Научные отрасли

Ядерная химия

Я́дерная хи́мия, устанавливает взаимосвязь между ядерными и физико-химическими свойствами вещества. Основные направления ядерной химии: исследование и химических последствий ядерных превращений; химия «новых атомов»; ; синтез новых и . Для решения этих задач в ядерной химии используют , и методы, для регистрации заряженных частиц применяют толстослойные . Как научная дисциплина ядерная химия наиболее тесно связана с , и .

Зарождение ядерной химии связано с открытием (, 1896), новых радиоактивных элементов и ( и , 1898), искусственных ядерных превращений (, 1919), естественных (, 1921) и искусственных ( и др., 1935) атомных ядер, урана как под действием (О. Ган, , 1939), так и спонтанного ( и , 1940). Создание (, 1942) и ( и , 1932) открыло возможность изучения процессов, происходящих при взаимодействии частиц высокой энергии со сложными ядрами, позволило синтезировать искусственные радионуклиды и новые элементы.

Важнейшая задача ядерной химии – выделение и идентификация радиохимическими методами продуктов ядерных реакций, в которых образуется сложная смесь различных элементов. Для их выделения применяют радиохимические варианты методов осаждения, экстракции, ионообменной и , и . Идентифицируют нуклиды по характеру излучения, измерением энергии и или методом масс-спектрометрии. Изучение механизма ядерных превращений позволяет понимать процессы, протекающие в космосе, происхождение и распространение химических элементов, получать радиоактивные почти всех химических элементов и синтезировать новые элементы .

К числу проблем ядерной химии относятся исследования химии горячих атомов, возникающих в результате радиоактивного распада и имеющих избыточную (по сравнению с обычными атомами среды) , превышающую многих химических реакций. При столкновениях с атомами и молекулами среды горячие атомы способны стабилизироваться в соединениях, отличных от исходных (эффект Силарда – Чалмерса; 1934). Этот эффект используют в ядерной химии для исследования механизма реакций горячих атомов со средой, синтеза меченых соединений, разделения изотопов и др.

Методами ядерной химии с использованием «новых атомов», прежде всего и , изучают превращения атомов в различных химических системах. позитрония и мюония подобны водороду, но крайне неустойчивы (10–6–10–9 с). Время жизни и механизм гибели позитрония, а также распада ядер мюония сильно зависят от состава и химических свойств вещества и существенно различаются в , , и . Позитроний и мюоний применяют для изучения распределения , структурных особенностей молекул, механизма и быстрых и сверхбыстрых физико-химических процессов, , в газах и конденсированных средах.

Для исследования строения электронных оболочек атомов и молекул используют и поглощение квантов атомными ядрами в твёрдых телах (). Создание мёссбауэровской спектроскопии – одно из важнейших достижений ядерной химии, поскольку открыло широкие методические возможности для и радиационной химии, , химии , и .

Методы ядерной химии с успехом использовались для открытия новых видов распада ядер лёгких и тяжёлых элементов – и распада с испусканием нуклонных (ядер 14С и 24Ne).

Первая публикация: Большая российская энциклопедия, 2017.
  • Разделы химии
  • Междисциплинарные области науки