放射性、环境与健康——放射化学一隅

从放射性、环境和健康出发,就放射性与日常生活的关系进行了简要分析,简单介绍了放射化学在我国核电发展和核技术应用中的作用以及我国放射化学的发展状况。     

气相色谱法在核化学与放射化学中的应用

在核化学与放射化学研究中,气相色谱法是一种非常重要的快速分离工具。它可以用于核反应产物的分离、核谱学研究,以及测定吸附焓,吸附熵,扩散系数等物化数据,研究超锕系元素的性质,探索其中的相对论性效应。本文主要介绍了在此领域中,气相色谱法的实验技术及应用,对其发展前景亦有所展望。     

对环境放射化学学科体系的探讨

环境放射化学是一门新兴的边缘学科，对其学科体系进行探讨十分必要。本文简述了这门新学科产生的背景和发展的历史；论述了环境放射化学的定义，并按不同方法对这门学科的研究内容作了分类和阐述；提出了环境放射化学研究的５个特点，并对该学科当前需研究的若干问题进行了讨论。     

国防领域放射分析化学

放射分析化学在国防领域中一直发挥着十分重要的作用,研究方向主要包括气体和固体样品放射化学分离技术,α、β、γ能谱及同位素质谱放射性测量技术,与氚工艺相关的产氚陶瓷制备及性能、氢同位素化学、聚变燃料循环等。本文简要介绍了中国工程物理研究院在上述方向的部分基础性研究工作,并展望了放射分析化学研究的前景。     

海洋放射化学

海洋放射化学研究海洋中放射性核素的含量分布和存在形式,并通过含量分布的时空变化研究海水中放射性核素的来源归宿和迁移变化规律,以及海洋各储库可能的储量。本文简述了国内外海洋放射化学的发展历史和一些成果。应用海洋放射化学的海洋学研究的主要内容是海洋环流,海水混合,海洋颗粒物动力学,和海洋放射年代学。海洋放射化学将来的重大研究方向是,海洋生物地球化学循环通量与时间尺度研究,过去的海洋环境变化研究,和核电站邻近海域放射性核素的累积与生态效应研究。没有专门的大项目的支持,对海洋本质问题深入研究少,海洋物理化学研究不够深入,需要进行高水平设备建设与应用研究,是中国海洋放射化学研究存在的主要问题。     

杨承宗对中国放射化学的贡献

杨承宗(1911—2011)是我国著名的放射化学家、教育家,我国核燃料工业的开拓者之一,新中国放射化学学科奠基人。目前关于杨承宗的学术贡献多散见于一些回顾和介绍其生平事迹的文献之中,尚乏深入讨论。本文系统梳理了杨承宗不同时期的主要学术工作,认为他对我国放射化学的贡献有二：一是在放射化学学科的建立和长期发展过程中起到了关键作用;二是带领科技人员解决了天然铀生产过程中的各种放射化学及其工艺问题,为我国铀工业的建立提供了重要的技术支撑。最后,结合中国放射化学的发展历程对杨承宗的学术生涯作了简要探讨。     

中国放射化学的开拓者之一——肖伦的生平、思想

在郑大章、杨承宗等多位学者的努力下,使中国现代放射化学从无到有,逐渐发展壮大起来。肖伦院士也是中国放射化学的开拓者之一。本文介绍了肖伦院士的生平、成就及思想、社会活动等。     

欧洲放射化学教育、培训合作项目CINCH介绍与启示

核能发展需要放射化学人才,而放射化学人才紧缺在世界范围内是个普遍现象。本文介绍了欧洲应对放射化学人才危机而开展的欧洲放射化学教育、培训合作项目(CINCH),包括一期和二期项目。项目的成果包括详细的放射化学教育现状调查,统一的培养课程体系,以及开放的网络学习平台(NucWik)等。这些成功的经验可为我国的放射化学教育提供有益的启示。     

典型超分子体系在放射化学领域的应用

本文主要通过评述两类超分子体系和离子印迹聚合物对重要金属离子的分离研究,阐明超分子化学在放射化学领域的重要应用。第一类超分子体系所含的主体分子有冠醚、杯芳烃、杯芳冠醚等大环化合物。第二类超分子体系主要有反胶束、微乳液和液膜。离子印迹聚合物通过超分子的识别功能实现对离子的选择性分离,而在液膜分离技术中,超分子的输运功能得到了很好的诠释。本文还对超分子化学在放射化学领域的应用前景作了分析展望。     

一种新的测定铱丰度及其化学形态的放射化学中子活化分析法

本工作建立了一个以长链伯胺N_(1923)萃取为基础的放射化学中子活化分析法,可测定含量低达10~(-12)g/g的Ir。影响Ir萃取率的关键是Ir在水溶液中的化学形态,而不是其价态。此外,我们发展了一个用于地质样品物相分离的化学分相方法,研究了白垩系-第三系界线粘土样品中异常Ir的赋存状态。     

Nuclear medicine and radiochemistry

Nuclear-medical diagnostic methods are widely used at present, examples being localization diagnosis e.g. of the thyroid, the kidney, and the spleen and function tests, e.g. on the thyroid and on the liver. For these tests it is essential to have organ-specific vehicle substances that can be labeled with suitable radionuclides. For in-vivo investigations, the exposure of the patient to radiation should be kept as small as possible, but the radiation must nevertheless be sufficient to allow the detection of the nuclide. Today, the therapeutic use of radionuclides is only small in comparison with their use in diagnosis.     

Chemical Effects of Nuclear Transformations in Solids

Nuclear reactions and radioactive transformations offer the possibility of investigating the chemical reactions of “bare” nuclei. The interest in such chemical processes following nuclear transformations has already led to two international symposia^[1,2]. In solids, the chemical reactions of recoil nuclei having energies lower than 1 keV proceed not via molten states, but via regions of little disorder.     

核药物发展小记

简要回顾了20世纪70年代以来核药物领域发展的主要成就,并对目前在临床上应用最为广泛的核药物探针[18F]FDG作了重点介绍。[18F]FDG的发展可追溯至20世纪20年代,历经半个世纪终于成功应用于临床,在肿瘤、神经退行性疾病、心血管疾病的诊断中发挥了巨大作用。除此以外,本文也介绍了多肽类及蛋白类核药物的最新进展。在梳理核药物发展脉络的同时,本文也借此机会向读者介绍了几位为核药物发展做出巨大贡献的科学家,并作为晚辈向其致以崇高的敬意。最终,笔者希望向读者阐明核药物研究立足基础研究、面向临床问题的学科特色,也希望读者能通过对经典核药物发展脉络的了解,对自身的科学研究有所启发。     

关于我国核燃料后处理/再循环的一些思考

本文从核裂变能可持续发展的角度,对基于铀-钚循环的核燃料循环体系中的 “一次通过”循环、热堆闭式循环和快堆闭式循环的特点进行分析和比较,指出“一次通过”循环和热堆闭式循环均不能满足核能可持续发展的战略需要,快堆及核燃料多次循环才是我国核裂变能可持续发展的根本出路;介绍了国际上核燃料后处理/再循环的技术现状和主流发展趋势,指出我国在后处理/再循环技术方面与国际先进水平之间的差距;结合我国国情探讨我国核燃料后处理/再循环技术发展的总体构想和拟采取的技术路线,提出需要突破的关键技术问题和相应的配套措施。     

Five Decades Ago: From the “Transuranics” to Nuclear Fission

The discovery of nuclear fission is one of the most outstanding episodes in the history of chemistry: It starts in the spring of 1934 when Enrico Fermi and his group irradiate uranium with neutrons and seem to succeed in going beyond uranium, the then heaviest known element, reaching the first transuranic element; it continues with Otto Hahn, Lise Meitner and Fritz Strassmann who believe to have found additional transuranic elements; with Irène Curie and Paul Savitch who observe an activity which somehow does not fit into that scheme; again with Otto Hahn and Fritz Strassmann who first identify this activity as radium but then on the 17th of December 1938 after rigorous chemical tests realize that the activity is instead barium, thus discovering the fission of the uranium atom into two lighter nuclei; and with Lise Meitner and Otto Robert Frisch who explain nuclear fission on the basis of an already known nuclear model; Otto Robert Frisch finally performs a physical experiment on the 13th of January 1939 which corroborates the fission of uranium. This discovery of nuclear fission is not only an event of historic dimensions, it is also an excellent example of how science evolves, not by successive logical steps but rather through strange detours.     

纳米材料与纳米技术在先进核能系统中的应用前瞻

随着人类对核能需求的快速增长,为应对核能发展的挑战,世界主要核能国家已经开始了先进核能系统的研发。新材料与新技术被认为将在未来先进核能系统中发挥重要作用,其中纳米材料与纳米技术显示了在未来核能中广泛的潜在应用前景。纳米材料是近年来受到广泛重视的一种新型功能材料,本文综述了纳米材料与纳米技术在先进核燃料制造、乏燃料后处理、核废物处置以及核环境修复等核燃料循环领域的应用基础研究现状,并对纳米材料技术在未来先进核能系统中的应用发展趋势进行了展望。     

国外核燃料后处理化学分离技术的研究进展及考察

后处理技术可分为使用水溶液的湿法和不使用水溶液的干法。湿法主要有溶剂萃取法(液液萃取法)、离子交换法和沉淀法等。以TBP(磷酸三丁酯)为萃取剂的PUREX法是当今后处理的主流技术。通过PUREX流程,可回收乏燃料中约99.5%的铀和钚,但由于长寿命次锕系元素(MA: Np、Am、Cm)以及Tc等得不到有效的分离回收,放射性废物的放射毒性仅降低一个量级。并且该技术本身存在萃取工艺流程复杂,设备规模大,产生大量的难处理有机废液等问题。多年来世界核能主要国家都在致力于改良PUREX流程的同时,开展更先进的湿法后处理技术研发。干法后处理采用熔盐或液态金属作为介质,主要有电解精炼法、金属还原萃取法、沉淀分离法和氟化物挥发法等。具有装置规模较小,耐辐照性强,临界安全性高等优点。但分离性能较低,且由于操作温度高(数百摄氏度),材料耐用性以及操作可靠性尚待解决。近年来干法作为金属燃料后处理以及超铀元素嬗变燃料处理的分离技术,重新受到重视。本文概括介绍了国外先进湿法和干法后处理技术的研究动向,并对分离技术中的主要化学问题进行了分析和考察。     

核磁共振波谱在分析化学领域应用的新进展

发展检测物质的化学组成、结构及其变化的新方法、新技术是分析化学的核心科学问题之一. 波谱分析(光谱、质谱及核磁共振)是分析化学中常用的主要仪器分析手段. 核磁共振能在液态、固态和气态条件下提供复杂体系中分子组成、原子分辨的三维结构、相互作用和动态过程等丰富信息, 在生物分析中发挥着越来越重要的作用. 本文将综合阐述核磁共振技术在生物大分子体系、复杂体系以及与其他分析手段联用的进展情况.