra标准溶液封闭1～3d后，共测定20次以上，计算系数，并求其平均系数 计算时弃去大于2倍标准偏差的系数。

6)对新的或长期未使用的闪烁室要经漏气检查后用2～3个²²⁶Ra标准测量3～5次，其平均系数在 的允许范围内才能使用。

7)测过的闪烁室要用真空泵反复排气清洗20min。对计数率大于3s^-1的闪烁室，第2天要再清洗1次，并隔5～10d后再使用。

65.3.3.2 子体γ射线法

方法提要

在天然放射性系列中的铀-镭系中，RaB和RaC所放射出的γ射线强度占整个铀-镭系γ射线强度的90%～98%。如果Ra(B+C)与氡达到放射平衡，其放出的γ射线与氡的含量成正比。当氡和镭达到平衡时，则γ射线量与镭的含量成正比。本法适用于矿石及土壤试样中²²⁶Ra的测定

通过比较镭氡达到放射性平衡的试样和标准源(以下称平衡源)的γ比放射性计数率来确定试样的镭含量，即:

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式中:w_s、w_es分别为试样和平衡源中镭的质量分数，g/g;I_s、I_es分别为试样和平衡源的γ放射性计数率，次/s;m_s、m_es分别为试样和平衡源的质量，g。

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K称为换算系数。

镭氡间达到放射性平衡需将试样密封一个月以上时间。实际工作中，根据氡的积累规律，在试样密封(时刻为t₀)后，取两个不同时刻t₁、t₂测定的镭当量质量分数，也可计算出试样中的镭含量w_s，即:

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式中:w_s1、w_s2分别为时间t₁、t₂测定，按式(65.31)计算的镭当量质量分数，g/g;t₁、t₂分别为第一次和第二次测定的时间(年、月、日、时、分);λ为氡的衰变常数(等于2.10×10^-6s^-1);1-e^-λ(t2-t1)为氡的积累修正系数。

第一次测定应在试样密封3～24h内进行，两次测定时刻的间隔以5～7d为宜。

试样射气系数可用下式计算:

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式中:e^-λ(t1-t0)为氡的衰减修正系数

仪器和装置

γ探测器。

定标器。

高压稳压电源。

低压稳压电源。

交流稳压电源。

铅屏蔽室。

试样盒(瓶)若干。

分析步骤

(1)装置检验

坪特性:用不同阈值时测定的计数率-高压关系曲线(坪曲线)来检验探测器坪特性的好坏。探测器的坪，其坪长不小于40V，坪斜不大于±10%/100V。

探测器的工作电压应选取本底计数坪和源(可用平衡源)计数坪公共坪段1/2处所对应的高压。

稳定性:通常指一个工作日(8h)的稳定性，用U检验方法来检验结果。取一组30个以上计数率读数的平均值和标准偏差，而后在一个工作日内的不同时间，保持测量条件不变和使用相同的放射源;另测量3组，每组5个(n)读数，分别取平均值，按下式计算其U检验统计量:

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式中:U为U检验统计量; S为一组30个以上计数率读数的平均值和标准偏差; 为不同时间测得的第i组n个计数率读数的平均值。

在α=5%水平上，如果这三组检验均不显著(U≤1.96)，则说明装置稳定性好;如果有一组以上检验是显著的(2.58≥U>1.96)或高度显著的(U>2.58)，则说明装置稳定性不好或很不好，应查明原因。

(2)装样、称量、密封

试样、标准源粉末均应置于烘箱内在温度100℃时烘3h，取出冷却并充分搅拌后方可装样。装样容器规格必须一致，装填时要压实，保持装填密度大致相同。加盖(塞)后，盒(瓶)内不得留有空隙。

称量后，用石蜡或其他材料封口，并记下密封时间t₀。

(3)平均本底和平均系数测定

按本底→平衡源的测量顺序，各测取5个合格的读数(用格拉布斯检验或狄克逊检验剔除异常值，单个读数测量时间不少于1min)，计算出一组本底和系数值。在不同时间里，取得10组以上正常的本底、系数值，计算出平均本底和平均系数。

系数的计算公式见式(65.31)，取4位有效数字。

(4)试样测定

开机并接通高压电源，仪器预热30min后可进行正式测量。

每个试样的总测量时间，根据不同镭含量而定:

低含量(1.7×10^-10g/g或0.05%平衡铀以下)试样不少于10min;

中含量(1.7×10^-10～1×10^-9g/g或0.05%～0.3%平衡铀)试样不少于5min;

高含量(1×10^-9g/g或0.3%平衡铀以上)试样不少于2min。

在不少于规定的总测量时间下，进行两次等时间的测量。在试样密封后3～24h内进行第1次测定(时间为t₁)，第1次测定后5～7d进行第2次测定(时间为t₂)，每次测量分别测2个读数，取其平均值。

(5)分析结果的表示

对两次测定的计数率分别扣除平均本底后，用平均系数按式(65.38)分别计算镭当量含量w_s1和w_s2，并按式(65.39)计算试样的镭含量w_s(g/g)。如有必要，按式(65.40)计算试样的射气系数η。

注意事项

1)物质成分的影响。在保持装填密度大致相同时，试样和标准源因物质成分不同对镭含量的影响小于2%;但密度大于1.30或大于1.50时，需对镭含量测定结果进行密度修正。

2)钾40的影响。1%的钾(⁴⁰K)仅相当于4.3×10^-11的镭，因此，在普通地质试样中，对钾的影响可不予以考虑。

3)钍的影响。试样中钍大于0.1%时，需对镭含量测定结果进行钍的影响修正。修正后的镭含量为:

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式中:Q_Th为钍的镭当量;w_s，Th为试样中的(或整批试样中的平均)钍含量，%;w_s，d为未经钍影响修正的试样镭含量，%。

Q_Th可用杂质含量很低的纯钍标准源测定:

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式中:w_Ra为按本法测定的纯钍标准源的镭当量含量，%;w_Th为纯钍标准源的钍含量，%。

铀的影响:当试样铀镭平衡系数C<0.5时，需对镭含量测定结果进行铀的影响修正。修正后的镭含量为:

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式中:Q_U为铀的镭当量;w_U为试样的铀含量，%;w_s，d为未经铀影响修正的试样镭含量，%。

Q_U可用杂质含量很低的纯铀标准源测定:

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式中:w_Ra为按本法测定的纯铀标准源的镭当量含量，%;w_U为纯铀标准源的铀含量，%。

65.3.3.3 高纯锗γ能谱仪能谱法

详见本章65.1.3.15高纯锗γ能谱仪能谱法测定铀、钍、镭。

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忠县15033395777： 居里夫人发现镭的过程要简洁的,100来字左右.. - ？
胥廖小儿：[答案] 居里夫人在进一步的研究中发现,可能还有一种物质能够放射光线.这种光线要比铀放射的光线强得多.她认为,这种新的物... 就这样,经过3年零9个月锲而不舍的工作,1902年,居里夫妇终于从矿渣中提炼出0.1克镭盐,接着又初步测定了镭的原子量....

忠县15033395777： 请问怎么检测镭元素 - ？
胥廖小儿： 用x射线衍射法

忠县15033395777： 镭元素简介 - ？
胥廖小儿： 镭,原子序数88,原子量2260254,是一种天然放射性元素,元素名来源于拉丁文,原意是“射线”.1898年居里夫妇从沥青铀矿矿渣中发现了镭,1902年分离出90毫克氯化镭,初步测定了镭的原子量.镭在自然界分布很广,但含量极微,地...

忠县15033395777： 居里夫人是怎样发现镭的 - ？
胥廖小儿： 19世纪末到20世纪初,世界科学事业收获了重要的成果.镭元素的发现和相对论的产生,就是其中最引人注目的.这里介绍一下镭的发现. 镭,是一种化学元素.它能放射出人们看不见的射线,不用借助外力,就能自然发光发热,含有很大的...

忠县15033395777： 什么是镭? - ？
胥廖小儿： 一种具有很强的放射性的元素并能不断放出大量的热.镭能生成仅微溶于水的硫酸盐、碳酸盐、铬酸盐、碘酸盐;镭的氯化物、溴化物、氢氧化物溶于水.已知镭有13种同位素,226Ra半衰期最长,为1622年.镭能放射出α和γ两种射线,并生成放射性气体氡.镭放出的射线能破坏、杀死细胞和细菌.因此,常用来治疗癌症等.此外,镭盐与铍粉的混合制剂,可作中子放射源,用来探测石油资源、岩石组成等.是原子弹的材料之一.

忠县15033395777： 居里夫人发镭的故事.居里夫人成功的原因是什么?如何面对前进道路上的失败?这个故事给我们什么启示?? - ？
胥廖小儿： 居里夫人之所以成功,首先是坚持下来,有恒心,并付出了极大的努力和代价. 只要方向正确,即使失败也可以看成是动力. 这个故事告诉我们,别人看似成功的背后,都有常人所看不到的艰辛和付出,告诉我们,没有谁可以随随便便成功.

忠县15033395777： 是谁发现镭的? - ？
胥廖小儿：[答案] 谁发现了元素镭? 法国科学家居里夫妇发现镭(1898) 皮埃尔·居里于1859年5月15日出生在法国巴黎,他父亲是一名医... 终于在1902年,从几吨的矿渣中提取了十分之一克的纯氯化镭,初步测定镭的原子量是225,它的放射强度比铀大200万倍. ...

忠县15033395777： 镭为什么会发光,请为详细的解释 ？
胥廖小儿： 镭是放射性金属元素.镭的放射线穿透力很强,能穿过动物的身体组织并杀死细胞.没有听说镭会发光.如会发光的话,也是镭与空气中的氧发生强烈反应的结果.

忠县15033395777： 什么是镭? - ？
胥廖小儿： 是一种金属

忠县15033395777： 镭元素的原子量是多少? - ？
胥廖小儿：[答案] 镭,原子序数88,原子量2260254,是一种天然放射性元素,元素名来源于拉丁文,原意是“射线”.1898年居里夫妇从沥青铀矿矿渣中发现了镭,1902年分离出90毫克氯化镭,初步测定了镭的原子量.镭在自然界分布很广,但含量极微,地...