|
РАДИОХИМИЯ, раздел
химии, изучающий св-ва радиоактивных в-в-хим. соединений, радиоактивных элементов
(т.е. элементов, все изотопы к-рых радиоактивны), радионуклидов (в т. ч. радиоактивных
изотопов нерадиоактивных элементов). К Р. относят также научные основы технологий,
связанных с получением радиоактивных материалов и переработкой ядерного горючего.
В научных и практич. проблемах Р. решающее значение имеют радиоактивные св-ва
атомов, входящих в состав изучаемых или используемых хим. систем. Наличие радиоактивных
атомов и их концентрацию, как правило, определяют по испускаемому при распаде
излучению с помощью радиометрич. аппаратуры (см. Радиометрия). Для защиты
от вредного воздействия на организм человека радиоактивного излучения в радиохим.
лабораториях и на произ-ве применяют спец. технику и оборудование (см. Радиационная
защита).
Зарождение Р. связано с
хим. выделением и изучением св-в радиоактивных элементов Ra и Ро (П. Кюри и
М. Скло-довская-Кюри, 1898). Термин "Р." введен А. Камероном (1910),
к-рый назвал так раздел науки, изучающий природу и св-ва отдельных радионуклидов
- членов радиоактивных рядов U и Th (в то время их называли радиоэлементами).
В ходе дальнейшего развития Р. были установлены законы соосаждения и
адсорбции радионуклидов из ультраразбавленных р-ров, заложены основы метода
изотопных индикаторов, создан эманаиионный метод изучения физ.-хим.
св-в твердых тел (работы К. Фаянса, Ф. Пакета, В. Г. Хлопина, О. Гана и др.).
Использование явления радиоактивности послужило основой новых физ.-хим. методов
исследования строения и св-в в-ва, кинетики и механизма хим. р-ций. Среди них
- метод радиоактивных индикаторов, основанный на введении в систему радионуклида
данного элемента, что в ряде случаев приводит к фиксир. термодинамич. и кинетич.
изотопным эффектам. Были разработаны методы синтеза и спец. номенклатура
хим. соед., отличающихся изотопным составом от полученных из прир. сырья (см.
Меченые соединения).
Новый этап развития Р.
был обусловлен открытием искусств. радиоактивности (И. и Ф Жолио-Кюри, 1934).
Были получены радионуклиды
при облучении нейтронами нерадиоактивных в-в (Э. Ферми с сотрудниками, 1934-38),
открыто деление ядер U под действием нейтронов (О. Ган, Ф. Штрасман, 1939),
обнаружена искусств. изомерия атомных ядер (И. В. Курчатов и др., 1935;
изомерия ядер естеств. радионуклидов открыта О. Ганом в 1921); получены первые
искусств, радиоактивные элементы-Тс (К. Перрье, Э. Сег-ре, 1937), At (Д. Кopcoн,
К. Макензи, Э. Сегре, l940), Pu (Г. Сиборг и др., 1940), Nр (Э.М. Макмиллан,
Ф.Х. Эйбл-сон, 1940), Рm (Дж. Марийский, Л. Гленденин, Ч. Кориелл, 1945).
К настоящему времени получены
искусств. радионуклиды почти всех встречающихся в природе элементов периодич.
системы (кроме Не и Li), все актиноидные, а также трансактиноидные элементы
(по 109-й включительно). Развитие ядерного реакторостроения и практич. проблемы
получения ядерного горючего привели к тому, что радиохим. исследования и произ-во
приобрели характер важнейших государств. программ мн. развитых стран. Расширяется
само понятие Р. по сравнению с определением, данным А. Каме-роном. В. Д. Нефедов
и др. радиохимики ленинградской школы (старейшей отечественной радиохим. школы)
определяют Р. как науку, объектами исследования к-рой являются радиоактивные
элементы и продукты ядерных превращений-на изотопном, элементном и молекулярном
уровнях. В более широком смысле Р. трактуют как науку, изучающую хим. превращения
радиоактивных в-в, их физ.-хим. св-ва, химию ядерных превращений и сопутствующие
им физ.-хим. процессы (Ан. Н. Несмеянов и сотрудники). Однако такое определение
P. не охватывает технол. проблем радиохим. произв-в Четкое разграничение круга
вопросов, относимых к Р., должно быть основано на радиоактивных св-вах атомов,
к-рые определяют характер проводимых работ и их результаты. Однако на практике
такого разграничения обычно не проводят. Так, в журнале "Радиохимия"
публикуются работы по химии радиоактивных элементов, использованию изотопных
индикаторов при исследовании гетерог. процессов (экстракции, хроматографии,
адсорбции, сокристаллизации и т.п.), по химии РЗЭ как аналогов актиноидов и
мн. др. проблемам.
К Р. близко примыкает ядерная
химия, важнейшие задачи к-рой - изучение хим. методами продуктов ядерных
реакций, выявление связи между физ.-хим. и ядерными св-вами в-в. В ряде
случаев, напр. при изучении хим. св-в сверхтяжелых элементов (ат. н. Z 9
100), к-рые доступны для исследования только непосредственно после их получения
в ядерных р-циях, ядерная химия смыкается с Р. Радиационная химия, изучающая
превращения в в-вах под воздействием ионизирующих излучений, тесно связана
с Р. в тех случаях, когда ионизирующее излучение обусловлено радиоактивными
атомами, содержащимися в самом исследуемом в-ве.
В современной Р. выделяют
4 раздела: общую Р., химию радиоактивных элементов, химию ядерных превращений
и прикладную Р. Общая Р. изучает особенности поведения радиоактивных в-в и отдельных
радионуклидов в гетерог. системах. Специфич. св-ва объектов исследования обусловлены
ультрамалыми концентрациями радионуклидов (до 10-10 10-12
в дм3 и менее). Важнейший раздел общей Р.-радиоэкология, изучающая
состояние и формы радионуклидов в живых и неживых объектах окружающей среды,
миграцию радиоактивных атомов, их накопление, распределение радионуклидов по
пов-сти и в глубь Земли, по водам Мирового океана и т.п.
Химия радиоактивных элементов
изучает хим. превращения U, Th и др. радиоактивных элементов, исследование св-в
к-рых часто невозможно или затруднено обычными хим. методами, - Тс, Рm, Ро,
At, Rn, Fr, Ra, Ac, Pa, трансурановых элементов. Из этого раздела выделяют химию
позитрония и др. водородоподобных систем (см. Ме-зонная химия).
Химия ядерных превращений
изучает св-ва и поведение атомов, получающихся при ядерных превращениях (обычно
такие атомы также радиоактивны), в т ч. горячие атомы.
Прикладная Р. включает синтез меченых соед. (разработаны методы синтеза
десятков тысяч соед. и их номенклатура), применение радионуклидов в хим., биол.
и др. исследованиях, разработку методов радиоаналитич. контроля, проблемы радиоактивной
дезактивации, изготовление изотопных генераторов, решает проблемы
получения и переработки ядерного горючего, разрабатывает способы подготовки
радиоактивных отходов к захоронению и т. п.
Важнейшие проблемы современной
Р. следующие: 1) развитие методов подготовки ядерного горючего для ядерных реакторов
АЭС и переработки облученного ядерного горючего; 2) разработка эффективных методов
радионуклидной диагностики производств. и исследоват. систем, особенно с применением
короткоживущих радионуклидов, быстрый полный распад к-рых обеспечивает безвредность
последующего использования соответствующих в-в; 3) получение широкого ассортимента
фармакологич. и иных мед. препаратов, содержащих радионуклиды типа 99Тс
для диагностики и лечения разл. заболеваний; 4) обеспечение безопасных методов
обращения с отходами, особенно высокорадиоактивными, и перевода высокорадиоактивных
отходов в формы, пригодные для длительного безопасного захоронения в спец. колодцах,
геол. формациях и т.д.; 5) развитие методов радиохим. анализа и непрерывного
контроля (мониторинга) радиоактивности окружающей среды. Авария в Чернобыле
(1986) стимулировала работы по новым эффективным методам радиохим. дезактивации
и др. радио-экологич. вопросам.
Все радиохим. работы, как
научно-исследовательские, так и производственные, проводятся под контролем органов
МВД и санитарных служб.
===
Исп. литература для статьи «РАДИОХИМИЯ»: Несмеянов
А. Н., Радиохимия, 2 изд., М., 1978; Келлер К., Радиохимия, пер. с нем., М.,
1978; Нефедов В.Д., Текстер Е. Н., Торопо-ва М.А., Радиохимия, М., 1987.
С. С. Бердоносов.
Страница «РАДИОХИМИЯ» подготовлена по материалам химической энциклопедии.
|
