معرفی شیمی هسته‌ای

[روژانم!]

شیمی هسته‌ای یکی از شاخه‌های علم شیمی و فناوری هسته‌ای می‌باشد که در این حوزه مجموعه واکنش‌ها و برهمکنش‌های فرایندهای هسته‌ای مورد برسی قرار می‌گیرد.

از حوزه‌های پرکاربرد شیمی هسته‌ای می‌توان به تولید رادیوایزوتوپ‌ها برای عکسبرداری پزشکی، ساخت دارو و طراحی و ساخت سوخت هسته‌ای اشاره کرد.

ابتدا به تعاریف رسمی رادیوشیمی(RC) و شیمی هسته‌ای(NC) مطابق IUPAC می‌پردازیم.

رادیوشیمی: به بخشی از شیمی گفته می‌شود که با مواد رادیواکتیو سر و کار دارد. این امر شامل تولید رادیونوکلئیدها و ترکیبات آنها از طریق تابش ذرات و مواد رادیواکتیو است. زمینه‌های مطالعاتی رادیوشیمی شامل تکنیک‌های شیمیایی مربوط به مطالعات هسته‌ای، استفاده از رادیواکتیویته برای بررسی موارد شیمیایی، بیوشیمیایی یا زیست‌پزشکی می‌باشد.

شیمی هسته‌ای: قسمتی از شیمی که به مطالعه هسته‌ها می‌پردازد و همچنین واکنش‌های هسته‌ای را با استفاده از روش‌های شیمیایی مورد بررسی قرار می‌دهد.

کارشناسان در زمینه آنچه ما RC و NC می‌نامیم خود را رادیوشیمیست و یا به عنوان شیمیدان هسته‌ای معرفی می‌کنند. با این حال، بخش قابل توجهی از درون‌مایه اصلی دانش این دو حوزه مشترک است، و آنها تا حد قابل توجهی با هم آمیخته می‌شوند. بنابراین تمیز دادن این دو رشته از یکدیگر کار دشواری است.

 

[روژانم!]

زمینه های اصلی شیمی هسته ای از این قرارند:

پرتوشیمی:شیمی ترکیبات پرتوفعال است. گاهی در مطالعهٔ واکنش‌های شیمیایی، ایزوتوپ مواد پرتوزا برای بررسی ویژگی‌های ترکیب‌های غیرپرتوزا به‌کار گرفته می‌شوند. همچنین، پرتوشیمی برای ایجاد تغییر یا مطالعهٔ ساختارهای شیمیایی و زیستی دارای اهمیت است. در پرتوشیمی، عناصر طبیعی و دست‌ساز بشر هر دو مورد بررسی قرار می‌گیرند. شاخه‌های اصلی و درگیر در پرتوشیمی از این قرارند:

شیمی اکتینید، شیمی‌درمانی و زیست‌شیمی پرتویی، شیمی هسته‌ای و روش‌های طیف‌سنجی پرتویی

چرخه سوخت هسته‌ای: به مراحل اکتشاف، استخراج، غنی‌سازی و کاربرد و دفع و بازیافت سوخت هسته‌ای گفته می‌شود. PUREXیک روش شیمیایی برای خالص‌سازی سوخت یا سلاح هسته‌ای است.

تاریخچه: از نظر تاریخی، در سال‌های اولیۀ RC و NC، اصطلاح RC برای کل زمینه‌ی مربوطه استفاده می‌شد.

بعداً، در دهه 1930، اصطلاح NC برای جنبه‌های شیمیایی مربوط به این رشته مطرح شد که به طور دقیق‌تر عبارت‌اند از مطالعه، تولید، خصوصیات و واکنش هسته‌ای اتمی.
طی چندین دهه بعد، هر یک از این رشته‌ها در مورد انواع روش‌های ابزاری در تحقیقات هسته‌ای شیمیایی مورد استفاده، شباهت‌های بسیاری داشتند.

در حال حاضر نوعی "امتزاج" بین معانی این دو رشته برای افرادی که در این رشته فعالیت می‌کنند صورت گرفته است به طوری که در این زمینه‌ها RC و NC عملاً مترادف شده‌اند.

واکنش‌های شیمیایی رایج حاصل برهمکنش بین الکترون‌های ظرفیت در اطراف هسته یک اتم می‌باشد. در سال 1896، هانری بکرل زمانی که کشف کرد اورانیوم از خود تشعشعات مختلف تابش می‌دهد، زمینه شیمی هسته‌ای را گسترش داده که شامل تغییرات هسته‌ای اتم تحت تاثیر تابش‌های این امواج نیز می‌شود. اندکی پس از کشف بکرل، ماری اسکلودوفسکا کوری شروع به مطالعۀ رادیواکتیویته کرد و بسیاری از کارهای پیشگام که در زمینه تغییرات هسته‌ای تحقیق شده بود را به پایان رساند. کوری دریافت که تشعشع، متناسب با مقدار عنصر رادیواکتیو موجود است و او پیشنهاد کرد که تابش خاصیت اتم‌ها باشد. ماری کوری اولین زنی بود که برنده جایزه نوبل شد و اولین نفری بود که موفق به کسب دو جایزه شد (اولین نوبل برای کشف رادیواکتیویته با همسرش پیر کوری و هانری بکرل مشترک بود. دومین نوبل برای کشف عناصر رادیواکتیو رادیوم و پولونیوم بود).