Радиохимия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

В настоящее время Радиохимия понимается как раздел химии, имеющий дело с радиоактивными веществами. Включает получение радионуклидов и их соединений путем обработки облученных материалов или природных радиоактивных веществ, применение химических методов к ядерным исследованиям и применение радиоактивности к исследованиям химических, биохимических или биомедицинских проблем. («Номенклатурные правила ИЮПАК по химии», М., 2001)

История развития радиохимии[править | править вики-текст]

Выделение радиохимии как самостоятельной дисциплины вызвано прежде всего тем, что радиоэлементы имеют ограниченное и часто весьма короткое время существования и поэтому нередко могут быть получены только в очень малых количествах (порядка 10-7—10"‘ г, а иногда просто несколько атомов). Необходимость работать с ничтожно малыми концентрациями вещества заставляет учитывать такие несущественные для весовых концентраций явления, как адсорбция, невозможность образования веществом собственной фазы и т. п. В результате очень многие экспериментальные методы, широко используемые при работе с весовыми количествами вещества, оказывались непригодными для короткоживущих радиоэлементов, и потребовалась разработка специальных приемов.

Основание радиохимии было положено Пьером Кюри и Марией Склодовской-Кюри, которые в 1898 г. открыли новые радиоактивные элементы − полоний и радий и выделили их долгоживущие радиоактивные изотопы − полоний-210 и радий-22б.

Первый период в развитии радиохимии. с 1898 по 1911 г., характеризуется накоплением опытного материала и освоением новых радиохимических методов исследования. За это время было открыто около 35 природных радиоизотопов. Важнейшими радиохимиками этого периода были супруги Пьер и Мария Кюри во Франции, Ф. Содди в Англии, Ф. Гизель и О. Ган в Германии и Г. Н. Антонов в России.

Второй период, с 1911 по 1925 г.‚ характеризуется разработкой основных понятий и качественных закономерностей радиохимии. Следует отметить, что такого рода работы стали возможными после установления положения радиоэлементов в периодической системе Д. И. Менделеева. Было установлено, что все найденные к тому времени радиоэлементы являются радиоактивными изотопами следующих элементов: Tl, Pb, Вi, Ро, Rn, Rа, Ас, Th, Ра, U. В этот период немецкие радиохимики К. Фаянс и Ф. Панет (1913) провели важные исследования по изучению соосаждения радиоэлементов с осадками труднорастворимых солей. Русский радиохимик Л. С. Коловрат-Червинский провел крупные исследования по выделению эманации радия из его солей и установлению зависимости выделения эманации от температуры.

Х. Хевеши и Ф. Панет разработали метод радиоактивных индикаторов, т. е. применения радиоэлементов для изучения поведения неактивных веществ. Этот метод применил Вл. И. Спицын для определения растворимости некоторых труднорастворимых солей. Появляются в этот период работы по изучению состояния радиоэлементов в растворах. Оказалось, что некоторые радиоэлементы (Ро, Bi) проявляют коллоидные свойства. Проводятся первые работы по электрохимии радиоэлементов.

Третий период в развитии радиохимии, с 1925 по 1934 г.‚ характеризуется переходом от качественного изучения к установлению количественных закономерностей. Начало этого периода связано с работами крупного советского радиохимика В. Г. Хлопина и его учеников по теории сокристаллизации радиоэлементов с кристаллическими осадками, а также с работами О. Гана по явлениям соосаждеиия и эманирования.

Открытие искусственной радиоактивности в 1934 г. французскими учеными Ирен и Фредериком Жолио-Кюри знаменует начало четвертого периода. ‘Работы этого периода сильно расширили область применения радиохимии; особенно большие успехи были достигнуты в прикладной радиохимии, изучении химических свойств радиоэлементов, химии ядерного горючего.

В настоящее время радиохимию условно можно разделить на четыре больших раздела: общую радиохимию; химию ядерных превращений; химию радиоактивных элементов и прикладную радиохимию.

Разделы радиохимии[править | править вики-текст]

В настоящее время радиохимию условно можно разделить на четыре больших раздела:

1.общую радиохимию;

2.химию ядерных превращений;

3.химию радиоактивных элементов

4.прикладную радиохимию.

Общая радиохимия[править | править вики-текст]

Общая радиохимия изучает общие закономерности поведения и свойства радиоактивных веществ при весьма малых (радиохимических) концентрациях их. На первых порах перед радиохимией встало много вопросов общего характера: зависят ли химические свойства различных изотопов радиоэлемента от их радиоактивности, сохраняют ли радиоэлементы свою химическую индивидуальность при ничтожно малой концентрации и т. д.

Усилиями многих исследователей было установлено, что химические свойства радиоэлементов не зависят от их радиоактивности. Ядерные излучения могут вызвать лишь течение побочных радиационнохимических процессов. Химические свойства радиоактивных и нерадиоактивных изотопов одного и того же элемента практически одинаковы. Крайне незначительная разница в поведении отдельных изотопов обусловливается различием их масс, но не разницей в химических свойствах.

Химия ядерных превращений[править | править вики-текст]

Химия ядерных превращений включает изучение реакций атомов, образующихся при ядерных превращениях («горячих» атомов), продуктов ядерных реакций, методы получения, концентрирования и выделения радиоактивных изотопов и их ядерных изомеров, а также

превращений радиоактивных веществ под действием собственного излучения, изучение их свойств.

Химия радиоактивных элементов [править | править вики-текст]

Химия радиоактивных элементов — это химия естественных (природных) радиоактивных элементов от Po до U (№ № 84—92) и искусственных: Te (№ 43), Pm (№ 61), Np (№ 94) и всех последующих до № 106. Условно к этому разделу относят химию и технологию ядерного горючего — получение и химическое выделение 239Pu из облученного урана, 233U — из облученного нейтронами тория и 235U — из естественной смеси изотопов.

Прикладная радиохимия [править | править вики-текст]

Прикладная радиохимия включает разработку методов синтеза меченых соединений и применения радиоактивных изотопов в химической науке и промышленности (изотопные индикаторы) и ядерных излучений в химическом анализе (например, ядерная γ-резонансная спектроскопия).

Объекты исследований в радиохимии[править | править вики-текст]

Объектами исследований в радиохимии являются радиоактивные вещества. Радиоактивные вещества содержат радиоактивные изотопы, которые характеризуются ограниченным временем существования и ядерным излучением, что делает радиоактивные вещества неустойчивыми и создает специфические особенности в методах исследования, применяемых в радиохимии. 

Список литературы[править | править вики-текст]

1. Вдовенко В.Н. Современная радиохимия. - М.: Атомиздат, 1969.

2. Несмеянов А.Н. Радиохимия. - М.: Химия, 1978.

3. Нефедов В.Д., Текстер Е.Н., Торопова М.А. Радиохимия. Уч. пособие.- М.: Высшая школа. 1987

4. Старик И.Е. Основы радиохимии. - Л.: Наука, 1969.

5. Келлер К. Радиохимия: пер. с нем. - М.: Атомиздат, 1978.

6. Химия актиноидов: В 3-х т. Т.2. Пер. с англ./ Под ред. Дж.Каца, Г.Сиборга, Л.Морсса. – М.: Мир 1997.

7. Бессонов В.А. Основы радиохимии. ОГТУАЭ, Обнинск, 2004 г.

8. Жерин И.И. Основы радиохимии, методы выделения и разделения радиоактивных элементов: учебное пособие. - Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2009.

9. Бекман И.Н. Радиохимия. - М.: Юрайт, 2014.

10. Давыдов Ю.П. Основы радиохимии. - Мн., 2014.