核化學(xué)所屬現(xiàn)代詞，指的是用化學(xué)方法或化學(xué)與物理相結(jié)合的方法研究原子核（穩(wěn)定性和放射性）的反應(yīng)、性質(zhì)、結(jié)構(gòu)、分離、鑒定等的一門學(xué)科。
學(xué)科簡(jiǎn)介
核化學(xué)，又稱為核子化學(xué)，是用化學(xué)方法或化學(xué)與物理相結(jié)合的方法研究原子核（穩(wěn)定性和放射性）的反應(yīng)、性質(zhì)、結(jié)構(gòu)、分離、鑒定等的一門學(xué)科。例如，研究不同的次原子粒子怎樣共同形成一個(gè)原子核以及研究原子核之中的物質(zhì)究竟是如何變化的。
早期歷史
在威廉·倫琴發(fā)現(xiàn)X射線之后，很多科學(xué)家開始研
究把放射線離子化。他們的其中之一就是安東尼·貝克勒爾，他研究磷光與相片板變黑的關(guān)系。當(dāng)貝克勒爾（在法國(guó)工作）發(fā)現(xiàn)這個(gè)時(shí)，沒(méi)有其他能量來(lái)源，產(chǎn)生了射線可以令相片板變黑，放射線被發(fā)現(xiàn)。瑪麗·居里（在巴黎工作）與她的丈夫皮埃爾·居里從鈾離析了兩種新的放射性元素。他們用輻射來(lái)識(shí)別哪一種是化學(xué)離析后放射線的光束；他們把鈾離析至各不同已知的化學(xué)元素，并量度各元素的放射線。之后他們?cè)噲D更進(jìn)一步地離析這些放射性級(jí)分去離析一種更活躍的更小的級(jí)分。就這樣他們離析出了釙和鐳。大約1901年，人們發(fā)現(xiàn)吸收過(guò)多輻射會(huì)在人體造成傷害，貝克勒爾常在袋中帶著一個(gè)鐳的樣本，他吸收了過(guò)多輻射，因而造成輻射灼傷。
核化學(xué)起始于1898年M.瑪麗·居里和P.居里對(duì)釙和鐳的分離和鑒定。后來(lái)30年左右的時(shí)間內(nèi)，通過(guò)大量化學(xué)上的分離和鑒定，以及物理上探測(cè)α、β和γ射線等技術(shù)的發(fā)展，確定了鈾、和的三個(gè)天然放射性衰變系，指數(shù)衰變定律，母子體生長(zhǎng)衰變性質(zhì)（見放射性衰變規(guī)律），明確了一個(gè)元素可能具有不止一個(gè)核素的同位素概念，以及同一核素的不同能態(tài)鏤Z和UX2的同質(zhì)異能素）等事實(shí)。此外，還陸續(xù)找到了其他十幾種天然放射性元素。
1919年E.歐內(nèi)斯特·盧瑟福等發(fā)現(xiàn)由天然放射性核素發(fā)射的α粒子引起的原子核反應(yīng)，導(dǎo)致1934年F.讓·約里奧－居里和I.約里奧－居里制備出第一個(gè)人工放射性核素磷30。由于中子的發(fā)現(xiàn)和粒子加速器的發(fā)展，通過(guò)核反應(yīng)產(chǎn)生的人工放射性核素的數(shù)目逐年增加，而1938年O.哈恩等發(fā)現(xiàn)原子核裂變更加速了這種趨勢(shì)，并且為后來(lái)的核能利用開辟了道路。此外，核譜學(xué)（包括α、β、γ和X射線譜學(xué)）的工作也有相應(yīng)的發(fā)展。由于粒子加速器、反應(yīng)堆、各種類型的探測(cè)器和分析器、質(zhì)譜儀、同位素分離器及計(jì)算機(jī)技術(shù)等的發(fā)展，核化學(xué)研究的范圍和成果還在繼續(xù)擴(kuò)展和增加，如質(zhì)量大于氦核的重離子引起的深度非彈性散射反應(yīng)研究，107、108、109號(hào)元素的合成，雙質(zhì)子放射性和碳放射性的發(fā)現(xiàn)等。另外，核化學(xué)與核技術(shù)應(yīng)用于化學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、地球科學(xué)、天文學(xué)和環(huán)境科學(xué)等方面，已取得了令人矚目的進(jìn)展。
研究范圍
核化學(xué)主要研究核性質(zhì)、核結(jié)構(gòu)、核轉(zhuǎn)變的規(guī)律以及核轉(zhuǎn)變的化學(xué)效應(yīng)、奇特原子化學(xué)，同時(shí)還包括有關(guān)研究成果在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用。核化學(xué)、放射化學(xué)和核物理，在內(nèi)容上既有區(qū)別卻又緊密地聯(lián)系和交織在一起。
1.核性質(zhì)
核有不穩(wěn)定和穩(wěn)定之分，前者又稱放射性核，放射性核經(jīng)過(guò)衰變（如發(fā)射氦核、電子、光子、中子或質(zhì)子，俘獲電子和自發(fā)裂變等）最終成為穩(wěn)定核。任何衰變過(guò)程必須遵從能量守恒、動(dòng)量守恒、角動(dòng)量守恒和量子力學(xué)方面的一些規(guī)則。核的不穩(wěn)定性有程度上的差別，它表現(xiàn)為壽命或半衰期的長(zhǎng)短(見放射性壽命)，壽命越短，不穩(wěn)定性越高，反之亦然（見核穩(wěn)定性）。除了衰變方式和穩(wěn)定性外，核的其他性質(zhì)有電荷、質(zhì)量（包括能量）、半徑、自旋、磁矩、電四極矩、宇稱和統(tǒng)計(jì)性質(zhì)等。另外，核不僅可處于相對(duì)穩(wěn)定的基態(tài)，還可以處于能量稍高的激發(fā)態(tài)。處于激發(fā)態(tài)的核也有以上各種性質(zhì)，一般以發(fā)射光子的方式到達(dá)基態(tài)。核性質(zhì)反映了核的結(jié)構(gòu)，通過(guò)對(duì)核性質(zhì)的研究，可以更深入地認(rèn)識(shí)原子核的本質(zhì)。
2.核結(jié)構(gòu)
原子核的結(jié)構(gòu)對(duì)于原子核的變化起著決定性的作用。通過(guò)研究核結(jié)構(gòu)的各類實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，為核能的利用提供了可靠的基礎(chǔ)。核結(jié)構(gòu)研究的依據(jù)及出發(fā)點(diǎn)是核物理實(shí)驗(yàn)，包括原子核的自發(fā)衰變和裂變的實(shí)驗(yàn)和核反應(yīng)實(shí)驗(yàn)。核結(jié)構(gòu)研究中基本問(wèn)題是核力、運(yùn)動(dòng)方程和多體問(wèn)題。
3.核轉(zhuǎn)變
包括原子核在其他原子核或粒子作用下發(fā)生的各種變化（即核反應(yīng)）和不穩(wěn)定的原子核自發(fā)發(fā)生的核衰變。核反應(yīng)是取得新核的主要途徑。
反應(yīng)堆產(chǎn)生的中子引起的核反應(yīng)是新核的一個(gè)重要來(lái)源，它主要包括中子俘獲反應(yīng)和中子裂變反應(yīng)（見裂變化學(xué)）。這些反應(yīng)產(chǎn)生的裂片核（包括尚未發(fā)現(xiàn)的新核）都處于β穩(wěn)定線的豐中子的一面，并以發(fā)射電子（或隨后再發(fā)射一個(gè)中子，稱緩發(fā)中子）的方式衰變（見新核素的合成）。
新核還可以用各類加速器所產(chǎn)生的不同能量的離子（氫一直到鈾）和電子以及由核反應(yīng)所產(chǎn)生的次級(jí)粒子（如快中子、光子、π介子和μ子等）轟擊各種靶核來(lái)產(chǎn)生。根據(jù)轟擊粒子的不同可將核反應(yīng)分為中子核反應(yīng)、帶電粒子核反應(yīng)、光核反應(yīng)和重離子核反應(yīng)等。按轟擊粒子的能量又可將它們分為高、中和低能核反應(yīng)。每個(gè)核子的能量高于 10電子伏的粒子稱為高能粒子，10～10電子伏的為中能粒子，10電子伏以下的為低能粒子。但是，這類規(guī)定并不絕對(duì)，對(duì)于各種轟擊粒子如重離子、電子和次級(jí)粒子，能量高低的含義有所不同（見低能核化學(xué)、高能核化學(xué)）。這些由加速器產(chǎn)生的核多處于β穩(wěn)定線缺中子的一面，并以發(fā)射正電子（或隨后再發(fā)射一個(gè)質(zhì)子，稱緩發(fā)質(zhì)子）、俘獲電子或發(fā)射質(zhì)子的方式衰變。
根據(jù)以上兩種途徑，已找到2000多種不穩(wěn)定核素，但仍有很多尚待發(fā)現(xiàn)。它們的壽命極短，需要產(chǎn)物核的快速傳輸、快速化學(xué)分離和在線(指在產(chǎn)物核產(chǎn)生的同時(shí))同位素分離（原理同質(zhì)譜儀）技術(shù)才能鑒定它們。重離子核反應(yīng)是發(fā)現(xiàn)新元素的主要途徑（見重離子核化學(xué)）。
此外，對(duì)核反應(yīng)的研究還包括測(cè)量各種核反應(yīng)截面及其與轟擊粒子的能量的關(guān)系（稱激發(fā)函數(shù)），測(cè)量出射粒子和產(chǎn)物核的質(zhì)量、電荷、能量和角度（方向）的分布情況，并由此探索核反應(yīng)的機(jī)理。這是深入了解核力和核子在核內(nèi)運(yùn)動(dòng)和相互作用規(guī)律的重要方法。
4.核轉(zhuǎn)變的化學(xué)效應(yīng)，即熱原子化學(xué)。
在核轉(zhuǎn)變中，產(chǎn)物核由于動(dòng)量守恒獲得反沖動(dòng)能，這一能量足以使起始核所屬原子與周圍原子之間的化學(xué)鍵斷裂，從而形成脫離原來(lái)分子的具有一定動(dòng)能的熱原子。在核衰變中，有時(shí)會(huì)因電子震脫或空穴級(jí)聯(lián)而引起化學(xué)變化（見核衰變化學(xué)）。核轉(zhuǎn)變過(guò)程中產(chǎn)生的熱原子與周圍介質(zhì)之間所起的化學(xué)變化就是熱原子化學(xué)研究的內(nèi)容。
5.奇特原子化學(xué)
普通原子中的電子或質(zhì)子被其他基本粒子代替后形成奇特原子，如正電子素和μ子素等。奇特原子化學(xué)主要研究化學(xué)環(huán)境對(duì)奇特原子的影響，并利用奇特原子來(lái)研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)和化學(xué)反應(yīng)。
學(xué)科特點(diǎn)
核化學(xué)研究中所用的化學(xué)操作和分離技術(shù)與一般化學(xué)分析中所用的有所不同，這主要在于前者著重速度快和放射性純度高，一般回收率在20％～50％即可。對(duì)半衰期極短的核素，為了爭(zhēng)取速度而允許回收率低于20％。原則上，一般化學(xué)分析中的分離方法都可用于核化學(xué)研究，但對(duì)半衰期短的核素，需采取熱色譜、反沖技術(shù)等快速分離步驟。放射性純度是指最終產(chǎn)品中放射性雜質(zhì)與待測(cè)放射性核素之間的相對(duì)含量。放射性雜質(zhì)的相對(duì)含量越低，則放射性純度越高。只要不影響回收率的測(cè)定，對(duì)化學(xué)純度的要求不高（見放射化學(xué)純度）。
一般樣品中放射性物質(zhì)的質(zhì)量極微，為了測(cè)定回收率和便于純化，常須加入一定量（如10～20毫克）的待測(cè)核素的穩(wěn)定同位素作為載體。另外，為了提高產(chǎn)品的放射性純度有時(shí)需要加入雜質(zhì)元素作為反載體和采用清除劑，進(jìn)行反復(fù)沉淀以提高產(chǎn)品的放射性純度。為了制備高比活度的或無(wú)穩(wěn)定同位素的產(chǎn)品，必須采用化學(xué)性質(zhì)相似的非同位素載體，并在最后的分離步驟中將它們除去。在定量測(cè)定方面，核化學(xué)研究中采用放射性測(cè)量。樣品的制備，特別是面密度低于100微克/厘米的極薄樣品的制備，以及各種計(jì)數(shù)技術(shù)的設(shè)計(jì)使用至關(guān)重要。
武器應(yīng)用
核化學(xué)研究成果已廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。例如利用測(cè)定由中子俘獲 A(n， γ)B反應(yīng)的中子活化分析，可較準(zhǔn)確地測(cè)定樣品中50種以上元素的含量，并且靈敏度一般很高；該法已廣泛應(yīng)用于材料科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、地球科學(xué)、宇宙化學(xué)、考古學(xué)和法醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。一些短壽命（特別是發(fā)射正電子）核素的放射性標(biāo)記化合物廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)。熱原子化學(xué)方法可用于制備某些標(biāo)記化合物。正電子湮沒(méi)技術(shù)已用于材料科學(xué)及化學(xué)動(dòng)力學(xué)等方面的研究。
核化學(xué)武器是隨著這三種武器的相繼出現(xiàn)與發(fā)展而形成的。第一次世界大戰(zhàn)期間，德軍首先對(duì)英、法聯(lián)軍使用化學(xué)武器，使對(duì)方傷亡1.5萬(wàn)人。隨后，交戰(zhàn)國(guó)爭(zhēng)相使用化學(xué)武器，其防護(hù)措施也不斷完善（見化學(xué)防護(hù)）。第二次世界大戰(zhàn)期間，某些國(guó)家秘密地加強(qiáng)了生物武器的研制。日軍在八國(guó)聯(lián)軍侵華戰(zhàn)爭(zhēng)中，除使用化學(xué)武器外，也使用過(guò)生物武器。許多國(guó)家的軍隊(duì)在重視防化學(xué)武器的同時(shí)，增加了對(duì)生物武器的防護(hù)（見生物武器防護(hù)）。1945年8月6日和9日，美軍在日本 廣島和長(zhǎng)崎市使用了原子彈，造成很大的傷亡和破壞。各國(guó)軍隊(duì)又相繼展開了防核武器的研究（見核防護(hù)）。由于核、化學(xué)、生物武器既可分別使用，也可結(jié)合使用，在防護(hù)的組織和措施方面又有許多共同之處，因此，通常把防這三種武器聯(lián)系在一起，簡(jiǎn)稱“三防”。
核化學(xué)武器有巨大的殺傷破壞威力，可用導(dǎo)彈、火箭、飛機(jī)、火炮等多種投射工具廣泛使用于戰(zhàn)場(chǎng)。因此，在現(xiàn)代條件下作戰(zhàn)，對(duì)這三種武器的防護(hù)，已成為作戰(zhàn)保障的重要內(nèi)容。許多國(guó)家的軍隊(duì)都很重視研究和采取相應(yīng)的措施，加強(qiáng)軍隊(duì)和軍事設(shè)施的防護(hù)能力，并編有專業(yè)部門、專業(yè)人員和專業(yè)部隊(duì)、分隊(duì)，負(fù)責(zé)指導(dǎo)部隊(duì)防護(hù)，遂行各種專業(yè)保障任務(wù)。
參考資料 >
核化學(xué).www.ikepu.com.2009-12-26