阿克量级放射性同位素分析的加速器质谱分析技术及其进展

加速器质谱(AMS)技术已发展成为测试超低含量长寿命放射性核素的最灵敏手段,探测限降低至阿克量级。该文对加速器质谱的基本原理、加速器质谱仪基本结构、仪器经历的四代发展演化情况以及加速器质谱相关的关键技术进行了综述,以便于感兴趣的科研人员或从事相关交叉研究的青年科技工作者了解加速器质谱的技术原理、发展趋势、应用领域和范围,促进该技术的应用和学科交叉融合创新。近10年来,我国加速器质谱技术发展快速,仪器设备急剧增加,实验室建设和应用领域发展迅猛,在建及建成各类设备二十余台,设备类型愈发多样化,测试核素同样经历了最初的14C单一核素到现在“主流长寿命放射性核素”的近乎全覆盖扩展,应用范围不断扩大,对我国加速器质谱实验室的建设发展情况进行梳理和汇总也正得其时。加速器质谱技术除了推动传统的基础科学研究外,必将在对全球气候、环境污染、公众健康和国际性的核材料安全防护等热点问题的研究中做出越来越大的贡献,发挥越来越重要的作用。

医用放射性同位素制备的现状与展望

医用放射性同位素可用于诊断、治疗疾病。随着国家的重视与人民的渴望,医用放射性同位素生产领域将迎来快速发展时期,本研究对医用放射性同位素的生产方式进行总结,着重介绍99Mo、125I、131I、177Lu、89Sr、18F、68Ga、225Ac等医用同位素制备方法和发展情况,结合2021年国家八部委联合发布的《医用同位素中长期发展规划(2021—2035年)》,对国内放射性医用同位素的现状进行总结。

原油组分Re-Os放射性同位素体系特征及其定年机理与应用启示

Re-Os放射性同位素体系可用于含油气系统关键地质过程的定年与示踪研究。不过,Re-Os定年的精度仍受到有关科学问题的制约,如原油组分的Re-Os体系特征、沥青质渐进散失对原油Re-Os体系特征与定年应用的影响等。本研究通过二元溶液直接分离原油次组分的实验,揭示了原油组分的Re-Os体系特征,模拟了实际地质情况中沥青质渐进散失对原油Re-Os体系特征与定年应用的影响,并通过重复实验验证相关实验流程对所取得的结果和认识的影响。研究发现,根据沉淀的先后顺序,原油次组分的Re和Os元素丰度总体上呈下降趋势,但有起伏变化,Re-Os同位素比值则单调下降。因此,沥青质的渐进散失将导致原油Re和Os元素丰度以及Re-Os同位素比值降低,进而对原油和低成熟度沥青Re-Os定年与示踪的应用产生影响。重复实验表明,实验室分离次组分的操作结果具有一定的随机性,但不影响Re-Os体系的总体性质。

放射性同位素^(14)C测年在岩溶地下水中的应用及研究进展

放射性同位素^(14)C测年是获取岩溶地下水水文地质参数,探索岩溶地下水运移状态,评价其可持续利用的重要手段。搜集已公开发表的放射性同位素^(14)C文献资料和相关研究实例,对其主要来源、循环过程、测年原理、分析方法以及在岩溶地下水研究中的应用等内容进行系统论述。研究表明,目前放射性同位素^(14)C主要用于测定岩溶地下水年龄,通过地下水年龄分布和不同来源的同位素占比,科学识别地下水补给源、估算地下水补给速率、合理评估地下水的更新能力等,再现岩溶地下水运动过程,进而计算运移过程中同位素交换率,判断发生的岩溶作用程度,可示踪地下污染来源,揭示地下水污染质的迁移规律,可为水资源利用和环境评价提供关键性的依据。然而,在使用放射性同位素^(14)C测年的过程中,仍存在样品采集、处理流程不规范,仪器精度有限、测试价格昂贵、检测结果波动性大等问题。^(14)C测年范围有限,作为示踪剂指示作用单一,无法测定出过于“年轻”或者“古老”的岩溶地下水年龄。此外,地下水的运动过程中自然成因的“死碳”混入和人为因素的干扰也会造成测年结果的偏差,现有的校正模型暂时无法解决该问题,相关理论也缺乏研究,这给实际应用和进一步发展造成一定的困扰。该文指出放射性同位素^(14)C测年在未来仍需加强理论的研究,规范样品采集、处理流程,注重测试技术的开发,以解决“死碳”混入和人为因素的干扰造成的测年结果的偏差,多种示踪剂联合使用,提高测年精度和广度。

放射性同位素实验室的安全与防护探究

为防范放射性同位素安全防护不当对人身和社会安全造成不利影响。结合杭州师范大学放射性同位素实验室管理情况,主要从理论建设和制度管理、分区管理、规范操作及放射性废物处理几个方面探究,通过实施对应的措施,大大提高实验室的安全与防护水平,能一定程度指导放射性同位素实验室的辐射安全与防护工作。

诸广山中段“三九”地区铀矿放射性同位素特征及找矿潜力

“三九”地区位于诸广山复式岩体中段,隶属华南花岗岩型铀矿富集区。放射性同位素及其比值是反映铀成矿信息的重要参数,可直接反映浅部到深部的铀、镭富集的地球化学特征及其迁移规律。本文重点探讨“三九”地区不同地段、不同含量、不同埋深和不同矿体部位的^(238)U、^(234)U、^(226)Ra、^(230)Th和^(231)Pa同位素特征及其比值,分析铀、镭迁移富集规律。结果表明:“三九”地区铀矿体由近地表至深部铀镭平衡系数具有高-低-高变化特征;U元素的相对富集、Th元素相对减低及其U/Th比值的急剧升高等特征,与U、Th丰度区间具有明显分带特征关系密切;当地表有矿化或异常显示且浅、深部有工业矿时,其同位素组成具有铀、镭同时迁出,且铀大量迁出特征;当地表无异常显示时,其同位素组成具有铀大量迁出、镭明显迁入特征。大于1的^(234)U/^(238)U比值可有效指示找铀矿化。综上,利用放射性同位素及其比值法在“三九”地区预测深部铀成矿有利地段,取得较好应用效果,其中九龙江、石壁窝和木洞三个地段的深部异常已被钻探工程揭露证实。本次研究对“三九”地区下一步铀矿找矿工作的部署与开展具有重要借鉴意义。

^(90)Sr放射性同位素光源设计及试验

本文对基于YAG:Ce^(3+)发光透明陶瓷的90Sr同位素光源结构进行了设计,采用了Monte Carlo方法研究了26mCi ^(90)Sr放射源的发光亮度,同时计算分析了光源的辐射射线能谱和辐射剂量场分布。最后通过试验测试了^(90)Sr光源亮度、辐射剂量,验证了设计结果。该方法为^(90)Sr光源优化设计和制备提供了基础和指导。

某医院放射性同位素应用场所的辐射防护效果分析与评价

同位素在核医学科的成像、诊断和治疗方面的应用越来越普遍,同位素的应用给辐射工作者和公众带来了潜在辐射危害。通过探究某医院核医学科的放射防护措施,在监测、分析及现场调查的基础上,评估了该医院放射性同位素应用场所的辐射防护效果。结果表明,该核医学科放射工作场所周围的辐射水平低于标准中规定的剂量限值,估算的年有效剂量小于管理目标值,符合辐射防护相关标准。该医院各场所屏蔽体的屏蔽效果良好,核医学科场所的屏蔽是可行的。

一种气态放射性同位素光源激光封割工艺

气态放射性同位素光源是利用毒性小、低能易防护、半衰期较长的β放射性同位素(通常为气态的氚-3、氪-85等),在自身衰变过程中所释放出的射线来激发发光材料,从而把辐射能转变为光能的冷光光源。具有无需外加能源、不受气候环境影响、使用寿命长、辐射剂量低等优点,是黑暗条件下小视野指示照明的优良光源,可广泛应用于瞄准器具、指示牌、航空航海各类仪器仪表背板等。

陆地用60 W级^(241)AmO_(2)放射性同位素温差发电器的输出电性能计算及安全性分析

放射性同位素温差发电器(radioisotope thermoelectric generator,RTG)具有寿命长、环境适应性强等优点,可广泛应用于海、陆、空中的复杂场景。其中,为陆地设备供电是RTG的一个重要工程应用领域。^(241)AmO_(2)由于具有半衰期长,获取渠道广泛,剂量率低等优点,可作为陆地用RTG能源供给的来源之一。本研究设计一款60 W级^(241)AmO_(2)驱动放射性同位素温差发电器,并基于ANSYS有限元分析软件,计算其在陆地中不同环境温度下应用时的电性能和安全性。计算结果显示,环境温度影响^(241)AmO_(2)-RTG的最大输出功率和温度分布,当环境温度为-60~50℃时,其最大输出功率最低为66.0 W,最高可达75.7 W,源芯最高温度为789℃,热电模块热端最高温度为717℃。输出电性能和源芯温度满足设计指标及安全需求。

放射性同位素示踪法研究氟啶虫酰胺在蛋鸡中的排泄

为了研究氟啶虫酰胺在蛋鸡中的排泄,本研究采用放射性同位素14C标记氟啶虫酰胺,以蛋鸡为试验材料,通过胶囊经口方式给药,并对给药胶囊稳定性进行考察,采用氧化燃烧的方法对粪便中的总放射性残留进行分析,采用液体闪烁计数分析仪(LSC)对鸡蛋及清洗液进行总放射性残留的分析。试验结果显示,在给药过程中胶囊中的氟啶虫酰胺稳定,2次平行样品的放射化学纯度偏差为0.101%。鸡蛋样品的残留量为0.239~1.570 mg/kg,氟啶虫酰胺的总回收量为2.364 mg,占总给药量的3.01%;粪便样品的残留量为4.73~12.70 mg/kg,氟啶虫酰胺的总回收量为69.58 mg,占总给药量的88.8%;粪便清洗液样品的残留量为0.756 mg/kg,氟啶虫酰胺的总回收量为0.675 mg,占总给药量的0.861%;受试物质氟啶虫酰胺的总物质平衡回收率为92.7%。研究表明,氟啶虫酰胺在蛋鸡体内主要通过粪便排泄,鸡蛋中的排泄量较低,并且在蛋鸡其他组织中分布较少。

空间放射性同位素电池发展回顾和新世纪应用前景

迄今为止,美俄两国已向空间发射了80多台空间核电源(包括同位素电池和反应堆电源)。重点回顾了20世纪放射性同位素电池的研发历史和空间发射现状;概括介绍了目前放射性同位素温差发电器(RTG)业已达到的技术水平和提高热电转换效率的最近动向;综述了美国、俄罗斯和欧洲航天局在21世纪初期(20001/2015)使用RTG的空间和太阳系探索计划,展现了RTG的广阔应用前景。

韩将于2025年启动医用放射性同位素铜-67批量生产

【韩国原子能研究所网站2023年7月31日报道】2023年7月31日,韩国原子能研究所(KAERI)质子科学研究中心宣布已成功研发一种分离技术,可用于生产高纯度医用放射性同位素铜-67。韩原研计划2025年启动铜-67的批量生产。铜-67半衰期约为62小时,可发射用于癌症诊断的γ射线和用于治疗的β射线,因此能够用于癌症的诊断和治疗。

放射性同位素

放射性同位素(radioisotopes):放射性同位素是指质子数相同、中子数不同的放射性核素。1910年英国化学家索迪提出了同位素假说,即存在不同原子质量和放射性,但其它物理化学性质完全相同的核素,这些核素处在周期表的同一位置,因而命名为同位素。

浅谈陕北地区放射性同位素吸水剖面测井中辐射安全与防护

本文简要介绍了陕北地区放射性同位素吸水剖面测井原理以及测井现状,分析了测井过程中正常工况、事故工况产生的污染物以及污染途径,提出了相应的辐射安全与防护措施、辐射安全管理措施。

2001年格鲁吉亚^(90) Sr放射性同位素热源辐射事故介绍

从事故发生的背景与年表、IAEA访问任务与结果、放射源回收前的评估与准备工作、回收操作、经验反馈、生物学剂量测定等方面对2001年格鲁吉亚90Sr放射性同位素热源(RHS)辐射事故进行了详细介绍。格鲁吉亚90Sr辐射事故的实践证明,放射性同位素热电发生器(RTG)缺乏有效监管,未能及时把长期闲置的RTG拆除并将RHS安全送贮,擅自遗弃,是事故发生的原因;在格鲁吉亚当局有关部门和地方组织的支持下,在辐射防护专业知识和实践经验相结合的国际援助下,对受照者的医疗救治、放射源回收的准备工作和实践操作是合适、充分、有保障的。将为辐射事故应急提供经验和参考。

放射性同位素热源/电源在航天任务中的应用

综述了放射性同位素热源/电源(RHU/RTG)在美国、苏联/俄罗斯航天任务中的应用情况。其中包括:美国首次作为空间飞行辅助电源的SNAP-3BRTG,首次作为卫星主电源的SNAP-9ARTG,首个满足空间安全性的SNAP-19B RTG,首个采用模块化设计的通用热源(GPHS);苏联/俄罗斯首次在空间应用的210 Po RTG和应用于火星探测的238 Pu RTG;美国和苏联/俄罗斯发生的6次航天应用意外事件及其影响。概述了国际上空间核安全政策与措施,可为中国月球探测工程核能源的应用提供参考。

放射性同位素示踪剂技术研究油水井间高渗透层

研究油水井间的高渗透带及大孔道对油田开发具有重要意义。现场常用的普通示踪剂只能定性监测井间高渗透带或大孔道 ,放射性同位素示踪剂技术主要是在水井中注入一种氚放射性同位素示踪剂 ,通过不同部位油井放射性示踪剂产出计算及峰值特征分析 ,利用解释软件处理推导出多种地层参数 ,在此基础上计算出油水井之间存在的高渗透层及大孔道参数 ,为下步注采调整方案及封堵大孔道控水稳油等工作提供可靠的依据。该技术在 2个断块开展了现场试验 。

放射性同位素温差发电器在深空探测中的应用

放射性同位素温差发电器不受太阳光和其它环境条件的影响,可以同时为航天器提供电能和热能,是较理想的月球和深空探测电源。文章回顾了国外RTG的应用历史,评述了RTG的发展趋势。目前,RTG的研究方向是高效率、高比功率,以满足未来深空探测任务的需要。文章介绍了应用于深空探测的RTG在优化配置过程中应当考虑的一些问题。最后,评述了深空探测RTG的技术关键,包括RTG设计、温差电换能器技术、同位素热源及其安全技术、热管理技术和电源管理技术。

地下水放射性同位素测年方法研究进展

放射性同位素测定地下水年龄是研究煤矿区含水层系统中地下水的赋存条件、运移规律和含水层系统中地下水资源可更新能力的重要手段,对煤矿水灾害防治和地下水资源的可持续利用至关重要,近年来它已成为国际水文地质研究的热点问题。在详细阐述地下水放射性同位素测年及分类方法的基础上,对国内外有关地下水测年方法的原理和优缺点进行了分析评述。并讨论了目前地下水测年方法中存在的一些问题,指出地下水放射性同位素测年方法研究的发展趋势和亟待加强研究的关键问题。