放射化学基础 第一章 绪论 §1-1 放射化学的定义和内容

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1 放射化学基础 第一章 绪论 §1-1 放射化学的定义和内容
第一章 绪论 §1-1 放射化学的定义和内容 放射化学(Radiochemistry)这一名词最早在1910年由卡麦隆(Cameron)提出，其任务是研究放射性元素及其衰变产物的化学性质和属性。 后来，斯达力克(И.E Cтapиk)在“放射化学基础”一书中定义：放射化学是研究放射性同位素的普通化学和物理性质的科学，其特点是研究超微量物质的状态及行为的规律性，并且有特殊的研究方法。

2 不列斯列尔在他所著的“放射性元素”一书中定义：放射化学是研究放射性物质的制备、分离、纯化和鉴定，主要放射性常数的测定以及研究放射性元素生成和蜕变的核过程。
放射化学的定义是与时俱进的。比较全面的定义应该是以上几个定义有机的结合。 放射化学是研究放射性同位素和原子核转变产物的行为和化学性质，研究它们的制备、分离、纯化和鉴定，以及研究放射性示踪原子在化学和其他领域的应用的一门学科。

3 放射化学的内容 1、基础放射化学 研究放射性物质行为的物理化学规律，其中包括放射性物质在低浓度下在气相、液相和固相中存在的状态，放射性物质在两相中间的分配，电化学行为，同位素交换以及放射性物质的分离方法及其相关的理论基础。

4 2、放射性元素化学 研究天然和人工放射性元素的制备、分离、纯化和鉴定，研究放射性物质的结构和化学性质。 3、核转变过程化学 研究各种核转变过程的产物及其化学分离、纯化、鉴定和产额的测定，研究核转变过程中产生的反冲原子的结构、性质和化学行为。

5 4、应用放射化学 研究放射性核素的生产和放射性标记化合物的合成、放射性核素在化学领域的应用以及放射化学方法在其他学科中的应用。 因此，放射化学是研究放射性物质和原子核转变过程产物的结构、性质、制备、分离、鉴定和应用的学科。 本课程局限于放射化学的基本理论。包括：放射性物质；同位素交换反应；核化学技术；核能；核转变过程引起的化学变化，放射性核素应用；辐射化学基础等。

6 §1-2 放射化学的特点 由于放射化学研究的是放射性物质，因此有以下几个特点： 1、低浓度和微量性
大多数放射性物质以微量和低浓度状态存在。无论天然或人工合成的放射性核素，除个别核素（如U-238, Th-232等）外，都处于微量和低浓状态。这是由于它们的半衰期很短或生成几率很低造成的。

7 2、不恒定性 放射性核素按照其固有的衰变方式不断衰变，因此研究对象不是恒定不变的。研究对象的不恒定性给操作放射性物质的工作者带来了不少的困难，它使放射性同位素的制备、分离和纯化工作复杂化，在从事短寿命的放射性同位素时，要格外注意时间因素。 3、伴随有辐射化学效应 放射性核素衰变放出的核辐射在放射化学研究中可能造成一些特殊问题。特别是在处理放射性活度比较高的α辐射体时，它们的核辐射会使体系发生显著的化学变化，放射性核素存在的化学形式就会受到辐射分解产物的影响。如水溶液辐射分解产物自由基、水合电子等会改变所研究元素的化学状态。

8 4、采用特殊的研究方法 放射性核素不断发射特征的核辐射，因此便可根据射线的类型、能谱和强度来进行放射性核素的定性和定量测定，这就形成了特有的放射化学研究方法。这种放射性测量方法的灵敏度一般要比其他方法高出几个数量级。 5、需要注意辐射防护问题 6、妥善处理处置放射性废物，防止环境污染，确保环境安全

9 §1-3 放射化学发展简史 Outline of Talk(s) 1. 过去的放射化学—— 成就辉煌 2. 曾经的放射化学—— 骄傲迷惘
3. 现在的放射化学—— 蒸蒸日上 4. 将来的放射化学—— 前途无量

10 1. 过去的放射化学— 成就辉煌 放射化学 核基础时代 发 展 1895：X-ray 发现—伦琴
1. 过去的放射化学— 成就辉煌 1895：X-ray 发现—伦琴 1896：U化合物中发现看不见的射线—贝科勒尔 1898：84Po, 88Ra发现—居里夫妇 1899： b ； 1900 ：g ； 1903 ：a ：放射性衰变的发现—卢瑟夫 ：相对论原理，物质—能量转换: E=MC2 Einstein ：原子结构模型—卢瑟夫 1913：原子结构模型—波尔模型 ： a人工核反应—卢瑟夫 ：预言存在中子 ：国际放射医学会议召开 ：发现中子—查德威克 ：人工放射性物质的制造—小居里夫妇 ： U裂变发现—奥托 汗 放射化学 核基础时代 发 展

11 放射化学— 成就辉煌（续）...... 核工程时代 开始 发 展 13. 1942：第一座反应堆 CP-1 临界—费米
曼哈顿计划开始（美国） ：原子弹爆炸成功（美国） 1949：原子弹爆炸成功（苏联） ： 国际放射性防护委员会成立 ：原子能发电试验（150kW, EBR-1,美国） ：氢弹爆炸成功（美国） ； 1953：苏联 ：美国总统提议原子能和平利用（联合国） ：5000kW核电站完成（苏联） ：核潜艇下水（美国） ：中国原子弹爆炸成功 （10月16日） ：中国氢弹爆炸成功 （6月14日） ：三哩岛事故核电站 ：切尔诺贝利核电站 ：日本东海核临界事故（東海村铀处理厂 ） ：日本福井核电站事故（4死7傷 ） 发 展

12 从伦琴获得第一次诺贝尔物理学奖 至今， 1/3的诺贝尔物理学，诺贝尔化学奖， 与放射性，放射线（粒子）有关
放射化学— 成就辉煌（续）...... 从伦琴获得第一次诺贝尔物理学奖 至今， 1/3的诺贝尔物理学，诺贝尔化学奖， 与放射性，放射线（粒子）有关

13 成就举例 同位素性质表 14193页

14 Radiochemical Techniques
Revised: December 2000 National Academy of Sciences ― National Research Council ―Nuclear Science Series Monograph on Radiochemistry and Radiochemical Techniques NAS-NS Numbers 美国科学院 放射化学单行本 60年，积累 76册，共 7000余页

15 元素及其化合物 的放射化学 美国科学院 放射化学单行本 7000余页 美国科学院 放射化学单行本 60年，积累 76册，共 7000余页 H
Li Be B C N F O Ne He Na Mg Al Si P S Cl Ar K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe Cs Ba Ln An Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn Fr Ra La Ce Ac Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Th 114 116 118 Pa U Np Pu Am Cm Cf Bk Es Fm Md No Lr 锕系 镧系 Rf Db Sg Bh Hs Mt 110 111 112 美国科学院 放射化学单行本 60年，积累 76册，共 7000余页 美国科学院 放射化学单行本 7000余页

16 曾经的放射化学 — 骄傲迷惘 骄傲的是老一辈科学家 迷茫的是我们这一代人
曾经的放射化学 — 骄傲迷惘 骄傲的是老一辈科学家 迷茫的是我们这一代人

17 放射化学Coverage—国内外比较 国内放化专业教科书 国外放化专业教科书 放射性核素的基本核物理性质 放射性核素的基本核物理性质
放射性元素，化合物的放射化学性质 放射化学分离 天然与人工放射性核素（种态，行为， 迁移等） 核分析技术 放射性标记化合物的合成 放射性示踪技术在化学研究中的应用 辐射化学 热原子化学 放射化学工程的过程学与设备 原子能工业，核电的放射化学问题（核燃料循环化学；堆化学，铀钍的工艺化学，放射性的回收，后处理，核迁移化学，等） 放射性示踪技术在生命科学中的应用 放射性元素，化合物的物理化学性质 放射性元素，化合物的谱学性质 F-元素化学 环境放射性 放射性核素的基本核物理性质 放射性元素，化合物的化学性质 放射化学分离 天然与人工放射性核素 核分析技术 ， 放射性标记化合物 放射性示踪技术 辐射化学 热原子化学 通过物理的理论和方法 研究放射性体系的特征和行为

18 国内放化专业大学教科书 国外非放化专业， 公共基础课程的大学教科书
放射性核素的基本核物理性质 放射性元素，化合物的化学性质 放射化学分离 天然与人工放射性核素 核分析技术 ， 放射性标记化合物 放射性示踪技术 辐射化学 热原子化学 放射性核素的基本核物理性质 放射性元素，化合物的化学性质 放射化学分离 天然与人工放射性核素 放射性同位素化学（同位素在分析化学， 有机化学，无机化学，物理化学中的应用） 原子能的利用（核电，医学，工业，） 辐射过程（射线与物质的相互作用） 射线的利用与辐射防护

19 American Institute for Scientific Information
Radiochim Acta S.M. Qaim, J.V. Kratz JRNC T. Braun Radiokhimiya B. F. Myasoedov Year Impact Factor 1995, 0,012 1996, 0,061 1997, 0,062 1998, 0,031 1999, 0,052 2000, 2001, - 2002, - 2003, - Year Impact Factor 1995, 1996, 1997, 1998, 1999, 0.79 2000, 0.98 2001, 0.83 2002, 0.66 2003, 0.94 Year Impact Factor 1995, 1996, 1997, 1998, 1999, 0.61 2000, 0.45 2001, 0.52 2002, 0.39 2003, 0.47 American Institute for Scientific Information

20 3. 现在的放射化学 —蒸蒸日上

21 SCI收录与放射性的知识 有关的期刊：32 种之多
放射化学交叉领域 著名国际杂志的IF SCI收录与放射性的知识 有关的期刊：32 种之多 其他科学领域 其他应用领域 放射化学知识， 放射化学实验技术 涉及 20多个应用领域 IF >1.0， 16 种 IF >2.0， 9 种 American Institute for Scientific Information

22 放射化学的知识已经渗透到许多科学，领域 临床医学诊断 临床医学治疗 放射性药物 核电 研究堆 核燃料工业 后处理 军事 农业 材料科学 地学
考古学 生物学 宇宙学 化学 环境放射性 环境分析 放射生态学 核物理 核防护 加速器装置 同步辐射装置 放射化学 still alive 许多社会行业需要 放射化学训练的专业人员 放射化学 必须 与其他学科交叉发展

23 美国国家科学技术委员会 给美国政府的一份报告。    “为使未来科技领域真正有所成就，造就能够跨越传统学科进行研究，并思考外部世界的新一代科学家是绝对必要的。培育这种要么能够跨学科研究，要么知道如何在学科交叉领域与他人合作的新一代研究人员，对于未来至关重要。”

24 放射化学与纳米科学交叉 Pu source， 3cm 100 W，250 g

25 Summary 长辈一代放射化学家： 过去，对科学技术和中国发展作出过卓越贡献。
现在，仍然用丰富的的知识，经验，技术，影响力和洞察力，来帮助国家放射化学科学的发展。 2. 年轻一代放射化学工作者： （1）要自强不息 （2）提升放射化学地位，要从我做起 —高水平，有显示度的研究工作—其它学科会承认我们， —高水平，有显示度的国家贡献—决策者才能承认我们， （3）增强交流，不断更新知识结构 — 学科内交流 / 学科间交流 / 国内交流 / 国际交流 （4）扩大合作，主动与其他学科进行交叉 — 吸收其他学科的实验技术和研究方法 — 纳米技术 / 生物学技术 / 物理学技术 / 微电子学技术 /...

26 （3）从不同角度，提高公众对放射化学的兴趣； （4）政府制定优惠政策，鼓励到该领域工作； （5）增加大学的放射化学基础教育经费投入；
对国家（的建议）： （1）在全国进行一次广泛全面的放射化学学科普查。如：放射化学教育的现状；大学放射化学教师队伍的现状；放射化学应用的现状；放射化学技术训练的现状；社会各行业对放射化学的需求；放射化学设施的现状；从事放射化学人员的现状（年龄，学历，收入，职称等情况）；放射化学的经费投入现状；...... （2）增加放射化学科研经费投入； （3）从不同角度，提高公众对放射化学的兴趣； （4）政府制定优惠政策，鼓励到该领域工作； （5）增加大学的放射化学基础教育经费投入； 如：增设大学教师岗位 / 增加放射化学招生人数 / 招收放射化学定向生，减免大学的学费 / 修订放射化学教科书内容； （6）可以成立一个放射化学发展促进会（有志者）； （7）加强与产业界的交流合作，尤其是核电——国家需求 ； （8）使中国在该领域发展到一个合理水平...

27 展 望 3. 将来的放射化学 —前途无量 发展才是硬道理！—小平？

28 中国的核科学，核技术，核工程 以及与此相关的领域 是否已经发展到合理的水平？
什么是合理的水平？ ——以核电为例

29 Nov．1999 日本的核电站 １ ２ ３ １ ２ Tomari Ohma Kashiwazaki - Kariwa ４ ５ ６ ７ Higashidori ２ １ Tsuruga １ １ ２ ３ ２ ３ １ Onagawa Mihama Maki Fukushima-1 ６ １ ２ ３ ４ １ ２ ３ ４ ５ １ Ohi Fukushima-2 １ ２ ３ ４ １ ２ ３ ４ Takahama Tokai: Cessation(March. 1999) １ ２ ３ Tokai-2 Ikata ３ ４ １ ２ ２ Genkai １ Shika １ ２ Sendai ３ ４ ５ １ ２ Hamaoka ２ １ Shimane Ｎｏｎ 　　　 BWR　 PWR Total Total Output In operation 　　　 ,917MW Under construction 　　　 ,663MW In planning stage 　　　 ,208MW Total 　　　　 ,788MW Output scale ≦500MW　≦1,000MW　＞1,000MW PWR BWR

30 中国的核电水平 ？ 达到合理水平——核电？ 相应的放射化学问题，很多......

31 Thank you 天 行 健 漫...... 漫 路