4.2.1 放射化学分离中涉及的基本概念
(1)载体及反载体(carrier and re-carrier)
能从溶液中载带极低浓度放射性核素的常量物质称为载体。作为载体的物质必须和被载带的放射性物质具有相同的或相似的化学行为,且最终能与放射性物质一起被分离出来。载体有两类:一类是放射性核素的稳定同位素,称为同位素载体,如127 I为131 I的载体;另一类是放射性核素的化学类似物,称为非同位素载体,如镭没有稳定同位素,可用稳定的钡作为镭的载体。载体有两大功能:一是减少放射性核素在固体表面的吸附损失,二是用来计算分离过程中放射性核素的化学回收率。
在放射性物质分离体系中,除被分离的放射性核素外,其中往往还同时存在多种放射性杂质核素。为了减少分离过程对这些放射性杂质核素的载带,提高分离效率,在加入欲分离核素的载体之外,还加入放射性杂质核素的稳定同位素或化学类似物,以减少放射性杂质核素对被分离核素的污染,这些放射性杂质核素的稳定同位素或化学类似物即起反载带作用,称为反载体。例如,从90 Sr和90 Y中分离90 Y时,往溶液中加入少量稳定的锶和钇,稳定锶的加入可减少90 Sr对90 Y的污染,这里所加入的稳定钇就是载体,稳定锶就是反载体。
(2)放射性纯度(radioactive purity)
放射性纯度是指在含有某种特定放射性核素的物质中,该核素及其短寿命子体的放射性活度占物质中总的放射性活度的比值。显然,产品的放射性纯度只与其中放射性杂质的量有关,而与非放射性物质的量无关。在放射化学分离过程中,要求最后测量的制品中放射性测量的核素的放射性纯度应足够高。
(3)放射化学纯度(radiochemical purity)
放射化学纯度简称放化纯度,指在一种放射性核素样品中,以某种特定的化学形态存在的放射性核素占该放射性核素的百分含量,与稳定核素和其他放射性核素无关。在放射性核素标记化合物中,要求标记化合物的放射化学纯度足够高。
(4)放射性比活度(specific radioactivity)
放射性比活度(S)简称比活度,是指单位质量的某种固体物质的放射性活度,即:

式中,A、m A分别是固体物质中某一种(类)放射性核素的活度和质量,m是固体物质中稳定核素的质量,比活度常用单位为Bq/kg或Bq/mol。
通常情况下,m远远大于m A,则:
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对于无载体的放射性核素来讲,m=0,此时S为A/m A,达最大值S 0,它是该放射性核素的一个特征常数。具体数据可参见有关专业图书。
(5)放射性浓度(radioactive concentration)
放射性浓度(C)是指单位容积的物质所具有的放射性活度,即:
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式中,A为放射性活度,V为溶液或气体的体积。液体中放射性浓度常用的单位是Bq/m L或Bq/L,而气体中放射性浓度常用的单位是Bq/m。(https://www.daowen.com)
(6)分离系数(separation coefficient)
分离系数(α)是指物料中两种物质经过某一分离过程后分别在互不相溶的两相中的相对含量之比,它表示两种物质经过分离操作之后所达到的相互分离的程度:

式中,[A]I、[B]I分别表示A、B两种物质在相Ⅰ中的平衡浓度,[A]II、[B]II分别表示A、B在相Ⅱ中的平衡浓度,D A和D B分别表示A、B物质在Ⅰ、Ⅱ两相中的分配系数(分配系数是指某一物质在互不相溶的两相中达到平衡时,在两相中的表观浓度之比)。
α越大于1或越小于1,表示A、B两种物质越容易分离。若α=1,则表示A、B两种物质在此条件下无法分离。
(7)化学回收率(chemical yield)
化学回收率(Y)是衡量分离过程对欲分离核素回收效率的指标,它可用下式描述:

式中,A 0、A分别为原始物料和制品中欲分离核素的活度。
在放射性核素分离测定中,化学回收率主要用于对欲分离放射性核素在分离过程中的丢失量进行校正。因此,一般对化学回收率的要求首先是数值必须稳定,其次是Y值尽量高,应不低于50%。Y值愈高,对提高测定方法的检测限愈有利。
化学回收率的测定可通过以下三种方式进行:一是在载体存在下通过重量法求得,二是条件实验法,三是放射性示踪法。
①重量法:当有载体存在时,制品中载体的量与料液中载体的量的比值就是载体的化学回收率。要使载体的化学回收率能够真正地反映欲分离放射性核素的化学回收率的水平,应使载体与被载带的放射性核素处于同一化学状态,也就是要求同位素交换完全。另外,重量法测定化学回收率还应注意称量的沉淀组成应固定;若样品本身存在载体,化学回收率计算时应予以考虑。
②条件实验法:在实验开始前,用已知量(A 0)的同种放射性核素,按照同样的分析程序进行分析,测量制品中欲分离核素的放射性活度(A),计算出化学回收率,作为样品分析中欲分离的放射性核素的化学回收率。
③放射性示踪法:用与欲分离放射性核素不同辐射类型的已知活度的放射性同位素作示踪剂,由于它们互为同位素,且测量互不干扰,示踪剂在制品和料液中的活度的比值可代表欲分离放射性核素的化学回收率。例如,用85 Sr测定90 Sr的化学回收率。
(8)净化系数(decontamination factor)
净化系数(DF)又称去污系数或去污因子,它是衡量分离过程对某种放射性杂质核素干扰去除程度的一种指标,可用下式表述:

对各种干扰测定的放射性杂质核素的净化系数愈高,制品中放射性纯度就愈高,测定的欲分离核素放射性活度值就愈可靠。一般要求DF>103以上。