4.3.4 镭化学
镭（radium，Ra）是88号元素，有33种放射性同位素，其中只有223 Ra、224 Ra、226 Ra和228 Ra是天然存在的，它们的一些辐射特性列于表4.4。223 Ra、224 Ra和226 Ra的衰变方式都是α衰变，它们的放射性活度总和称为总镭。228 Ra是β-衰变体，其子体228 Ac也是β-衰变体。228 Ac半衰期为6.13 h，能量为2.18 Me V。母体228 Ra和子体228 Ac容易达到长期平衡。镭的同位素中最重要的是226 Ra，其次是228 Ra。226 Ra是铀水冶厂重要的监测核素，而228 Ra是钍水冶厂重要的监测核素。
表4.4 天然镭同位素的主要核特性
（1）金属镭的性质
金属镭具有银白色光泽，其密度为6.0 g/cm3，熔点为960℃。镭在空气中不稳定，表面易形成一层黑色的氮化镭（Ra3 N2）薄膜，也易被氧化成氧化镭（RaO）。镭与水能发生剧烈反应，使水分解出H 2。
（2）镭的化合物
镭的主要可溶性盐有RaCl2、Ra（NO 3）2等，主要难溶盐有RaSO4、RaCO 3、RaCr O4和RaC2 O4等，其中RaSO4、RaCO3、RaCr O4及相应的钡盐所形成的共结晶沉淀常用于镭的分离测定。
（3）镭的水溶液化学
镭在水溶液中以Ra2+形式存在，其化学性质与同族元素钡特别相似，钡常被用作镭的载体。镭与EDTA、DTPA、柠檬酸和2，3-二硫基丙烷磺酸钠等能生成络合物，此性质可用于人体中镭的促排。
（4）镭的分析测定
①镭的分离方法。(https://www.daowen.com)
γ能谱法一般不需要分离，可直接对样品进行测量。而射气法和α计数法则须用化学分离法将镭从含大量杂质的样品（特别是镭的放射性子体）中分离、浓集，然后测量。目前，镭的化学分离和浓集主要采用共沉淀法，通常以BaSO4-PbSO4共沉淀法应用最广，它是浓集分离环境和生物样品中镭的常规方法。BaSO4-PbSO4共沉淀法_是采用钡和铅的可溶性盐作载体，硫酸作沉淀剂，在样品溶液中生成BaSO 4-PbSO 4-RaSO 4共沉淀，使镭得到初步的浓集和分离。然后用EDTA的碱性溶液加热溶解沉淀物，再加入冰醋酸，BaSO4-RaSO4因难溶于冰醋酸而重新沉淀，Pb2+则仍留在溶液中，使镭得到进一步纯化。此法镭的回收率高，但不能将样品中的钍、钋和铋等杂质去除。为此，可预先加入EDTA作掩蔽剂，在p H=3～5的条件下进行沉淀，以减少钍、钋和铋等放射性的沾污。
②镭的测定方法。
a.射气法（emanation method）。封存一定时间的含镭样品溶液中新积累的短寿命子体氡积累一定时间后的活度与母体镭有如下关系：
式中，A Ra为被测样品溶液中226 Ra的活度（Bq），A Rn为经t时间后积累的222 Rn的活度（Bq），t为222 Rn的积累时间（s），λ为222 Rn的衰变常数，1-e-λt为经t时间后氡的积累系数。通过对一定时间内积累的子体222 Rn的测量，按式（4.21）计算样品中226 Ra的含量。
测量222 Rn的常用方法为硫化锌α闪烁计数法。它将积累的氡定量地转入已知α放射性本底并抽成真空的闪烁室内，放置3 h，使氡与其短寿命子体达到放射性平衡，然后测量氡及其子体放射出的α粒子计数，放射性计数与氡的活度成正比。
射气法除了可以测定样品中226 Ra的含量外，还可以利用224 Ra的子体220 Rn的半衰期（55.6 s）远比222 Rn的半衰期（3.82 d）短的衰变特性，先测出220 Rn和222 Rn的总量，待220 Rn衰变完后再测222 Rn的含量，从而可以分别计算出样品中224 Ra和226 Ra的含量。
b.α计数法。此法是把分离掉放射性子体、其他放射性杂质及常量杂质的镭化合物如BaSO4-RaSO4沉淀物制成薄源，置于低本底α探测装置上测其α活度，测得的结果是几种镭同位素的α放射性总量（也称总镭）。
c.β计数法。228 Ra的监测通常是通过测量其子体228 Ac来进行的。228 Ra是β放射性核素，但其β射线的能量（0.039 MeV）很低，因此要准确测得其β活度比较困难。而228 Ra的子体228 Ac却具有理想的衰变特性，其β射线的能量（2.18 Me V）高，半衰期（6.13 h）也较短，故可以测量228 Ra-228 Ac平衡源或从中分离出的228 Ac的β放射性活度，然后计算出样品中228 Ra的含量。
④γ能谱法。它是利用γ能谱仪测量镭及其子体的特征γ射线来进行镭测定的物理方法。例如，226 Ra的测量就可选择其子体214 Pb的0.352 0 Me V和214 Bi的0.609 3 Me V、1.120 3 MeV的γ全能峰来进行测定。