방사화학 정리

추적자량 : 극미량의 동위원소

화학적방법으로 검출되지 않는 극미량의 방사성동위원소를 사용해 화학반응을 다루는 연구를 말함

방사선화학
고에너지인 전리 방사선이 어떤 물질과 반응할때 발생되는 화학적 작용

방사화학(핵반응)
방사능을 측정하여 방사성핵종의 성질이나 화학적 상태를 조사 및 연구하는 분야

방사화학 분석법
1) 시료 중 대상 핵종을 농축 또는 분리하여 방사능을 측정하는데 적합한 형태로 측정 시료를 만들어 그 방사성핵종의 함유량을 정량
2) 시료에 있는 핵종이 분명하지 않을 경우 화학적 처리 후 시료를 분리,측정해서 그 핵종의 종류를 알아내거나 양을 구하는 방법

방사화학 분석법 필요성
방사선 조사후 시료 중에 불순물을 함유하게 됨
-한 종류의 핵반응만 일어나는 것이 아니고 부반응이 동시에 일어남
-불순물이 동시에 핵반응을 해서 방사성물질을 생성함
-추적자 실험에 사용할 경우 불순물로 존재하는 원소가 추적하려고 하는 원소의 방사능을 방해할 수 있음

방사화학 분석법의 특징!
-취급하는 방사성동위원소의 양은 극히 미량이다
-반감기가 짧을 경우 시간적인 제약을 받는다
-간단하고 신속한 조작, 원격조작을 하는것이 중요하다
-검출 능력이 좋다

방사화 분석의 원리
-검출감도가 좋아 10^-10g 이하까지 측정이 가능하다. 소량의 시료로도 많은 원소를 동시에 분석 가능하다

핵반응(원자핵이 다른 입자. 증성자, 양자, 광자 등과 충돌에 의해서 변환하는 것)

방사분석
분석 대상물에 방사성 추적자를 가하여 방사능 측정에 의해 정량을 행하는 방법

방사분석의 특징
미량의 성분을 신속히 분리 가능
간단한 분리 조작이 가능
다른 성분이 공칩하고 있어도 조작이 용이함
그 자체 비방사능사료+방사성 시료를 침전>침전된 것을 방사능을 분석>비방사능을 알 수 있다

방사화분석
화학조작을 하지 않고 시료의 특정원소를 정량 분석하는 방법
시료를 사용하면 각각의 핵의 특성을 따라서 핵반응을 일으킨다
시료에 방사선 조사시 핵반응이 일어나는데(방사능 또는 딸핵종의 방사능에 의해) 방사성핵종의 존재량을 알기 위한 분석법
시료의 양을 분석하는 방법

방사화분석의 장단점
-장점
감도가 높아 미량분석이 가능하다
소량의 시료로 많은 원소를 동시에 분석할 수 있다
비파괴법으로 분석가능하다
시료의 모양이나 화학형태에 무관하다
반감기에 따라 분리측정이 가능하다

-단점
정밀도 및 정확도가 떨어진다
비용이 많이 든다
시간적인 제약을 받는다
부반응(slide reaction)이 존재한다

방사화분석/방사화학분석 차이점
비방사성 원소를 분석하고자 하는 경우에 방사성동위원소를 추적자로 더해 방사성동위워소의 방사능을 이용해서
목적 원소를 분석하는 방법이 방사화분석이다
여기에 더해서 방사성동위원소가 가진 방사능을 측정함에 따라 정량분석하는 것이 방사화학분석

담채는 비방사성원소(안정핵종)이고 방사성원소로서 사용되고 있는 양은 극히 미량이다

담체(케리어) <> 무담체(순수방사성물질만 포함,비방사능이 높다,방사성핵종으로만 이루어짐)
물질을 운반하는 역할

추적자의 양이 나타내는 이상현상
공침,흡착,방사콜로이드 등을 방지할 수 있어 분리가 가능하다
담채를 이용하여 막는다

유지담체
추적자량의 분리를 목적으로 방사성핵종을 침전시킬 때 다른 방사성 핵종이 함께 침전(붙는것)하지 않도록 가하는 담체

스캐벤저
불필요한 방사성동위원소는 침전시켜 분리,정제하려고 할 때 이 침전제

포집제
목적하는 방사성동위원소를 침전과 동시에 공침시켜 다른 방사성동위원소는 용액 중에 남겨둘 목적으로 사용하는 것인데
방사성동위원소를 흡착과 공침시키도록 하는 물질

무담체의 단점
화학적으로 불안정하다
방사성붕괴에 의한 원소변화가 있을 수 있다
화학결합 절단에 의한 화합물을 파괴할 수 있다
방사콜로이드 상태는 흡착을 잘하므로 유동의 어려움이 있다
(용기 벽면에 잔류)
콜로이드를 더 잘 형성한다

공침법
추적자량을 용해하기 어려운 화합물에는 담체를 가하여 담체와 동시에 극미량의 방사성동위원소를 함께 침전시키는 것
한꺼번에

방사성콜로이드법
콜로이드적 성질을 띰
원심분리나 여과지의 흡착 등에 의해서 간단하게 분리 조작할 수 있다

밀킹
친핵종에서 낭핵종을 분리하는 것

용매추출법
용질(고체)용매(액체)=용매 섞이면 용액
화학분리에 있어 2가지 혼합되지 않는 액상을 분배되는 기전을 이용하여 분리하는 방법
원격조작이 가능하다
직접 인체에 받는 피폭선량이 적다

증류법(휘발법)
화합물을 증발시키면 다른 방사성동위원소와 분리가 가능하다
추정자량에서 증발이나 휘발시켜서 분리하는 방법을 말함
가열해서 증발같은..

크로마토그래피
액체 또는 기체등을 분리하는 방법
각 성분을 분리하는 데 유용한 방법

종류:종이/이온교환/얇은층/역상/방사가스/단층/전기영동법

종이 크로마토그래피
비교적 간단함
여과지에 의해서 분리해야하기 때문에 다량의 분석에는 적합하지 않다

GM계수관에 의한 방사능측정법
여과지를 이용하여 측정하는 방법
여과지를 시험관에 넣어 계수관을 이용하여 방사능을 측정한다

자동래디오그래피
사진유제 중에 있는 활로겐화은(감광지에 있는 성분)을 전리
핵종의 분포상태를 알 수 있고 방사능을 장시간에 걸쳐 시간적으로 분석 측정이 가능하다

이온교환 크로마토그래피
음이온과 양이온을 분리, 교환기를 도입한것이 널리 이용돔

이온교환 평형과 이온선택 흡착성
용액중 이온이 이온교환수지 중의 이온과 교환을 일으켜서 평형이 성립됨

이온교환크로마토그래피
1. 용출액 전부 또는 일부를 연속적으로 검출기에 통하는 방법
2. 용출액을 분리제 등에 의해 분리한 후 각각 분리제에 대해 정량을 행하는 방법

응용
1. 인공 방사성동위체의 조제 및 정제
2. 방사화 분석의 응용
3. 동위체 교환 반응 및 방사성원자 화학
4. 폐기물처리에 관한 것
5. 24Na의 조제

흡착 및 분배 칼럼 크로마토피
고정상 담체를 칼럼에 채우고 시료 용액을 첨가한 후 적당한 분리제를 이용하여 시료 혼합물에서 목적하는 성분을 분석하는 방법
무담체,35S

얇은층 크로마토그래피
유리판 위에 고정상을 형성하는 물질의 얇은 층을 만들고 시료 성분을 분리하는 방법(종이 크로마토피와 비슷)

역상 크로마토그래피
앞서 서술한 것과 달리 유기상과 고정상으로 되어있으며 수상(물형태)으로 상이 이동된다

방사가스 크로마토피
가스 상태의(기화) 방사성물질을 검출하는 방법
1. GM계수관형 검출기
2. 비례계수관형 검출기
3. 유동형가스 전리상자 검출기
4. 신틸레이션형 검출기

동위체교환법
방사성핵종과 그 동위원소 담체와의 동위체 교환평형을 이용하여 분리정제를 실시
단수명 핵종의 간단한 분리에 이용

반도현상을 이용하는 방법
핵반응에 의해 생긴 핵종 또는 방사선을 방출하며 만들어진 낭핵종은 핵변환에 따라 운동에너지나 하전상태로 된다
이 현상을 반도현상, 핵종은 핫아톰이라 부름

핫아톰(중성자를 흡수하여 붕괴,생성핵이 화학결합 에너지보다 높은 운동에너지를 반도원자)

방사성동위원소 제조에 이용
원자로내에서 중성자 조사
방사성핵종의 붕괴
1. (n.v)반응에 의해- 타깃과 동위체에서 생성되지만 반도효과에 의해 양자의 분리가 가능하고 무담체 방사성동위원소의 제조가능
2. (n,f)반응에 있어서 방사성 kr,xe가스를 방출
3. a 붕괴에 있어서 매우 큰 반도에너지를 낭핵에 부여
4. 핵이성체 붕괴에 따라서

전기 화학적 방법
동위원소 용액에 이온화현상이 큰 금속을 투입하여 이온화 현상이 적은 미량의 방사성동위원소를 금속표면에 석출시켜 분리하는 방법