离子印迹技术在放射化学领域的应用

离子印迹技术(ion-imprinting technology,ⅡT)是以某一目标离子为模板,制备对该离子具有强结合能力和高选择性的功能聚合物,即离子印迹聚合物(ion-imprinted polymers,ⅡPs)的过程。ⅡPs在复杂体系中分离、富集特定金属离子方面具有独特的优势。放射化学领域涉及许多金属离子分离、富集的问题,其特点是目标离子浓度非常低、样品成分复杂且带有放射性,ⅡPs的特点使其在放射化学领域有很好的应用前景。本文在简述ⅡT的基本原理和ⅡPs制备方法的基础上,综述了ⅡT在放化分析、海水提铀、低放废液处理等放射化学领域所取得的进展,涉及的离子有UO_2~(2+)、Th~(4+)、Sr~(2+)、Cs~+、ZrO~(2+)和镧系金属离子。最后,本文还对ⅡT在放射化学领域更广泛的应用进行了分析和展望。     

γ射线辐照合成氮掺杂石墨单炔/铁催化剂及其性能

本研究通过γ辐照与氮掺杂协同调控改性制备石墨炔,将二维石墨炔转变为一维管状结构并作为基底负载铁纳米粒子用于燃料电池阴极氧化还原反应(ORR)。运用扫描电镜、X射线衍射、拉曼光谱、等温氮气吸附和其他表征手段,对制备出的复合材料的表面形貌、元素组成、结晶结构、缺陷程度等进行了表征分析。在碱性溶液中,采用循环伏安测试、线性扫描伏安测试、电化学交流阻抗谱测试等电化学测试方法分析制备催化剂的ORR性能、动力学以及稳定性。结果表明：经γ射线辐照后,氮掺杂石墨单炔负载铁纳米粒子(NGY-Fe)催化剂具有更大的比表面积(411.3 m²/g)和多级孔结构,利于暴露出活性中心,O₂渗透屏障也有所下降,NGY-Fe的ORR活性显著提高,尤其是在稳定性与耐甲醇性上远优于市售的商业Pt/C催化剂。     

功能离子液体在镧锕系离子萃取分离中的研究进展北大核心CSCD

离子液体因其独特的物化性质已成为溶剂萃取领域中绿色环保、极具应用前景的稀释剂。除了对萃取剂和萃合物有良好溶解性之外,离子液体萃取体系通过离子交换机理的协同作用,往往还展现出更优的萃取性能。而功能离子液体通常是在离子液体结构基础上进行化学修饰,使其兼具离子液体和螯合基团的双重功能,在萃取过程中不仅能用作稀释剂,还具有萃取作用。近十余年来,功能离子液体在放化分离领域已引起广泛关注。本文首先对离子液体和功能离子液体进行了简介,重点讨论其结构上的关联与区别;再以功能为导向,综述了功能离子液体在铀酰离子、钍离子、镧系和次锕系金属离子萃取分离方面的国内外研究现状,并对功能离子液体在镧锕萃取分离领域的未来研究趋势进行了展望。     

浊点萃取在锕系和镧系元素分离分析中的应用

浊点萃取（cloud point extraction, CPE）是一种安全环保同时兼具高富集系数和低成本的萃取方法,在分析化学中已经被广泛应用于金属离子分析等领域。锕系和镧系金属元素存在环境复杂,自身浓度相对较低,对其进行分离和分析一直是放射化学研究者所关注的问题。经过条件优化,CPE能够有选择性地分离和富集锕系和镧系金属元素。通过与多种技术联用,CPE能实现锕系和镧系元素的高灵敏度分析。本文在介绍浊点萃取机理的基础上,着重描述了不同萃取体系中各类萃取剂（β-二酮类、膦氧类、含氮类、含硫类）对于锕系和镧系元素的萃取效果,全面总结了其中使用的不同联用技术,同时简述了通过构筑超分子识别位点,修饰配体,使用不同表面活性剂及掩蔽剂等改良现有浊点萃取体系的尝试。最后,对浊点萃取在放射化学领域的应用进行了总结和展望。     

放射化学分离裂变产物中^79Se的新流程

因加速器质谱法（ＡＭＳ）测定＾７９Ｓｅ半衰期的需要，建立了一个从裂变产物中放化分离＾７９Ｓｅ的新流程。流程以硝基苯萃取－二氧化硫沉淀为主要步骤，避免了经典的ＳｅＢｒ４蒸馏法带来的＾７９Ｂｒ对＾７９Ｓｅ的同量素污染。流程的化学回收率大于６０％，对所要分离的各种放射性核素的去污能力满足要求。采用液闪方法测量＾７９Ｓｅ的放射性活度，并对影响活度测量的各种因素进行了详细的研究。用本流程获得的＾７９Ｓｅ可成     

用自蔓延高温合成技术(SHS)处理模拟含锕系元素的放射性石墨的初步研究

用自蔓延高温合成技术(SHS),以TiO2、C、Al和CeO2为原料制备出模拟含锕系核素的放射性石墨固化体,借助X射线衍射仪(X RD)和扫描电子显微镜(SEM)等分析手段,对SHS法所制备的含锕系元素An4放射性石墨固化体进行了分析和研究.实验结果表明:SHS技术应用于固化含模拟锕系元素的放射性石墨在ω(CeO2)≤8％时可自行维持反应,但反应并未进行彻底,反应产物中包含反应物C、TiO2以及Ti和O组成的其他物质,CeO2的固溶度可达2％;SEM照片显示,固化体微观形貌不规则,以板块状为主.     

9 一种新型酰胺类萃取剂的合成

酰胺类三足化合物具有良好的离子选择性，近年来被广泛研究用于对镧系和锕系离子的萃取。三足配体是一种半刚性结构的化合物，3条侧链可自由翻转形成大小合适的空腔以便与不同的客体分子或离子结合，加之侧链取代基的多样性，使其具有丰富多变的立体配位结构。长期以来，它在配位化学、萃取化学等研究领域有着广泛应用。为进一步研究此类配体的萃取性能，本工作合成了以N-羟甲基水杨酰胺为末端基的三足配体2，2’，2”-三[2-（N-羟甲基甲酰基）苯氧基]三乙胺，并用红外、核磁、紫外、元素分析进行了表征。有关它的萃取性能研究正在进行之中。     

环境样品中锕系核素的快速分析方法及辐射防护应用

介绍了国内外锕系核素快速化学分析方法的研究进展, 包括对样品的化学预处理、常用的分离纯化方法及对各种测量技术的简要概述, 以及这些方法在辐射防护领域如内照射剂量评估、核应急分析、环境放射性监测与调查、核反恐等研究和实践中的应用。     

用化学气相反应法在石墨基体上制备SiC涂层

石墨是建造高温气冷堆的主要材料,提高其抗氧化性能可以进一步改善高温气冷堆安全性.本文对利用化学气相反应法(CVR)在高温气冷堆燃料元件基体石墨上制备SiC涂层的工艺进行了探讨,利用XRD、Raman谱及SEM对制备的SiC涂层进行了分析.结果表明,可以获得单一β-SiC相的SiC涂层,涂层与基体之间具有良好的梯度过渡;但由于在涂层中存在一定的孔隙,仅用CVR制备的SiC涂层不能很好地改善石墨的抗氧化性能,将此方法和其他方法结合起来可以获得低成本的、均匀的SiC抗氧化涂层.     

中国的放射化学教育与核工业发展——以北京大学为例

我国核工业已经走过60年的发展历程。在这期间,放射化学高等教育为其提供了数量可观的受过系统训练的本科毕业生。这些人在我国核工业的各行各业发挥了不可替代的重要作用。本文以北京大学的放射化学本科生教育为例,探讨了我国放射化学高等教育与核工业发展的关系。为促进我国核事业进一步健康可持续发展,如北京大学一类的高等院校应重新担当起培养放射化学专门人才的重任。     

复合无机离子交换材料及其在水体放射性Cs检测中的应用

离子交换法速度快、能与检测仪器联用,已逐渐成为水体中放射性Cs的主要富集方法。由于单一的离子交换材料无法兼顾抗辐照性、强选择性和高吸附速率等性能,因此研发兼顾各种性能的新型离子交换材料将成为提高水体中放射性Cs富集效率的关键。本文通过总结复合无机离子交换材料在水体放射性Cs富集分离方面的研究进展及相关应用,分析了各类复合无机离子交换材料的优缺点,并针对不同复合无机离子交换材料的制备提出了溶胶 凝胶、多孔支撑体和有机物黏接等改进方法。这为制备更高效的复合无机离子交换材料和提高放射性Cs检测的效率提供了参考,也为离子交换法在其他领域中的应用提供了新的思路。     

交联海藻酸-亚铁氰化镍钾复合离子吸附剂的制备及其对Cs~+吸附性能研究

通过自制装置制备了交联海藻酸-亚铁氰化镍钾复合离子吸附剂(ALG-KNi FC),用扫描电镜、傅里叶红外光谱、EDS能谱等对吸附剂进行了表征。通过静态吸附实验,研究了吸附时间、pH值、Cs~+初始浓度、共存离子等因素对吸附效果的影响。结果表明,吸附过程在3 h左右达到平衡,吸附剂的饱和吸附容量为190 mg/g,ALG-KNiFC对Cs~+的吸附能力在强酸性和强碱性环境下有所降低;含高浓度的共存金属离子溶液中,NH_4~+对吸附的抑制效果最明显,使ALG-KNiFC对Cs~+的去除率降低了20%左右,其他离子对去除率的影响均控制在10%以内。吸附热力学等模型对吸附机理的分析表明,AlG-KNiFC对Cs~+的吸附属于单分子层化学吸附,吸附速率同时受膜扩散速率和颗粒内扩散速率的控制。     

铀酰离子印迹聚合物的合成及在分析中的应用

以UO₂²⁺为印迹离子,偶氮二异丁腈（AIBN）为引发剂,邻苯二酚-UO₂²⁺-4-乙烯基吡啶三元配合物为模板,与苯乙烯单体、交联剂二乙烯基苯在甲醇溶液中通过共聚反应制备了UO₂²⁺印迹聚合物微球。该印迹聚合物微球经6mol/LHCl处理后留下与铀酰离子大小相匹配的空穴,对水溶液中微量铀有富集作用,在pH＝5～7及吸附时间在20min以上时,该印迹聚合物微球对水溶液中微量铀的吸附率可达99%以上,且具有良好的选择性;HCl浓度在1.0mol/L以上,淋洗体积为聚合物体积的5倍以上,淋洗时间在20min以上时洗脱率可达99%以上。将其应用于卤水中微量铀的测定,与标准方法相比较,所得结果令人满意。     

加速器单粒子效应样品温度测控系统研制及实验应用

为满足国内半导体器件单粒子效应(SEE)截面与温度的关系研究需求,本文基于北京HI-13串列加速器SEE辐照实验终端研制了样品温度测控系统,实现了90~450K范围内实验样品温度的测量和控制,系统控制精度好于±1K。为验证系统可靠性,使用该系统研究了SRAM单粒子翻转(SEU)截面随温度的变化关系,在215~353 K范围内测量了SRAM翻转截面随温度的变化曲线。结果表明,SRAM SEU截面随温度的升高而增加,与理论预期结果一致。     

无机锶吸附剂的制备及其应用

为了去除放射性溶液中的90Sr,采用高锰酸钾和氯化锰的水溶液在pH=10~12、60℃的水浴中反应制备了一种MnO2吸附材料,并用X射线衍射法对其进行了初步分析和表征,该样品为α-MnO2和γ-MnO2的混合晶相。采用静态实验对该吸附剂进行研究,并将其与9种常见的天然锶吸附材料进行比较。结果表明:该吸附剂对90Sr的吸附效果明显好于常用天然吸附材料;其对90Sr的吸附速率非常快,约20min即可吸附平衡,且具有较高的理论饱和吸附容量(Q≈0.52mmol/g)和吸附分配系数(Kd),其典型Kd≈104 mL/g;随着硝酸浓度增加90Sr的Kd值迅速降低,当c(HNO3)=0.01mol/L时,Kd≈6×103 mL/g,而当c(HNO3)=0.1mol/L时,Kd值仅为6mL/g,降低了3个数量级;Na+、K+的含量对Kd值的影响较小,随其浓度增加Kd值缓慢降低,但Co2+、Ca2+对锶的Kd值具有较大的影响,随离子浓度增加Kd值快速减小。该吸附剂对模拟和真实放射性废液的90Sr动态去除实验结果表明,其对锶具有很好的吸附性能,可用于去除放射性废水中的90Sr。     

离子束生物技术及其在玉米育种中的应用

离子束作为一种新兴诱变源,已广泛应用于各种农作物的诱变育种。离子束生物技术为玉米品种的改良和种质资源的创新开辟了一条新的道路,推动了玉米育种事业的长足发展。本文阐述了离子束的特点、诱变机理以及在玉米育种中的应用。     

温度对TFT SRAM单粒子翻转及其空间错误率预估的影响

本文研究了215～353 K温度范围内商用4M 0.15 μm薄膜晶体管结构SRAM单粒子翻转(SEU)截面随温度的变化。实验结果显示,在截面曲线饱和区,SEU截面基本不随温度变化;在截面曲线上升区,SEU截面随温度的升高而增加。使用Space Radiation 7.0软件研究了温度对其空间错误率预估的影响,模拟结果显示,SEU截面随温度的变化改变了SRAM SEU截面-LET值曲线形状,导致其LET阈值漂移,从而影响空间错误率预估结果