История и значение радиохимии

1.

2.

Открытие (1896–1898): Анри Беккерель случайно обнаружил
радиоактивность урана. Сразу за ним Мария и Пьер Кюри ввели
термин «радиоактивность», открыли полоний и радий, доказав, что
это свойство самих атомов, а не химическая реакция.
Золотой век открытий (1900-е – 1930-е): Эрнест Резерфорд и
Фредерик Содди сформулировали закон радиоактивного распада и
доказали, что элементы могут превращаться друг в друга. В 1934
году Ирен и Фредерик Жолио-Кюри открыли искусственную
радиоактивность, научившись делать стабильные элементы
радиоактивными.
Ядерный прорыв (1938–1945): Отто Ган и Фриц Штрассман
открыли деление ядра урана. Это превратило радиохимию из
чисто лабораторной науки в стратегическую отрасль. В рамках
«Манхэттенского проекта» (Гленн Сиборг и др.) были открыты
первые трансурановые элементы, включая плутоний.
Современный этап (с 1950-х): Радиохимия разделилась на
прикладные направления:
• Ядерная медицина: создание изотопов для диагностики и лечения
рака.
• Энергетика: переработка ядерного топлива и обращение с
отходами.
• Геохронология: определение возраста Земли и археологических
находок.
• Синтез новых элементов: расширение таблицы Менделеева вплоть
до 118-го элемента.

3.

Радиохимия
стала
самостоятельной
областью химии в конце XIX века.
Основополагающими были работы Марии
Склодовской-Кюри и Пьера Кюри, открывших
и выделивших в 1898 году радий и полоний.

4.

Объектами
изучения
радиохимии
являются
радиоактивные
вещества, содержащие радиоактивные изотопы
(радионуклиды).
Такие
вещества
часто
характеризуются
ограниченным
временем
существования и свойственным им излучением,
что обусловливает специфические особенности
методов
исследования.

5.

Цель радиохимии — изучение химических и физикохимических
свойств
радиоактивных
элементов
(радиоактивных
изотопов),
методов
их
выделения,
концентрирования и очистки. Также важно исследовать
радиационные эффекты, которые эти элементы вызывают в
тех или иных средах.
Задачи:
• получение и выделение с высокими химическими выходами
и чистотой делящихся материалов (радиоактивных
нуклидов);
• разработка высокотехнологичных и быстрых методов
получения и выделения радионуклидов;
• изучение продуктов ядерных превращений на изотопном,
элементном и молекулярном уровнях;
• химическое доказательство перехода одного элемента в
другой в результате радиоактивного распада или ядерной
реакции;
• качественное
и
количественное
определение
радионуклидов в различных объектах даже при очень малых
концентрациях.
В
радиохимии
используются радиоактивные методы,
которые основаны на определении эффектов,
связанных с проявлением радиоактивности.
Например:
Ионизационный метод — определение
ионизационного
эффекта
в
камере,
образующегося под действием излучения
исследуемого препарата.
Калориметрический
метод
—
определение
теплового
эффекта
при
радиоактивном распаде.
Фотографический метод — действие
радиоактивных
излучений
на
фотографическую пластинку.

6.

Связь с физикой
понимание радиоактивного распада
1
2
Роль в экологии
изучение воздействия радиоактивных
веществ
3
4
Интеграция знаний для решения
сложных задач
Влияние на медицину
радиотерапия и диагностика
5
Связь с химией
изучение свойств радиоактивных
элементов

7.

Академик Владимир Иванович Вернадский
• основоположник радиохимии, исследования
радиоактивности, концепция биосферы
Ольга Валерьевна Лаврентьева
• современные исследования радионуклидов,
применение в медицине и экологии
Академик Игорь Евгеньевич Тихонов
• изучение радиохимических процессов, методы
разделения изотопов, вклад в медицину и
промышленность
Профессор
Анатолий
Николаевич
Баранов
• поведение радионуклидов в окружающей
среде, методы детекции и анализа

8.

1. Медицина (Ядерная диагностика и терапия)
• Диагностика: С помощью радиоактивных изотопов
(например,
технеция-99)
врачи
делают
ПЭТ-КТ,
«подсвечивая» опухоли или проблемы с сердцем изнутри.
• Лечение: Радиохимия позволяет создавать препараты,
которые точечно уничтожают раковые клетки (лучевая
терапия, радиофармпрепараты), не повреждая здоровые
ткани.
2. Энергетика
• Атомные станции: Радиохимия отвечает за получение
ядерного топлива и, что более важно, за его переработку.
Это позволяет делать энергетику чище и решать проблему
радиоактивных отходов.
3. Наука и история
• Археология: Радиоуглеродный анализ позволяет с
точностью до десятилетий узнать возраст древней мумии,
рукописи или костей мамонта.
• Космос: Радиоизотопные генераторы (РИТЭГи) питают
марсоходы и зонды, которые улетают далеко от Солнца, где
солнечные батареи бесполезны.
4. Промышленность и быт
• Контроль качества: С помощью радиации проверяют
надежность сварных швов в самолетах и толщину
стальных листов на заводах (дефектоскопия).
• Стерилизация: Радиохимические методы позволяют
стерилизовать медицинские инструменты и даже
продукты питания (чтобы они дольше не портились),
уничтожая бактерии без нагрева.
• Детекторы дыма: В старых моделях ионизационных
датчиков дыма используется крошечное количество
америция-241.
5. Сельское хозяйство
• Создание новых сортов растений путем радиационного
мутагенеза и борьба с насекомыми-вредителями без
использования ядохимикатов.

9.

Изучение радиоактивных элементов (уран, радий)
Использование изотопов (углерод-14) для датирования
Природные радиоактивные минералы (торий, уран)
Применение в медицине (йод-131)
Роль в ядерной энергетике (уран-235)
Безопасность обращения с радиоактивными материалами
Радиоактивные элементы в космосе
Изучение процессов в звездах
Современные технологии (масс-спектрометрия, радиационная спектроскопия)