同位素标记原儿茶酸-(13COOH)的合成研究

设计了以3,4-二甲氧基溴苯为原料,经格利雅反应制备得到格式试剂,通入¹³C标记的¹³CO₂气体,制备得中间体3,4-二甲氧基苯甲酸-（¹³COOH）。将中间体用BBr₃脱除甲基后得到粗产品,粗产品再经过活性炭脱色,冷却结晶得到原儿茶酸-（¹³COOH）。设计的合成路线操作简单,工艺流程短,副产物少,收率可达45%,¹³C同位素丰度稀释低。产物经HPLC、MS、¹H-NMR 和¹³C NMR表征,结果表明：制备的原儿茶酸-（¹³COOH）化学纯度＞99%,¹³C同位素丰度＞98%,作为重要的示踪剂,可为医药和化工领域研究提供基础。     

丙酮酸-1-13C的合成研究

磁共振成像(magnetic resonance imaging, MRI)因其灵敏度低而临床应用受限，超极化技术通过增强分子MRI信号克服这一限制。目前，丙酮酸-1-¹³C是最主要的超极化生物探针，被广泛应用于超极化MRI研究。本研究以¹³CO₂为标记原料，通过格氏试剂亲核加成反应和臭氧化反应的“两步法”合成丙酮酸-1-¹³C,合成收率为71.5%,产品纯度>98%;同时对臭氧化反应进行调控，实现“一锅法”合成丙酮酸-1-¹³C的方法，合成收率为70.5%,产品纯度>98%。丙酮酸-1-¹³C的合成可为开展磁共振成像研究提供支持。     

223RaCl2注射液肌肉注射给药方法的建立及实用性与安全性评估

用于前列腺癌骨转移的²²³RaCl₂注射液已经获得临床上市许可，并且获得较好的临床效果，但是在实际使用过程中存在部分缺陷待解决。改变药物给药途径是调节药代动力学的重要方式，本研究通过在大鼠右侧大腿肌肉注射的方式进行²²³RaCl₂注射液的给药，通过SPECT/CT扫描动态记录该方案与经静脉注射方案在靶向效率及代谢清除方面的区别。结果表明，²²³RaCl₂注射液经肌肉注射后12 h内完成注射点的药物扩散，经肌肉注射途径得到的骨沉积比在12 h后仍显著高于静脉注射组，且全身清除速率更快。在9 d观察期后，未观察到由²²³RaCl₂注射液直接引起的皮肤灼伤或者血象改变，初步证明该方案的安全性。因此，在严格控制药物体积的条件下，²²³RaCl₂注射液经肌肉注射可以提高药物骨沉积效率，避免部分副作用的发生。     

Et-Ph-BCTABipy的合成及其对Pd2+的萃取性能

合成了N，N′-二乙基-N，N′-二苯基-［2，2′-联吡啶］-6，6′-二硫代酰胺(Et-Ph-BCTABipy)萃取剂，并利用¹³C NMR和¹H NMR对其进行了表征；研究了相接触时间、萃取剂浓度、水相初始酸度和Pd²⁺浓度等因素对Et-Ph-BCTABipy萃取Pd²⁺性能的影响，利用摩尔比法确定了Et-Ph-BCTABipy与Pd²⁺所形成的配合物组成；同时，在Ln(Ⅲ)与Pd²⁺共存体系中研究了Et-Ph-BCTABipy对Pd²⁺的萃取选择性。结果表明：Et-Ph-BCTABipy在HNO₃体系中对Pd²⁺具有较强的萃取性能和较高的萃取选择性；萃取过程中Et-Ph-BCTABipy与Pd²⁺以1∶2的比例结合，其萃取平衡常数K_ex=3.42×10⁶。     

应用于等离子体排灰气处理的甲烷水汽重整反应的热力学分析

Tokamak装置中的等离子体反应一段时间后,需对产生的排灰气进行净化处理,以回收其中的氘氚。目前拟采用甲烷水汽重整反应将化合态的氘氚转化为单质并回收。本文运用Gibbs自由能最小化方法,对应用于等离子体排灰气处理的水汽重整反应进行热力学分析,考查反应温度、原料比例、反应压力、O₂、CO₂、H₂、CO等因素对反应平衡的影响,确定了适宜的反应条件,即反应温度范围650～700 ℃,压力1×105 Pa,水碳比1.5～2.0。此外,原料气中O₂或CO₂的存在有利于减少积碳的生成量,并获得较高的氢同位素平衡转化率;H₂的存在对重整反应的热力学平衡无明显影响;CO的存在会使积碳量增加,对反应产生不利影响,在进入重整反应器前应将其去除。     

LiH和LiT与H2O反应机理研究

氢材料在微量H₂O、CO₂、O₂和N₂存在下可能发生物理化学反应,使材料的物理品位下降。由于反应过程十分复杂,很难从实验上准确获取这类反应的最佳通道和具体产物信息,因此,从理论上研究氢材料分子的物理化学性质及其化学反应机制,了解化学反应过程具有十分重要的意义。本文使用Gaussian03软件包和Gaussview工具软件,在6-311G(d)全电子基函数水平上,应用二阶微扰理论优化得到了⁶LiH、⁶LiT与H₂O反应的中间体、过渡态及产物的结构,总能量,振动频率和零点能等。通过计算发现⁶LiH、⁶LiT均只有1个反应通道,⁶LiH与H₂O反应的焓变、活化能和反应速率常数分别为-156.99 kJ/mol、8.95 kJ/mol和3.75×10¹⁰(mol•dm^-3)^-1/s,⁶LiT与H₂O反应的焓变、活化能和反应速率常数分别为-159.02 kJ/mol、9.92 kJ/mol和1.72×10¹⁰ (mol•dm^-3)^-1/s。     

某CO2+O2地浸采铀场抽液钻孔氡浓度与释放量的估算

CO₂+O₂原位浸出采铀是第三代铀矿冶技术的典型代表，该技术在辐射防护方面具有氡释放量、所致公众有效剂量均明显低于非地浸铀矿山技术的特征。地浸抽液管是分布于地浸井场的半封闭体系，具有分散排放放射性气体氡的特点。针对目前缺乏地浸抽液钻孔氡释放量测量方法问题，本研究采用理论模型推算了氡浓度释放浓度特征，与现场实测数据进行验证。结果表明，CO₂+O₂原位浸出采铀场的抽液钻孔氡释放量为30.83 GBq/a,归一化释放量为0.085 TBq/tU。进一步证实了CO₂+O₂原位浸出采铀先进性，并为地浸采铀进一步控制氡释放量，降低辐射环境影响提供了方法借鉴与数据基础。     

电沉积 LEU UO2 靶件生产医用99Mo的工艺研究

⁹⁹Mo是一种重要的医用放射性同位素。采用低浓铀（LEU）靶件生产裂变⁹⁹Mo是发展趋势。本工作进行了电沉积UO₂靶件制备、靶件溶解以及⁹⁹Mo化学分离等工艺研究,确定了电沉积LEU UO₂靶件制备医用裂变⁹⁹Mo的工艺流程。研究表明,于不锈钢管内壁上电沉积UO₂,在pH=7、电流0.5~2 mA/cm²、温度75~90 ℃、镀液中U浓度5 mg/mL条件下,经过约210 h电沉积,不锈钢管内壁上UO₂沉积层质量达到42 mg/cm²;采用6 mol/L HNO₃溶解UO₂镀层。采用α-安息香肟沉淀法实现⁹⁹Mo与大量裂变产物的初步分离,采用阴离子交换法与活性炭色层法联用实现⁹⁹Mo的纯化;纯化后的⁹⁹Mo溶液中,杂质¹³¹I、⁹⁰Sr、⁹⁵Zr、¹⁰³Ru、²³⁸U活度与⁹⁹Mo活度比值分别为4.47×10^-6%、7.40×10^-7%、8.67×10^-7%、2.57×10^-6%、1.69×10^-14%,均小于《欧洲药典》规定值,满足医用要求。本工作建立了电沉积LEU UO₂靶件生产高纯医用裂变⁹⁹Mo的工艺流程,为今后采用LEU技术生产医用裂变⁹⁹Mo,进而实现其自主规模化生产打下了基础。     

压水堆大修下行工况冷却剂主要辐解产物计算研究

压水堆大修时活化腐蚀产物源项控制是降低集体剂量最有力的手段，冷却剂辐解的影响必须予以考虑。本文基于水辐解反应动力学原理，构建了冷却剂辐解动力学模型，根据该模型计算得到了主要辐解产物H₂O₂、O₂和H₂在各工况的生成情况，并讨论了微观反应机理。结果表明：(1)在停堆下行过程中，冷却剂温度从310℃逐步下降到60℃，溶解氢浓度逐步降为0，一回路从还原性转为氧化性，H₂O₂和O₂的生成显著上升；(2)温度、B/Li浓度、溶解氢浓度、H₂O₂和O₂初始浓度等多种因素均会影响辐解产物的浓度；(3)H₂O₂和O₂是相互促进生成的关系，H₂可以显著抑制H₂O₂和O₂的生成，但高浓度的H₂O₂     

AMS-14C样品制备系统的研制及其性能研究

为了开展加速器质谱仪（accelerator mass spectrometry, AMS）在¹⁴C测量方面的研究,研制了可采用锌法、氢法、氢化钛法制备¹⁴C样品的装置,该制样系统以石英玻璃为主要结构材料,分为以下三个单元：系统真空维护单元、CO₂纯化单元和CO₂还原单元。为验证此装置的可靠性,进行了系列 ¹⁴C样品的制备实验,得到的石墨产率基本达到80%,同时对商业碳粉、树木的含碳量与实验过程中测量区域对应的CO₂量进行了线性拟合,结果呈现明显的线性关系。对一批标准样品和本底样品进行AMS测试,结果显示每个样品¹²C^-的引出束流均大于20 μA,系列空白样品的测量结果表明,¹⁴C/¹²C丰度比平均值为1.061×10^-15,样品制备系统稳定且在制样过程中引入的碳污染较小,符合制样要求,现代木头样品的AMS绝对测量值为（9.13±0.05)×10^-13,与预期值~9.0×10^-13相符合。上述结果表明,该系统结构紧凑,能避免相互污染,高效且便于操作,满足AMS对¹⁴C样品的测试要求。     

Mn2+催化亚硝酸氧化破坏H2C2O4机理研究

为明确硝酸溶液中以Mn²⁺作催化剂时，亚硝酸氧化破坏H₂C₂O₄的具体化学行为和反应机理，本文考察了在硝酸和硫酸体系中以Mn²⁺作催化剂时亚硝酸氧化H₂C₂O₄的差异、Mn²⁺与草酸络合对亚硝酸氧化Mn(Ⅱ)到Mn(Ⅲ)的作用以及Mn(Ⅲ)破坏H₂C₂O₄过程中产生的自由基，获得了具体的催化反应历程，推测了反应机理。结果表明，亚硝酸在催化反应过程中起主导作用，加入亚硝酸可有效消除反应初期存在的诱导期；反应过程中，溶液中游离的Mn²⁺与H₂C₂O₄络合生成了MnC₂O₄,而作为配体的草酸降低了Mn(Ⅱ)被氧化到Mn(Ⅲ)的反应活化能，使得亚硝酸能氧化MnC₂O₄     

发酵优化制备L-赖氨酸盐酸盐-13C6、15N2

采用北京棒杆菌（Corynebacterium pekinense）ZLD118（HS^-、AEC^r）发酵制备稳定同位素双标记的L-赖氨酸盐酸盐-¹³C₆、¹⁵N₂。对菌种的发酵培养条件和发酵培养基配方进行优化,采用优化后的发酵工艺制备高丰度稳定同位素¹³C、¹⁵N双标记L-赖氨酸,经离子交换树脂提纯、活性炭脱色精制后,产品的¹³C丰度达98.61%,¹⁵N丰度为98.15%,纯度为98.47%,产率为88.8%。结果表明,该工艺可进一步用于放大制备。     

医用裂变99Mo分离纯化工艺中131I-和131IO-3的去除

为评价已建立的裂变⁹⁹Mo分离纯化工艺,即AgNO₃沉淀法、α-安息香肟沉淀法、阴离子交换色层法与活性炭色层法联用工艺流程,对放射性碘的去除效果,本研究以¹³¹I为放射性示踪剂,研究两种不同放射性碘化学形态¹³¹I^-与¹³¹IO^-₃在⁹⁹Mo分离纯化工艺中的行为及其去除效果。结果表明,对于¹³¹I^-,AgNO₃沉淀能够去除模拟溶液中98.2%¹³¹I^-,α-安息香肟沉淀法分离⁹⁹Mo工艺能够去除97.9%¹³¹I^-,AG1-×8树脂上阴离子与I-发生交换可以除去Mo样品中99.9%的¹³¹I^-,活性炭色层法通过吸附作用除去75%的¹³¹I^-,最终¹³¹I^-的累积去污系数为1.90×10⁶,¹³¹I^-的去除率大于99.99%。对于¹³¹IO^-₃,加入AgNO₃对其去除没有影响,ɑ-安息香肟沉淀法能除去99%以上的¹³¹IO^-₃,AG1-×8树脂上阴离子与¹³¹IO^-₃发生交换可以除去Mo样品中99.9%的¹³¹IO^-₃,活性炭色层法能除去约70%¹³¹IO^-₃,最终¹³¹IO^-₃的累积去污系数为2.52×10⁵,¹³¹IO^-₃的去除率大于99.99%。已建立的裂变⁹⁹Mo分离纯化工艺流程对¹³¹I^-与¹³¹IO^-₃均具有出色的去除效果。     

NH4HF2氟化制备UF4工艺及热力学研究

采用自制氟化反应器,以NH₄HF₂为氟化剂,开展了不同反应温度、氟化剂过量比条件下NH₄HF₂氟化制备UF₄工艺研究,实验获得了反应温度、NH₄HF₂过量比对氟化效率的影响规律,采用化学分析结合X射线粉晶衍射法对反应产物进行鉴定。研究结果表明：温度为573、673、823 K时,氟化产物中UF₄含量随NH₄HF₂过量比的增加而逐渐增大,当温度为723、773 K时,氟化率随NH₄HF₂过量比的增加呈先增大后减小的趋势。温度为723 K、NH₄HF₂过量比为300%时,该反应氟化率最大,为92.53%。反应温度为573～823 K时,该氟化反应氟化产物中包括4NH₄F·UF₄、NH₄F·3UF₄、3...     

Y2-x-yBixEuyMgTiO6荧光粉的发光特性研究

双钙钛矿因其结构灵活、易于掺杂、热稳定性好等优点,成为近几年的研究热点。稀土掺杂双钙钛矿基质材料的光致发光研究常见报道,但和热释光有关的研究较少。本文采用高温固相法合成了Bi³⁺和Eu³⁺共掺的Y_2-x-yBi_xEu_yMgTi O₆(0≤x<1,0≤y<1)系列样品,并测量了样品的X射线衍射谱(X-ray Diffraction,XRD)、光致发光光谱(Photoluminescence,PL)和热释光谱(Thermoluminescence,TL)。XRD分析表明：样品的晶体结构均为单斜晶系P2₁/n,Bi³⁺和Eu³⁺通过替代Y³⁺而掺入Y₂Mg Ti O₆中;PL表明：样品最佳掺杂浓度为x=0.01、y=0.20,该样品在620 nm附近有较强的红光发射(对应Eu³⁺的⁵     

UiO-66-(COOH)2的合成及其对锂同位素吸附分离性能研究

为研究金属有机骨架材料对⁷Li的吸附分离性能,本研以水作为溶剂,四氯化锆和均苯四甲酸为起始原料,采用水热法合成金属有机骨架材料UiO-66-(COOH)₂,对合成材料的形貌、孔径、热稳定性等进行表征与分析;通过静态吸附实验探讨吸附时间、反应温度、溶液浓度对UiO-66-(COOH)₂锂离子吸附性能及同位素分离因子的影响;并对Li⁺浓度、⁶Li/⁷Li同位素丰度进行测定。结果表明,UiO-66-(COOH)₂可实现对锂的吸附以及⁷Li的分离,且在293 K Li₂CO₃溶液中,每0.05 g UiO-66-(COOH)₂对10 mL 0.05 mol/L Li₂CO₃进行4 h的静态吸附,最大吸附量Q为9.53 mg/g,分离因子S（⁷Li/⁶Li）为1.019 54。研究结果为⁷Li的分离提供了新途径。     

绵阳地区近地面气溶胶中7Be和210Pb分布特征及其对O3的示踪

为了解绵阳地区近地面空气中辐射环境质量状况,掌握其变化趋势,探索近地面气溶胶物质来源及其对近地面O₃浓度示踪意义,对绵阳安州区、江油市、梓潼县和平武县2018年3月至2019年2月气溶胶样品进行详细的γ能谱分析。总体上,⁷Be的活度浓度在春、秋季节较高,而夏季最低,年平均值为1.90～2.13 mBq/m³,与全球内陆、中纬度和低海拔地区分布特征基本一致;²¹⁰Pb的活度浓度全年呈现为“U”型分布特征,年平均值为1.24～1.66 mBq/m³,为全球陆地上²¹⁰Pb活度浓度的相对高值。通过近地面气溶胶中⁷Be、¹⁰Pb和⁷Be/²¹⁰Pb比值与O₃相关性分析及P值检验表明:气溶胶中⁷Be/²¹⁰Pb比值与近地面O₃为非常显著正相关关系,能作为近地面空气中O₃来源的良好示踪指标;绵阳地区梓潼县和平武县近地面空气中O₃来源受大气垂直对流活动影响较大。     

三氟化硼-苯甲醚络合物化学交换法制备10B和11BF3

利用化学交换法富集硼-10同位素工艺制备¹⁰B和¹¹BF₃，计算分离装置交换塔同时生产硼-10同位素和硼-11同位素所需的最小理论塔板数与最佳理论塔板数。根据目前核能领域和电子工业领域的需求，结合三氟化硼-苯甲醚络合物化学交换法生产工艺，计算同时生产硼-10同位素和¹¹BF₃所需塔板数和交换塔高度，并分析富集¹¹BF₃气体中的杂质来源及其净化处理工艺。验算现有工艺分离系统到达平衡期后同时生产硼-10同位素和高丰度¹¹BF₃的可行性，为生产硼同位素提供了一种新思路。     

Al2O3色层法从低浓铀靶件中分离99Mo条件研究

在裂变⁹⁹Mo的生产工艺中,常用Al₂O₃色层法分离纯化⁹⁹Mo。为建立Al₂O₃色层法从低浓铀(LEU)靶件中分离裂变⁹⁹Mo的工艺,考察吸附时间、温度、酸度、预处理方式等对Al₂O₃吸附Mo效果的影响。研究采用Al₂O₃色层法从不同浓度HNO₃溶液中分离Mo。测定Al₂O₃色层法对Al和主要杂质元素Sr、Ru、Zr、Te、Cs、I的去污系数。研究结果表明,在0.05~0.1 mol/L HNO₃介质中Al₂O₃对Mo有出色的吸附性能,Mo吸附率在99%以上,在NH₄OH溶液中Al₂O₃不吸附Mo。经500 ℃活化3 h预处理得到的Al₂O₃-C具有更大的比表面积,且在HNO₃浓度大于0.1 mol/L时相比于150 ℃活化3 h预处理得到的Al₂O₃-B以及未经高温预处理得到的Al₂O₃-A对于Mo有更好的吸附性能。采用该工艺,通过Al₂O₃色层法从模拟的LEU靶件溶液中提取Mo,Mo回收率大于90%,Al₂O₃色层法对裂变杂质元素Ru、Sr、Zr、Te、Cs等的去除率均大于99.99%,对¹³¹I的去除率大于92%。由此可见,Al₂O₃在HNO₃介质中对Mo的吸附率高,能够有效地去除⁹⁹Mo产品中的杂质核素,适用于从低浓铀靶件中分离裂变⁹⁹Mo。     

H2O2活化蒙脱石对溶液中U(Ⅵ)的吸附

利用H₂O₂对蒙脱石进行活化，获得了活化蒙脱石吸附材料(A_X-MMT)，采用X射线衍射(XRD)、傅里叶红外谱图(FTIR)、透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)、比表面分析(BET)、表面Zeta电位分析等手段对活化样品进行了表征；采用静态批量实验法，考察了H₂O₂浓度、pH值、接触时间和共存阴阳离子对U(Ⅵ)在A_X-MMT上吸附率的影响。结果表明：活化保留了蒙脱石基础结构，其阳离子交换容量(CEC)有所减少，但层间距、比表面积、孔隙体积、表面酸位点和表面Zeta电位均有明显提升，对溶液中U(Ⅵ)的吸附性能显著增强；在最佳活性和吸附条件下(H₂O₂质量分数、pH值和接触时间分别为10%、6和24 h)，蒙脱石对U(Ⅵ)的吸附性能提升了8.5倍，吸附行为符合准二级吸附动力学模型；在共存阴阳离子的干扰下，H₂O₂活化蒙脱石能对U(Ⅵ)展现良好的吸附性能。