Ռադիոքիմիա

Վիքիպեդիայից՝ ազատ հանրագիտարանից

Ռադիոքիմիա, քիմիայի բաժին, ուսումնասիրում է ռադիոակտիվ իզոտոպների, տարրերի և նյութերի քիմիան, նրանց ֆիզ-քիմիական հատկությունները պայմանավորող օրինաչափությունները, ռադիոակտիվ փոխարկումների քիմիան և այդ փոխարկումներին ուղեկցող ֆիզիկաքիմիական երևույթները։ Հետազոտվող նյութում ռադիոակտիվ իզոտոպների առկայությունը պայմանավորում է ռադիոքիմիայում կիրառվող եղանակների առանձնահատկությունները․ 1․ ռադիոակտիվ նյութերի քանակությունը որոշվում է ռադիոչափական եղանակներով, որոնք հնարավորություն են տալիս հայտնաբերել այլ եղանակներով չարձանագրվող քանակություններ (տես Ռադիոչափական տիտրում)։ Ռադիոքիմիայում օգտագործվող սովորական ռադիոչափական սարքերի օգնությամբ կարելի է որոշել, օրինակ, մինչև 10^-12—10^-15 գ 224Ra-ի 10^-17 գ 222Rո-ի և 32P-ի առկայությունը։ Հատուկ զգայուն եղանակների միջոցով արձանագրվում է առանձին ատոմների առկայությունը և նրանց ռադիոակտիվ քայքայման փաստը; 2․ Պահանջվում է անվտանգության հատուկ տեխնիկայի կիրառում, որը պաշտպանում է հետազոտողին և շրջապատի մարդկանց ճառագայթվելու վտանգից։ Թույլատրելի՝ սահմանային քանակներից ավելի ճառագայթման ներգործությունը վնասակար է մարդու առողջության համար։ Ռադիոակտիվ նյութերի պահեստավորումը և թափոնների վնասազերծումն իրականացվում է ըստ հատուկ մշակված կանոնների։ Տարբերում են ռադիոքիմիայի հետևյալ բաժինները. 1) Ընդհանուր ռադիոքիմիա (ուսումնասիրում է ռադիոակտիվ իզոտոպների վարքի ֆիզ-քիմիական օրինաչափությունները, իզոտոպային փոխանակությունը, իզոտոպների միկրոքանակների բաշխումը տարբեր ֆազերում, ադսորբումը, լուծահանումը, համատեղ նստեցումը և այլն; 2) Միջուկային փոխարկումների քիմիան ուսումնասիրում է այդ փոխարկումների արգասիքների բաժանման եղանակները, «տաք» ատոմների հատկությունները, սեփական ճառագայթման ներգործությամբ ընթացող փոխարկումները և այլն; 3) Ռադիոակտիվ տարրերի քիմիան ուսումնասիրում է բնական և արհեստական ռադիոակտիվ տարրերի ֆիզ-քիմիական հատկություններն ու քիմիական փոխարկումները, մշակում է միջուկային վառելիքի (մասնավորապես 239Pu, 238Ս, 235Ս) ստացման եղանակները և քիմիական տեխնոլոգիան; 4) Կիրառական ռադիոքիմիան զբաղվում է նշանակիր ատոմներ պարունակող միացությունների սինթեզի, գիտության և արդյունաբերության մեջ ռադիոակտիվ իզոտոպները և ճառագայթները կիրառելու (տես նաև Ռադիոչափական վերւուծություն) մեթոդների մշակմամբ։ Ռադիոքիմիան, որպես քիմիայի ինքնուրույն բաժին, ստեղծվեց Մ․ Սկլոդովսկայա-Կյուրի և Պ․ Կյուրի ամուսինների աշխատանքների շնորհիվ։ 1898-ին նրանք հայտնաբերեցին պոլոնիումը, ռադիումը (տես նաև Ռադիոակտիվություն), իսկ 1902-ին՝ անջատեցին ռադիումի առաջին կշռելի քանակությունը։ Ռադիոքիմիայի ստեղծման առաջին շրջանում (1898—1913) հայտնաբերվեցին նաև ռադոնը, ակտինիումը (1899), պրոտակտինիումը, հետազոտվեցին բազմաթիվ բնական ռադիոակտիվ միներալներ և ջրեր, դրվեց ռադիոակտիվ տարրերի երկրաքիմիայի հիմքը (1910—11, Վ․ Ի․ ՎերնադսկիԻզոտոպային երևույթի (1913, Ֆ․ Սոդդի) և տեղաշարժի կանոնի (1913, Ֆ․ Սոդդի, Կ․ Ֆայանս) հայտնաբերումը թույլ տվեց պարզել իզոտոպների ծագումնաբանական կապը և որոշել նրանց տեղերը քիմիական տարրերի պարբերական համակարգում։ Ռադիքիմիայի ստեղծման և զարգացման երկրորդ փուլում (1914—33) հետազոտվեցին ռադիոակտիվ տարրերի վարքի օրինաչափությունները չափազանց նոսր հեղուկ և գազային համակարգերում, հայտնաբերվեցին ռադիոակտիվ ինդիկատորները և իզոտոպային փոխանակության երևույթը (Դ․ Հևեշի և գերմ. քիմիկոս Ֆ․ Պանետ, 1887—1958), համատեղ նստեցման և ադսորբման օրինաչափությունները (գերմ․ քիմիկոս՝ Օ․ Հան, 1879—1968) և սովետական քիմիկոս՝ Վ․ Գ․ Խլոպին, 1890— 1950), էմանացումը՝ ռադոնի առաջացումը ռադիում պարունակող պինդ նյութերում (սովետական գիտն․ Լ․ Ս․ Կոլովրատ-Չերվինսկի և Օ․ Հան), մշակվեց բյուրեղական և հեղուկ ֆազերում նյութերի բաշխման թերմոդինամիկական տեսությունը (սովետական քիմիկոս՝ Ա․ Ռատներ), ստացվեցին և հետազոտվեցին ռադոնի կլաստրատային միացությունները (սովետական քիմիկոս՝ Բ․ Ա․ Նիկիտին), ուսումնասիրվեցին թորիումի միացությունների լուծելիությունը, ռադիոկոլոիդների առաջացման պայմանները ևն։ Արհեստական ռադիոակտիվության հայտնաբերումով (1934, Ի․ Ժոչիո-Կյուրի և Ֆ․ ժոչիո Կյուրի) սկսվեց ռադիոքիմիայի զարգացման երրորդ փուլը (1934—45)։ Քիմ․ տարրերի վրա նեյտրոնների ներգործության ուսումնասիրությունների (է․ Ֆերմի), արհեստական ռադիոակտիվ իզոտոպների միջուկային իզոմերիայի (Ի․ Կուրչաաով) և Սիլարդ-Չալմերսի էֆեկտի հայտնաբերման շնորհիվ մշակվեցին արհեստական ռադիոակտիվ իզոտոպների ստացման, կոնցենտրացման և անջատման եղանակները։ Ցիկլոտրոնի օգնությամբ սինթեզվեցին տեխնիցիումը և աստատը, ռադիոչափական և տարրերի միկրոքանակների բաժանման նուրբ ռադիոքիմիական եղանակների օգնությամբ անջատվեց ֆրանսիումը։ Լայն տարածում գտան կիրառական ռադիոքիմիան և ռադիոակտիվ ինդիկատորների եղանակը։ Ռադիոքիմիայի զարգացման չորրորդ՝ ժամանակակից փուլը կապված է միջուկային մասնիկների հզոր արագացուցիչների և միջուկային ռեակտորների կիրառման հետ։ Ուրանի քայքայման արդյունքներում հայտնաբերվեց և անջատվեց պրոմեթիումը, որը հայտնաբերելու փորձերը սկսվել էին 1922-ին։ Սինթեզվեցին տրանսուրանային տարրերը՝ N 93—107 (Դ․ Սիբորգ, Դ․ Ֆչյորով, Ցու․ Հովհաննիսյան և ուրիշներ)։ Կարևոր նշանակություն ստացավ միջուկային վառելիքի ստացման (և տեխնոլոգիայի), պլուտոնիումի, միջուկային ռեակտորում ճառագայթված ուրանի քայքայման արդյունքների անջատման, ուրանի ռեգեներացման եղանակների մշակումը։ Զարգանում է արհեստական (հատկապես տրանսուրանային) և բնական (հատկապես, U, Th, Po) ռադիոակտիվ տարրերի և նրանց կոմպլեքսային միացությունների քիմիան։ Կարևոր նշանակություն են ստացել լուծահանումը (էքստրակցիա) և քրոմատոգրաֆիան։ Ստեղծվում է ատոմանման գոյացությունների՝ պոզիտրոնիումի, մյուոնիումի (տես Մյուոններ) և մեզոատոմների քիմիան։ Ռադիոակտիվ ինդիկատորների եղանակը լայնորեն կիրառվում է քիմ․ միացությունների կառուցվածքի, քիմ․ ռեակցիաների մեխանիզմի և կինետիկայի, ադսորբման, համատեղ նստեցման, կատալիզի երևույթների ուսումնասիրություններում և ֆիզիկաքիմիական հաստատունների որոշման համար։ Ռադիոքիմիական եղանակներն օգտագործվում են երկրաքիմիայի և տիեզերաքիմիայի խնդիրները լուծելու, օգտակար հանածոներ հայտնաբերելու համար։ Զարգանում է ռադիոքիմիայի նոր ուղղություն՝ միջուկային ռեակցիաների ժամանակ ստացվող և մեծ էներգիա ունեցող ատոմների առաջացրած պրոցեսներիքիմիան։