«Радиохимия»

I

Радиохи́мия

область химии, изучающая химию радиоактивных изотопов, элементов и веществ, законы их физико-химического поведения, химию ядерных превращений и сопутствующие им физико-химические процессы. Предмет, методы и объекты исследования Р. позволяют выделить в ней следующие разделы: общая Р.; химия ядерных превращений; химия радиоактивных элементов и прикладная Р.

Общая Р. изучает физико-химические закономерности поведения радиоактивных изотопов и элементов. Радиоактивные Изотопы по химическим свойствам практически не отличаются от нерадиоактивных. В природных объектах, рудах, в продуктах, получаемых искусственно, в растворах, образующихся после переработки сырья, они присутствуют в сверхнизких концентрациях; претерпеваемый ими распад сопровождается ядерным излучением (см. Радиоактивность). Большинство природных радиоактивных изотопов — дочерние изотопы, продукты распада ²³⁸U, ²³⁵U и ²³²Th (см. Радиоактивные ряды). Концентрация некоторых из них в равновесных рудах U и Th на 1 г чистого материнского изотопа приведены ниже.

Дочерний изотоп, г

Радиоактивные изотопы получают и искусственным путём — облучением различных веществ ядерными частицами (выход порядка 10^-8—10^-12% по массе). В ряде случаев в большом количестве др. атомов находятся сотни, десятки и даже единицы атомов радиоактивных изотопов. (Лишь в производстве ядерного горючего Pu получается в относительно больших количествах, хотя и его концентрация в облученном нейтронами U мала.). Выделять радиоактивные элементы и изотопы приходится, следовательно, из ультраразбавленных систем, а массы их в большинстве случаев не поддаются взвешиванию. Физико-химическое поведение ультраразбавленных растворов весьма сложно; оно может описываться законами идеальных растворов, однако иногда из-за побочных процессов, связанных с адсорбцией, радиолизом и пр., эти законы не соблюдаются. В общей Р. рассматривается Изотопный обмен, процессы распределения микроколичеств радиоактивных изотопов между фазами, процессы соосаждения, адсорбции и экстракции, электрохимия радиоактивных элементов, состояние радиоактивных изотопов в ультраразбавленных системах — дисперсность (образование радиоколлоидов (См. Радиоколлоиды)) и комплексообразование.

Химия ядерных превращений включает изучение реакций атомов, образующихся при ядерных превращениях («горячих» атомов (См. Горячие атомы)), 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 — 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 Р. включает разработку методов синтеза меченых соединений и применения радиоактивных изотопов в химической науке и промышленности (см. Изотопные индикаторы) и ядерных излучений в химическом анализе (например, ядерная γ-резонансная спектроскопия).

Объектами исследования в Р. являются радиоактивные вещества, содержащие радиоактивные изотопы, многие из которых характеризуются ограниченным временем существования и ядерным (радиоактивным) излучением; это обусловливает специфические особенности методов исследования.

Радиоактивное излучение даёт возможность использовать в Р. специфические радиометрические методы измерения количества радиоактивного вещества (см. Радиометрический анализ и Радиохимический анализ) и в то же время вызывает необходимость применения особой техники безопасности при работе, т.к. радиоактивное излучение в дозах, превышающих предельно допустимые, вредно для здоровья человека (см. Дозиметрия). Методы измерения радиоактивности превосходят по чувствительности все др. методы и позволяют иметь дело с минимальным количеством вещества, не поддающимся изучению какими-либо другими методами. С помощью обычных в радиохимической практике приборов можно определить, например, 10^—10—10^—15 г²²⁶Ra, 10^—17 г ³²P, 10¹⁷ г ²³²Rn. Используя особо чувствительные методы регистрации радиоактивного распада, можно определить наличие отдельных атомов радиоактивного изотопа, установить факт их распада.

Становление Р. как самостоятельной области химии началось в конце 19 в. Основополагающими были работы М. Склодовской-Кюри (См. Склодовская-Кюри) и П. Кюри, открывших и выделивших (1898) Ra и Po. При этом Склодовская-Кюри впервые применила методы соосаждения (См. Соосаждение) микроколичеств радиоактивных элементов из растворов с макроколичествами элементов аналогов. В 1911 Ф. Содди определял Р. как науку, занимающуюся изучением свойств продуктов радиоактивных превращений, их разделением и идентификацией. Можно наметить 4 периода становления Р., связанных с развитием учения о радиоактивности и ядерной физики.

Первый период (1898—1913) характеризуется открытием 5 природных радиоактивных элементов — Po, Ra, Rn, Ас, Pa — и ряда их изотопов (это стало ясно после открытия в 1913 Содди явления изотопии). В результате установления К. Фаянсом и Содди правила сдвига, по которому из радиоактивного элемента образуется новый элемент, стоящий в периодической системе Д. И. Менделеева или на две клетки левее исходного (α-распад), или на одну клетку правее его (β-распад), Э. Резерфордом и Содди была найдена генетическая связь между всеми открытыми изотопами и определено их место в периодической системе. В этот период ведутся интенсивные поиски радиоактивных веществ в природе — радиоактивных минералов и вод. В России А. П. Соколов и др. учёные изучают радиоактивность минеральных вод, атмосферы и пр. объектов, П. П. Орлов начинает исследования радиоактивности минералов, а В. И. Вернадский выступает с основополагающими работами по геохимии радиоактивных элементов.

Второй период (1914—33) связан с установлением ряда закономерностей поведения радиоактивных изотопов в ультраразбавленных системах — растворах и газовой среде, открытием (Д. Хевеши и Ф. Панетом)изотопного обмена (См. Изотопный обмен). В этот период Панет и Фаянс формулируют правила адсорбции; О. Гани В. Г. Хлопин проводят систематическое изучение процессов соосаждения и адсорбции. В результате Ган формулирует законы, качественно характеризующие эти процессы, Хлопин устанавливает количественный закон соосаждения (Хлопина закон), а его ученик А. П. Ратнер разрабатывает термодинамическую теорию процессов распределения вещества между твёрдой кристаллической фазой и раствором. В этот же период др. сов. учёный Л. С. Коловрат-Червинский и затем Ган развивают работы по эманированию (См. Эманирование) твёрдых веществ, содержащих изотопы радия, а позже Б. А. Никитин выполняет обширные исследования клатратных соединений инертных газов (на примере соединений радона). В 1917 Вл. И. Спицын проводит серию работ по определению методом радиоактивных индикаторов (основы его разработали ранее Хевеши и Панет) растворимости ряда соединений тория. В эти годы Склодовская-Кюри, Панет и др. изучают радиоактивные изотопы в ультраразбавленных растворах, условия образования радиоколлоидов.

Третий период (1934—45) начинается после открытия супругами И. Жолио-Кюри и Ф. Жолио-Кюриискусственной радиоактивности. В этот период в результате работ Э.Ферми (по исследованию действия нейтронов на химические элементы), И. В. Курчатова с сотрудниками (открывших и изучивших ядерную изомерию искусственных радиоактивных изотопов), Гана и нем. учёного Ф. Штрасмана (установивших деление ядер урана под действием нейтронов), открытия Силарда - Чалмерса эффектаразрабатываются основы методов получения, концентрирования и выделения искусственных радиоактивных изотопов. Использование циклотрона позволило Э. Сегре с сотрудниками синтезировать новые искусственные элементы — Te и At. Применяя радиометрические методы в сочетании с тонкими радиохимическими методами разделения микроколичеств радиоактивных элементов, М. Пере (Франция) выделила из продуктов распада Ас элемент № 87 (Fr). С середины 30-х гг. бурно развивается прикладная Р. Метод радиоактивных (изотопных) индикаторов получает широкое распространение.

Современный, четвёртый период развития Р. связан с использованием мощных ускорителей ядерных частиц и ядерных реакторов. Осуществляется синтез и выделение искусственных химических элементов — прометия (американские учёные Дж. Марийский и Л. Гленденин), трансурановых элементов от № 93 до № 105 (Г. Сиборг с сотрудниками, Г. Н. Флёров с сотрудниками) и др. (см. также Актиноиды,Курчатовий). Совершенствуются методы получения ядерного горючего, способы выделения Pu и продуктов деления из облученного в ядерном реакторе U, а также регенерации отработанного в реакторе U, решается ряд других вопросов технологии ядерного горючего. При этом на основе возникающих технологических проблем широко развивается химия искусственных (особенно трансурановых) и естественных (особенно U, Th, Pa) радиоактивных элементов, в частности химия их комплексных соединений. Получает обоснование химия новых атомоподобных образований — позитрония, мюония и мезоатомов. В Р. особое значение приобретает экстракция и хроматография; всё шире применяется метод радиоактивных индикаторов в приложении к исследованиям механизма и кинетики химических реакций, строения химических соединений, явлений адсорбции, соосаждения, катализа, измерению физико-химических постоянных, разработке методов радиометрического анализа. Радиохимические методы исследования находят широкое применение в решении многих проблем геохимии и космохимии, а также при поиске полезных ископаемых. Развивается новое направление в Р. — химия процессов, происходящих вслед за ядерной реакцией образования радиоактивных изотопов, когда вновь полученные атомы обладают высокой энергией. Наконец, проводятся работы по изучению продуктов ядерных превращений под действием частиц высокой энергии (см. Ядерная химия). Во всех этих областях Р. активно работают сов. учёные и учёные ряда зарубежных стран. Развитие Р. продолжается, охватывая всё новые области химии радиоактивных веществ.

Лит.: Радиоактивные изотопы в химических исследованиях, под ред. А. Н. Мурина, Л. — М., 1965 (совместно с др.); Старик И. Е., Основы радиохимии, 2 изд., Л., 1969; Вдовенко В. М., Современная радиохимия, М., 1969; Мурин А. Н., Физические основы радиохимии, М., 1971; Несмеянов Ан. Н., Радиохимия, М., 1972.

Ан. Н. Несмеянов.

Радиохи́мия («Радиохи́мия»,)

научный журнал, орган Отделения общей и технической химии АН СССР. Выходит с 1959 в Ленинграде после издания в 1930—58 «Трудов Государственного радиевого института им. В. Г. Хлопина». Периодичность — 6 номеров в год. Публикуются результаты теоретических и экспериментальных исследований по химии радиоактивных элементов, химии ядерных процессов, методике и технике радиохимических исследований, прикладной радиохимии. Печатаются дискуссионные и обзорные, статьи, краткие сообщения, письма в редакцию, рецензии на книги, научная хроника. Тираж (1974) 1330 экз.

1. ра́диохи́мия;
2. ра́диохи́мии;
3. ра́диохи́мии;
4. ра́диохи́мий;
5. ра́диохи́мии;
6. ра́диохи́миям;
7. ра́диохи́мию;
8. ра́диохи́мии;
9. ра́диохи́мией;
10. ра́диохи́миею;
11. ра́диохи́миями;
12. ра́диохи́мии;
13. ра́диохи́миях.

-и, ж.

Область химии, изучающая свойства радиоактивных элементов и применение их в различных областях науки и техники.

ж.

Раздел химии, изучающий физико-химические и химические свойства радиоактивных элементов.

РАДИОХИМИЯ - изучает химические свойства и физико-химические закономерности поведения радиоактивных элементов и отдельных радионуклидов, методы их выделения и концентрирования. Включает также промышленную отрасль, связанную с получением высокорадиоактивных материалов и регенерацией ядерного горючего, разработку методов применения радионуклидов, а также специальной техники и оборудования для защиты от вредного воздействия радиоактивного излучения.

жен. radio-chemistry

radiochemistry

f.radiochemistry

ж.

radioquímica f

ж.

radiochimica

РАДИОХИМИЯ

- раздел химии, охватывающий исследования хим. свойств радиоакт. элементов и их соединений, когда использование обычных хим. методов невозможно или затруднено. Это - исследования ко-роткоживущих радионуклидов, высокорадиоакт. веществ, трансурановых элементов. К Р. относят также проблемы получения ядерного горючего для ядерных реакторов, переработки радиоакт. отходов для подготовки их к захоронению и др.

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 рядовU 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 дм ³ 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 ⁹⁹ Тс 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.

Лит.: 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.

РАДИОХИ́МИЯ -и; ж. Раздел химии, изучающий физико-химические свойства радиоактивных элементов и изотопов и применение их в различных областях науки и техники.

* * *

изучает химические свойства и физико-химические закономерности поведения радиоактивных элементов и отдельных радионуклидов, методы их выделения и концентрирования. Включает также промышленную отрасль, связанную с получением высокорадиоактивных материалов и регенерацией ядерного горючего, разработку методов применения радионуклидов, а также специальной техники и оборудования для защиты от вредного воздействия радиоактивного излучения.

* * *

РАДИОХИ́МИЯ, изучает химические свойства и физико-химические закономерности поведения радиоактивных элементов и отдельных радионуклидов, методы их выделения и концентрирования. Включает также промышленную отрасль, связанную с получением высокорадиоактивных материалов и регенерацией ядерного горючего, разработку методов применения радионуклидов, а также специальной техники и оборудования для защиты от вредного воздействия радиоактивного излучения.

— обл. химии, занимающаяся изучением хим. и физико-хим. свойств радиоактивных изотопов. Изучает состояние и законы поведения ультрамалых количеств вещества и характеризуется собственными методами исследования (см. Методы анализа радиохимические). Одной из задач радиохимии является разработка методов концентрирования радиоактивных элементов и получения их в чистом виде, а также изучение химии ядерных превращений. В своем развитии Р. прошла ряд этапов, характеризующихся расширением круга объектов изучения от природных радиоактивных элементов до радиоактивных изотопов практически всех известных элементов, полученных искусственным путем. Совр. Р. характеризуется развитием экспрессных методов анализа короткоживущих изотопов, получающихся в основном на ускорителях ядерных частиц с целью синтезирования новых атомных ядер.

раздел химии, изучающий свойства радиоактивных в-в, методы их выделения и концентрирования. Начало Р. было положено в 1898 супругами М. Склодовской-Кюри и П. Кюри, открывшими радий и полоний. Мн. радиоактивные изотопы получаются в небольших кол-вах и имеют огранич. время существования, что накладывает специфич. особенности на методы их исследования. Широкое развитие Р. на совр. этапе обусловлено успехами ядерной техники: мощные ядерные реакторы и ускорители позволили синтезировать трансурановые и др. радиоактивные элементы. Прикладная Р. включает технологию ядерного горючего (получение урана из природного сырья, извлечение урана и плутония из отработавших в ядерных реакторах тепловыделяющих элементов, обезвреживание радиоактивных отходов) и нек-рых искусств. радионуклидов, используемых в радиоизотопных термоэлектрич. генераторах, толщиномерах, уровнемерах и т. п. В Р. исследуются также методы применения радиоактивных изотопов в хим. исследованиях (см. Изотопные индикаторы).

radiochemistry

* * *

radiochemistry

* * *

radiochemistry

ж.

radiochimica f

изучает хим. свойства и физико-хим. закономерности поведения радиоактивных элементов и отд. радионуклидов, методы их выделения и концентрирования. Включает также пром. отрасль, связанную с получением высокорадиоактивных материалов и регенерацией ядерного горючего, разработку методов применения радионуклидов, а также спец. техники и оборудования для защиты от вредного воздействия радиоактивного излучения.

Radiochemistry

раздел химии, изучающий свойства радионуклидов, методы их выделения и концентрирования, применение радионуклидов в различных областях науки и техники.