Фундаментальная радиохимия

Оглавление

Николай Дмитриевич Бетенеков. Фундаментальная радиохимия

1.1. История научных открытий конца XIX – начала XX века, приведших к созданию радиохимии и ядерной физики как самостоятельных разделов химии и физики. Роль русских ученых в создании и развитии радиохимии

1.2. Предмет радиохимии. Ранние и современные определения радиохимии. Основные этапы развития радиохимии и их характеристика

1.3. Общие свойства атомных ядер. Изотопия. Радиоактивность (α , β , E-захват, изомерный переход). Законы распада

1.3.1. Сведения из элементарной ядерной физики

1.3.2. Общие сведения о радиоактивном распаде

1.3.4. Математическая модель радиоактивного распада. Эмпирический закон и его статистическое обоснование

1.3.5. Связь активности с массой

1.3.6. Классификация радионуклидов

1.3.7. Последовательный радиоактивный распад

1.3.8. Радиоактивные семейства ("цепочки") с произвольным числом генетически связанных радионуклидов

1.3.9. Природные радиоактивные семейства

1.4. Взаимодействие излучения с веществом. Основы дозиметрии. Методы обнаружения и измерения интенсивности радиоактивных излучений. Основные методы ядерной спектроскопии

1.4.1. Эффекты, сопровождающие прохождение излучения через вещество

1.4.2. Взаимодействие α-излучения с веществом

1.4.3. Взаимодействие β-излучения с веществом

1.4.4. Взаимодействие γ-излучения с веществом

1.4.5. Регистрация ионизирующего излучения

1. Общие положения

2. Ионизационные методы

3. Основные задачи радиометрии

1.4.6. Спектрометрия ионизирующего излучения

1. Измерение активности источников и радиоактивных образцов

2. Основные параметры спектрометров

3. Спектрометрия гамма-излучения

1.5. Источники нейтронов. Общие закономерности ядерных реакций. Энергетические эффекты, эффективное сечение. Основные типы ядерных реакций. Взаимодействие нейтронов с веществом

1.5.1. Источники нейтронов

1.5.2. Общие сведения о ядерных реакциях

1.5.3. Взаимодействие нейтронов с веществом

1.6. Реакция деления. Цепная ядерная реакция. Основные типы атомных реакторов. Понятие о термоядерных реакциях

1.6.1. Реакции вынужденного деления и ядерный реактор

1.6.2. Термодинамика процесса деления ядер

1.6.3. Деление ядер урана под действием нейтронов

1.6.4. Условия осуществления управляемой цепной ядерной реакции деления

1.6.5. Классификация реакторов

1.7. Реакции получения трансурановых элементов и продуктов деления с помощью нейтронов (реактор, бомба). Распределение продуктов деления по массам и зарядам

1.7.1. Воспроизводство ядерного горючего

1.7.2. Пути повышения воспроизводства ядерного топлива в реакторах на тепловых нейтронах

1.7.3. Продукты деления (ПД)

1.7.4. Накопление и распад ПД

1.7.5. Типичные случаи расчета накопления и распада ПД

1.7.6. Эволюция Pu-239 в гетерогенном реакторе на тепловых нейтронах; топливо – обогащенный уран

1.7.7. Тяжелые продукты в облученном ядерном топливе

2. Радиационная химия. Исторический аспект

2.1. Введение в проблему

2.1.1. Историческая справка

2.1.2. Термины, определения, общие сведения о физико-химической картине развития радиационно-химических процессов

2.1.3. Основные проблемы радиационной химии и их дозиметрические аспекты

2.2. Радиолиз воды и водных растворов

2.2.1. Физико-химические основы процессов радиолиза воды и водных растворов

2.2.2. Механизм радиолиза воды

2.2.3. Классификация радиационно-химических выходов

2.2.4. Уравнения материального баланса радиолиза воды

2.2.5. Химические свойства основных продуктов радиолиза воды

2.3. Радиолиз разбавленных водных растворов. Кинетика радиационно-химических реакций

2.3.1. Радиолиз разбавленных водных растворов

2.3.2. Кинетика радиационно-химических реакций

2.4. Радиационные эффекты в твердых телах

2.4.1. Радиационные эффекты в твердом теле

2.4.2. Особенности радиолиза твердых тел. Фоторадиационные эффекты

2.4.3. Влияние ионизирующей радиации на кинетику растворения твердых тел

2.4.4. Влияние ионизирующей радиации на коррозию твердых тел

Влияние облучения на коррозию реакторных материалов

Заключение

Библиографический список

3. Химические явления, сопровождающие ядерные превращения. Химия горячих атомов

1. Атомы отдачи

3.1. Образование радиоактивных изотопов и расчет энергии отдачи

3.2. Образование атомов отдачи

3.3. Заряд атомов отдачи

3.4. Энергия отдачи для разных типов ядерных превращений. Метод разделения изотопов Сцилларда-Чалмерса

3.5. Удержание

3.5.1. Удержание. Классификация причин удержания

3.5.1. Ядерно-физические причины удержания

3.5.2. Физико-химические причины удержания

3.6. Химические последствия изомерного перехода

3.7. Химические изменения в результате электронного захвата

3.8. Химические изменения при β-распаде

3.9. Изотопный обмен

3.9.1. Общие положения

3.9.2. Причины протекания изотопного обмена. Равнораспределение изотопов

3.9.3. Кинетика гомогенного изотопного обмена

3.9.4. Механизмы реакций изотопного обмена

3.9.5. Использование реакций гомогенного изотопного обмена для выяснения химической природы соединений

3.9.6. Гетерогенный изотопный обмен

3.10. Условия разделения радиоактивных изотопов и изомеров химическим методом

3.11. Изотопные эффекты

3.11.1. Изотопные эффекты

3.12. Библиографический список

4. Ядерная медицина

4.1. Методы лучевой диагностики

4.1.1. Ультразвуковая диагностика

4.1.2. Рентгеновская диагностика

4.1.3. ЯМР томография

4.1.4. Позитронно-эмиссионная томография

4.1.5. Особенности радионуклидной диагностики

4.2. Радиоактивные нуклиды и радиофармпрепараты

4.2.1. Критерии выбора радионуклида

4.3. Аппаратура для радионуклидной диагностики

4.3.1. Сцинтилляционные детекторы

4.3.2. Гамма-камера

4.4. Радионуклидная визуализация

4.5. Радиотерапия

4.5.1. Основные принципы лучевой терапии

4.5.2. Методы лучевой терапии

4.5.3. Компьютерная томография в планировании лучевой терапии

4.5.4. Источники излучения в терапии

Литература

Отрывок из книги

Уран является 92-м элементом Периодической системы Д. И. Менделеева, последним из естественных элементов. Он – один из важнейших элементов, определивших современное состояние научных знаний о природе вещества и высокотехнологичных отраслей промышленности. На основе урана создано атомное и термоядерное оружие. Тепловыделяющие элементы из урана и его сплавов, а также из диоксида урана работают на атомных электростанциях, атомных подводных лодках, атомных ледоколах и авианосцах. Уран является исходным материалом для получения новых искусственных элементов (трансурановых): нептуния, плутония, америция, кюрия, берклия, калифорния, эйнштейния, фермия, менделевия, нобелия, лоуренсия и др.

История урана как химического элемента начинается с 1789 г., когда берлинский химик М. Клапрот в смоляной руде месторождения Иоахимсталь (ныне Яхимов, Чехия) обнаружил новый элемент. Он назвал его ураном в честь планеты Уран, открытой в 1781 г. астрономом В. Гершелем. Клапрот восстановил углем желтый триоксид урана и получил черные кристаллы с металлическим блеском. Он принял полученное вещество за металлический уран. Это заблуждение длилось более 50 лет.

.....

Допустим, что вероятность испытать распад в течение некоторого промежутка времени Δt для всех ядер данного радионуклида равна величине wΔt, которая пропорциональна только этому промежутку времени Δt, т.е. wΔt = kΔt, где k – коэффициент пропорциональности. Вероятность же пережить этот промежуток времени (т.е. не распасться), как вероятность противоположного события, будет равна 1 – wΔt = 1 – kΔt. Вероятность пережить некоторый больший промежуток времени t1 = hΔt, где h – произвольное число, будет уже вероятностью сложного события (наступление h раз события, вероятность которого равна 1 – kΔt). Эта вероятность в соответствии с теоремой об умножении вероятности выразится следующим образом: wt1 = (1 – wΔt)h = (1 – kΔt)h.

Прологарифмируем это равенство: lnwt1 = hln(1 – kΔt).

.....