基于压水堆运行反馈的~(14)C源项研究

本文阐述了压水堆中~(14)C产生机理,建立了~(14)C产生量的计算模型和方法。通过对德国和法国大量压水堆的气相~(14)C排放量进行统计分析,得到法国和德国压水堆的气相~(14)C年排放量平均值为217GBq/(GWe·a),提出气相~(14)C最大排放量可取平均值的1.4~1.7倍的经验方法。结合理论计算,指出固相和液相~(14)C可能占~(14)C总产生量的20%以上。研究表明,引起同类压水堆中气相~(14) C年排放量在较大范围变化的主要原因是机组运行中放射性废气排放管理的不确定性,而不是由于冷却剂氮浓度变化。本文的研究方法和结论对于压水堆设计具有普遍适用性,可用于三代压水堆的放射性流出物设计和工程评审。     

宇宙放射性同位素在大气层中进行的化学反应

美国加利福尼亚大学化学系罗兰德(F.S.Roland)在日本第二十四届放射化学讨论会上发表特别讲演时指出:在同温层中通过~(14)N(n.p)~(14)C核反应会生成~(14)C,并通过化学反应产生~(14)CO,最后形成~(14)CO_2。这些反应生成的~(14)CO_2会进入地球上的一切生物体中并达到平衡状态,成为~(14)C测年代方法的基础。这项技术已用于考古学上     

环境^14C的取样与分析方法

一、前言 ~(14)C的半衰期为5730年,其β射线的最大能量为156keV,平均能量为45keV,同氚一样是应用非常广泛的低能β放射性同位素。1947年Libby和他的同事对于自然界中~(14)C的发现,导致放射性碳断代技术成为古人类学研究的一个重要工具。为了得到有意义的放射性碳年代所要求的高精度和灵敏度,各断代实验室竞相研究其专门的取样,化学处理,计数和数据处理方法,以确定~(14)C的活性。然而人们对环境中~(14)C的监测和研究却起步较晚。~(14)C由宇宙射线和上层大气相互     

反应堆石墨中~(14)C生成及滞留机制的分析和探讨

~(14)C是退役石墨中最重要的核素,半衰期为5 730 a,处理处置过程需要重点关注。石墨中~(14)C生成机制复杂,主要来源于~(13)C、~(14)N、~(17)O分别与中子发生的三个反应:~(13)C(n,?)~(14)C、~(14)N(n,p)~(14)C、~(17)O(n,?)~(14)C,重水研究堆石墨中由~(14)N(n,p)反应生成的~(14)C约占~(14)C总量的90%以上。本文通过理论计算和实验比较方法对反应堆热柱石墨中~(14)C生成及滞留机制进行了分析和探讨,得出了石墨中N来源于杂质N和孔隙N_2,后者生成的~(14)C以热原子形式存在,并迅速与O_2结合生成~(14)CO_2,发现了反应堆停闭后石墨孔隙闭孔中依然存在~(14)CO_2,并估算了以孔隙~(14)CO_2形式存在的~(14)C约占石墨中~(14)C总量的30%。     

基于加速器质谱测量的~(14)C呼气试验样品制备方法研究

采用加速器质谱法研究~(14)C呼气试验样品的制备方法。采用长寿命放射性核素~(14)C作为示踪核素,目前已广泛应用于生物代谢、疾病诊断和脏器功能评估。离子源引出的束流强度是衡量加速器质谱灵敏度的重要参数,为了获得较高的束流强度,本工作系统研究了~(14)C呼气试验样品的石墨法、碳酸盐法两种制备方法,拟建立~(14)C呼气试验样品制备流程,确定最高束流强度引出时的最优~(14)C呼气试验样品制备参数,为~(14)C呼气试验广泛应用提供实验基础。     

EPR堆型的~(14)C源项优化设计研究

以欧洲先进压水堆(EPR)压水堆中~(14)C的产生机理为基础,建立理论模型计算得到~(14)C年产生量。通过对西门子压水堆中大量气相~(14)C排放量的统计分析得到了气相~(14)C归一化排放量范围,结合理论模型评估得到~(14)C在液相排放量和固相废物中的总量。结果表明,EPR反应堆的气相~(14)C的预期排放量和最大排放量范围分别为331 GBq/a和660～700 GBq/a,液相~(14)C排放量的预期值和最大值为30 GBq/a和60 GBq/a,固相废物的预期值和最大值为64 GBq/a和130 GBq/a。此外,冷却剂氮浓度为10 ppm(1 ppm=10-6)对得到的气相~(14)C的理论计算值与西门子压水堆的气相~(14)C排放量符合得较好,这说明传统设计中计算~(14)C最大排放量采用的溶解氮含量过于保守。本文采用的研究方法和研究结果对EPR和华龙一号的~(14)C源项分析具有重要价值。     

14C激发态中子晕

~(14)C半衰期5 730年,是自然界标准时钟,又可作为示踪原子。因此,在考古、生物医学、工程建筑等人文科学、自然科学研究和国民经济建设中有着广泛的应用。~(14)C是宇宙射线在高层大气层中产生的。~(14)C的核结构,尤其是晕结构与其产生率密切相关,~(14)C结构的研究有较重要的意义。     

液体闪烁计数法应用于~(14)C年代测定的实验误差分析

~(14)C年代测定方法在地质、考古等学科中得到广泛的应用。被测样品的年代了是通过测量样品中残存的~(14)C放射性比度A与大气~(14)C比度A_0之比,利用公式T=82671n(A_0/A)(年)计算而得。为建立我国“现代碳”标准样,我们于1980年用液体闪烁法对一系列~(14)C标准样作了标定。我们使用FJ-353型液体闪烁计数器和自制的放大分析器,采用了甄别单路小脉冲的串光甄别线路,对探头附加了铅屏蔽。仪器对~(14)C的探测效率η=73％,本底月=5.7cpm,优值η~2/B近1000。表1中列出某一标准样五次重复制样测量的结果。样品燃     

热释光和~(14)C法年龄数据的对比研究

本文以热释光(TL)和~(14)C两种测年方法对同一地质体不同标本的年龄测定结果进行了对比分析,初步探讨了标本的计时起点不同可能是一些数据相矛盾的主要原因之—,为获得准确的时间信息和合理应用数据提供了依据。     

应用~(14)C示踪法研究氮肥增效剂在土壤和水稻中的残留动态与迁移规律

本文介绍了三种~(14)C标记的氮肥增效剂:2-氯-6-[三氯甲基-~(14)C]吡啶(代号CP-~(14)C)、脒基硫脲-~(14)C(代号ASU-~(14)C)、4—氨基—1、2、4三唑盐酸盐-~(14)C(代号ATC-~(14)C),在水稻体内的吸收,转运、残留和分布;在四川省四种代表性土壤中吸附、渗透、淋失、分布规律的研究方法和结果。     

β射线对水稻的诱变效应研究

以水稻为试材,以M_2代熟期和株高突变率作为主要考察指标,比较了~(14)C与其他若干诱变因素的诱变效果,研究了~(14)C诱变效应与处理时期、剂量和方法等关系。结果表明,~(14)C比其它几种诱变因素具有更好的诱变效果,诱发早熟突变以花粉母细胞形成期引入,剂量为333×10~4Bq/株左右最适宜,诱发矮秆突变以雌雄蕊形成至花粉母细胞形成期引入,剂量为74×10~4Bq/株最适宜,处理方法以植株基部注射引入Na_2~(14)CO_3最佳。     

β射线对水稻的诱变效应研究

以水稻为试材,以M_2代熟期和株高突变率作为主要考察指标,比较了~(14)C与其他若干诱变因素的诱变效果,研究了~(14)C诱变效应与处理时期、剂量和方法等关系。结果表明,~(14)C比其它几种诱变因素具有更好的诱变效果,诱发早熟突变以花粉母细胞形成期引入,剂量为333×10~4Bq/株左右最适宜,诱发矮秆突变以雌雄蕊形成至花粉母细胞形成期引入,剂量为74×10~4Bq/株最适宜,处理方法以植株基部注射引入Na_2~(14)CO_3最佳。     

利用树木年轮学分析北京市大气中14C和210Pb的历史活度浓度

在工业化和城市化进程中,城市能源消费和人民生产生活方式都发生了变化,大气污染问题已日益凸显并受到广泛关注,但对大气中放射性的影响鲜有研究报道。通过对北京市两地树木年轮中~(14)C和~(210)Pb放射性活度测量,分析和研究北京市在工业化和城市化过程中大气放射性水平的变化。结果显示:房山区阎河路紫草坞附近杨树年轮(1977～2015年)的α纤维素中~(14)C活度浓度自1977年起呈逐年下降趋势;年轮中~(210)Pb的活度浓度在1977～1985年期间呈增长趋势,随后呈逐年下降趋势。清华大学西门附近的梧桐树木年轮(1961～2015年)中~(210)Pb活度浓度随工业化和城市化进程无明显变化规律。~(14)C活度浓度降低原因之一就是全球工业化进程中燃烧了大量化石燃料,释放了大量的CO_2气体,稀释了大气中~(14)C活度浓度。房山区树木年轮中~(210)Pb的浓度变化可能由于其附近的化工厂生产引起的。清华大学西门附近无大型化石燃料生产的工厂,能较好地反映当地的大气中~(210)Pb变化。     

~3H和~(14)C标记常咯啉的合成

本文用合成方法制备了抗心律不齐新药常咯啉的三种不同位置~3H和~(14)C的标记化合物。以5-溴邻氨基苯甲酸按Scheme 1经5步反应得6-溴代常咯啉(Ⅵ),Ⅵ用氚经催化脱卤得[6-~3H]常咯啉(Ⅰ)用[~(14)]甲酸制成[~(14)C]甲酰胺,按Scheme 1经二步反应得[2~(14)C]5-氯代喹唑啉(V,R=H)再按Sc-heme2即得[2-~(14)C]常咯啉(Ⅱ)。以[~(14)C]甲醛为原料按Schemel的最后一步可直接制得(甲撑-~(14)C)常咯啉(Ⅲ)     

~(14)C-碳酸钠测量方法的改进

本文介绍用液体闪烁技术测量Na_2~(14)CO_3或NaH~(14)CO_3的一种改进方法。在一定量的蒸馏水中加入适量的Na_2CO_3载体和NaOH,再加一定量的待测Na_2~(14)CO_3溶液,制成供测量用的放射性浓度适中的Na_2~(14)CO_3贮备液。在甲苯/Triton X-100闪烁系统(PPO4g,POPOP 0.25g,Triton X-100 165ml,加甲苯至500ml)中加入DL-α-苯乙胺,最后加入Na_2~(14)CO_3贮备液,制备样品。用样品道比法测定效率。每日测量一次,在连续测量的9天中,未发现~(14)C损失,也未发现存在化学发光,探测效率约为83％。     

基于小型单极加速器质谱测量~(14)C的样品制备技术研究

为满足新研发的200kV单极静电加速器质谱仪测量14 C的需要,开展了14 C样品制备技术研究。在自主设计的14C制样装置上优化了H2-Fe法、Zn-Fe法、Zn-H-Fe法制备石墨样品的实验条件,制备的样品经离子源引出12C-的束流均可达15~40μA,稳定性好于0.2%。在加速器质谱仪的调试中发现压低制备样品12CH+13C和12C的粒子个数比更有利于实现14 C-SE-AMS小型化及高灵敏测量。~(14)C-SE-AMS的测试样品中碳含量小于1mg时,采用Zn-Fe法有利于压低~(12)CH+~(13)C和~(12)C的粒子个数比;样品碳含量为1~5mg时,采用Zn-Fe法和Zn-H-Fe法效果相当。建立的制样方法对含碳量为100μg~5mg的样品,其产率均能达到95%以上,且空白样品测试结果表明此系统能有效避免样品制备中的交叉污染。     

[~(14)C]标记丙双吗啉(AT-2153、MST-02)的合成

丙双吗啉(AT-2153,MST-02),化学名为1,2-双(4-吗啉甲撑)-3,5-二氧哌嗪基丙烷,对多种肿瘤有较好的抑制作用。为了研究其在体内的过程,本文合成了哌嗪环~(14)C标记的西双吗啉(I_α)和甲撑~(14)C标记的乙双吗啉(I_b)。[1-~14C]乙酸经溴化成[1-~(14)C]溴乙酸(Ⅱ),Ⅱ与1,2-丙二胺作用生成1,2-丙二胺四乙酸[羰-~(14)C](Ⅲ)。Ⅲ与甲酰胺加热生成[羰~(14)C]1,2双(3、5-二氧哌唪)丙烷(Ⅳ),Ⅳ与甲醛和吗啉起Mannich反应即得I_α,收率43.4％,比放射性26.3MBq/mmol。将Ⅳ与[~(14)C]甲醛和吗啉反应则得I_b,收率75％,比放射性34.4MBq/mmol,冷试验分析H-NMR谱I_a、I_b与标准相同,元素分析与计算值相符。     

氮肥增效剂2-氯-6-[三氯甲基-~(14)C]吡啶的制备

2-氯-6-[三氯甲基]-吡啶[商品名称 N-Serve,代号 CP],是一种抑制铵态氮的硝化,减少氮的流失,从而提高氮肥利用率的化学药剂(以下简称 CP)。应用 CP-~(14)C 可以研究 CP 及其降解产物在植物和土壤中的残留动态。1964年雷德曼(C.T.Redemann)等人曾报导了 CP-~(14)C 的合成方法。我们对雷德曼等人的方法进行了改进,即以2-溴吡啶为原料,与正丁基锂作用,经~(14)CO_2羧化得[羧基-~(14)C]-吡啶羧酸-2,再用五氯化磷在200℃下进行氯化反应得 CP-~(14)C。这个方法原料来源方便,操作比较简单。     

应用~3H、~(14)C双标记法测定人血淋巴细胞脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)合成的研究

~3H-TdR(胸腺嘧啶核苷)掺入DNA和~(14)C-UR(尿嘧啶核苷)掺入RNA的实验已被广泛地用来研究细胞的增生和繁殖。我们在细胞培养过程中同时进行~(3)H-TdR和~(14)C-UR两种化合物的掺入,收获细胞采用滤膜法制样,用国产FJ-353型双道液体闪烁计数器测定双标记样品,根据~3H、~(14)C各在两道的测量效率计算~3H和~(14)C的放射性计数以反映DNA和RNA合成能力,以探讨比较简便的观察细胞中两种核酸代谢的客观指标。     

YSJ-80液闪仪双标记测量准确度的提高

国产YSJ系列液闪仪具有3+2系统,即有三个独立的测量道和两个外道,可用于~3H+~(14)C的双标记测量。但配接微机前,由于每测一个样品要查三条不同的标准曲线,计算费时;配接微机后,虽能立即给出样品中~3H,~(14)C的DPM值,但测定结果的误差较大,特别是淬灭严重的样品。致使很难用于实际样品的测量。