同位素及同位素發(fā)生器原理與使用

王維民

（大慶鉆探工程公司測井公司，吉林松原 138000）

同位素及同位素發(fā)生器原理與使用

王維民

（大慶鉆探工程公司測井公司，吉林松原 138000）

隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，放射性核素的使用越來越多，幾乎涉及到我們生產(chǎn)和生活的各個領(lǐng)域，如何高效、安全的使用放射性核素，是我們必須所面對的主要問題。在放射性核素使用過程中，操作人員的身體健康、安全使用、核素對環(huán)境的污染是我們工作的重中之重。如何做到對人傷害最小，對環(huán)境污染最小，人們在生產(chǎn)生活中發(fā)現(xiàn)了放射性同位素。

放射性核素；放射性同位素；半衰期

1 放射性同位素

1）同位素具有相同的質(zhì)子數(shù)而中子數(shù)不同的原子，互稱同位素。有些元素的同位素具有放射性，叫放射性同位素。法國科學(xué)家約里奧·居里和伊麗芙·居里用人工方法最先得到放射性同位素。

2）放射性同位素-核輻射主角，同位素是質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同的幾種原子由于質(zhì)子數(shù)相同，所以它們核電荷和核外電子數(shù)是相同的，并且具有相同的電子排布，由于最外層電子數(shù)相同，因此原子核的某些物理性質(zhì)也不相同。多數(shù)放射性同位素由幾種放射性同位素組成，目前已知穩(wěn)定同位素有300多種，而放射性同位素有1 500多種。放射性同位素原子核很不穩(wěn)定，在不間斷、自發(fā)放射出射線，直至衰變成一種穩(wěn)定的同位素，這就是所謂的衰變同位素在衰變過程中會釋放出α射線、β射線、r射線，αβ對人體危害較小，而r射線對人體傷害較大可以使人體基因發(fā)生變化。

3）放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變時所需要時間叫半衰期，不同放射性同位素的半衰期差異很大，長的達(dá)幾億年、幾百年而短的則幾天或幾十分鐘。半衰期越短，其原子越不穩(wěn)定。放射性同位素釋放出的射線，能破壞活體細(xì)胞，對人體造成巨大傷害，但在醫(yī)療上可以用來殺菌和消滅微生物。也可以用來殺滅癌細(xì)胞這也就是我們常說的放療。放射線有很強(qiáng)的穿透能力，可以用來觀察物體內(nèi)部目標(biāo)，比如x射線醫(yī)療用來檢查身體，工業(yè)上用來焊接探傷。

2 同位素發(fā)生器

通俗講同位素發(fā)生器就是我們用來獲得同位素的一種裝置，通常叫做同位素發(fā)生器。下面我就給大家介紹一下獲得同位素In113的一種發(fā)生器也叫113Sn-113In發(fā)生器，113Sn-113In發(fā)生器結(jié)構(gòu)如下圖。

發(fā)生器是一個鉛灌，有一個進(jìn)水口和一個出水口，鉛灌中部是一個裝有放射性同位素錫113的玻璃管，在玻璃管上部為進(jìn)水口，在玻璃管下部為出水口。玻璃管出水口和進(jìn)水口分別用膠管相連，工作時將配置好的鹽酸溶液用注射器從進(jìn)水管注入，從底部出水管流出，發(fā)生器113Sn-113In洗脫液為113In，其半衰期99.8min。

113Sn-113In主要核性質(zhì)如下

1）113Sn半衰期為115d；r輻射：0.25MeV（～2%）；0.393 MeV（100%）；0.65MeV（0.15%）。

2）113In主要核性質(zhì)：半衰期99.8min；r輻射0.393MeV（65%）。

3）淋洗過程中收集到的113In放射性活度的變化如下圖所示。開始時，單位體積洗脫液113In含量較少，但很快出現(xiàn)峰值，峰值多在第8min左右，最大量多集中在5～10mL，淋洗20mL后基本包括總量，113In在洗液中InCl3形式存在。

113Sn - 113In發(fā)生器淋洗曲線流速～2mL／min

113Sn - 113In發(fā)生器中113In隨時間增長的曲線

4）放射性同位素113In由于半衰期短，對環(huán)境污染小、對人體傷害小，在石油測井行業(yè)得到廣泛應(yīng)用，多用于同位素吸水剖面測井。測井時在同位素發(fā)生器中現(xiàn)場淋洗出同位素113In，將適量的淋洗液吸附在載體上，裝入釋放器同測井儀器一同下井，減少了施工對環(huán)境的影響。

Isotope and Isotope Generator Principle and Use

Wang Wei-min

With the rapid development of China’s national economy，the widespread use of radionuclides is increasing，covering almost all areas of our production and life.How efficient and safe use of radionuclides is what we must face The main problem in the use of radionuclides in the process，the operator’s health，safe use，nuclide pollution of the environment is the top priority of our work.How to do the least harm to people；the smallest environmental pollution；people in the production of life found in radioactive isotopes.

radionuclide；radioisotope；half-life

P597

B

1003-6490（2017）12-0069-01

2017-09-24

王維民（1962—），男，吉林通榆人，高級測井技師，主要從事放射性同位素測井工作。