Исторические вехи в развитии радиохимии
Возникновение радиохимии как науки связано с открытием первых естественных радиоактивных элементов и изучением их свойств. Выдающиеся исследования Марии и Пьера Кюри заложили основы новой области знаний, возникшей на границе физики и химии. По мере изучения явлений радиоактивности и свойств радиоактивных веществ отчетливо начали вырисовываться и обособляться два тесно взаимодействующих направления исследований в этой области. Одно из них — чисто физическое — изучало природу и свойства радиоактивности, законы радиоактивных превращений и т. д. Развитие этого направления привело к возникновению ядерной физики. Другое направление первоначально ставило своей основной задачей исследование химической природы радиоактивных веществ и продуктов их превращений. Развитие этого направления привело к созданию радиохимии. По И.Е.Старику в истории развития радиохимии прослеживаются два периода: ранний (1898—1933) и современный (по настоящее время). Все достижения раннего периода связаны с открытием и изучением естественной радиоактивности, естественных радиоактивных элементов и радиоактивных нуклидов. Объекты изучения радиохимии в этот период — естественные радиоактивные семейства, т.е. родоначальники этих рядов и продукты их самопроизвольного распада. Ранний период развития радиохимии включает два этапа. Первый этап (1898—1913) характеризуется возникновением и становлением радиохимии как науки, открытием собственных объектов изучения — естественных радиоактивных элементов и естественных радиоактивных нуклидов. Важнейшими событиями этого этапа являются: 1) открытие первых естественных радиоактивных элементов — радия и полония (М. и П. Кюри, 1898); установление природы явления радиоактивности и основных законов радиоактивного распада (М. и П. Кюри, Ф. Содди, Э. Резерфорд, 1900—1903); 2) установление закономерностей изменения химической природы элементов в результате радиоактивного распада; формулировка правила сдвига (Ф. Содди, К. Фаянс, 1909—1912); открытие и изучение явления изотопии (Ф. Содди, А. Флэк, 1911 —1913); 3) размещение радиоактивных элементов в периодической системе (Ф. Содди, К. Фаянс); формирование представлений о естественных радиоактивных рядах. Второй этап (1913—1934) характеризуется сосредоточением внимания на проблеме специфики поведения ничтожно малых количеств радиоактивных элементов при различных физико-химических процессах и особенно при образовании в растворах твердых фаз. Важнейшими событиями этого этапа явились: 1) формулировка правил, определяющих поведение ничтожно малых количеств радиоактивных элементов (радиоактивных нуклидов) при выделении твердых фаз (носителей) из растворов, содержащих эти элементы (К. Фаянс, П. Бэр, Ф. Панет, Д. Стремгольм, Т. Сведберг, О. Ган, 1913—1926); 2) установление количественных закономерностей, управляющих процессами сокристаллизации ничтожно малых количеств радиоактивных нуклидов; закон Хлопина (В. Г. Хлопин, 1924—1933); разработка термодинамической теории изоморфной сокристаллизации и адсорбции радиоактивных нуклидов (А. П. Ратнер,) 3) открытие явления радиоколлоидообразования и исследование электрохимического поведения радиоактивных нуклидов 4) открытие и исследование процессов изотопного обмена (Д. Хевеши, 1920). Результатом исследований, выполненных на этом этапе развития, явилась разработка методологических основ радиохимии и возникновение ее важнейших разделов (общая радиохимия, химия радиоактивных элементов и прикладная радиохимия). Современный период развития радиохимии начинается с 1933г. Основные достижения этого периода связаны с открытием искусственной радиоактивности, процессов деления тяжелых ядер и получением трансурановых элементов. Эти открытия были сделаны на основе использования радиохимических методов исследования, развитых в первом периоде, и в особенности метода изотопных носителей. Во втором периоде развития радиохимии имели место следующие важнейшие события: 1) радиохимическая идентификация радиоактивных нуклидов, возникающих при ядерных реакциях, происходящих при облучении альфа-частицами легких элементов (бора, магния, алюминия). Результатом этих исследований явилось открытие искусственной радиоактивности (И. и Ф. Жолио-Кюри, 1934); 2) радиохимическая идентификация радиоактивных нуклидов, образующихся при воздействии нейтронов на ядра стабильных элементов; открытие и изучение химических эффектов, индуцируемых радиационным захватом нейтронов (Л. Сциллард, Т. Чалмерс,1934); 3) открытие ядерной изомерии среди искусственных радиоактивных нуклидов* (И. В. и Б. В. Курчатовы, Л. В. Мысовский, Л. И. Русинов, 1935); исследование химических последствий при изомерных переходах; изучение химических последствий бета -распада атомов в составе молекулярных систем (В. Д. Нефедов, М. А.Торопова, Е. Н. Синотова, 1953—1984). Интенсивное развитие метода радиоактивных индикаторов и его применение во всех областях химии; 4) идентификация первого искусственно полученного радиоактивного элемента — технеция (К. Перрье, Э. Сегрэ, 1937). Открытие и радиохимическое изучение франция (М. Перей, 1939) и астата (Д. Корсон, К. Маккензи, Э. Сегрэ, 1940); 5) радиохимическая идентификация радиоактивных нуклидов, возникающих при облучении ядер урана медленными нейтронами. Открытие деления ядер урана (О. Ган, Ф. Штрассман, 1939); 6) синтез и изучение свойств трансурановых элементов (Э. Мак-Миллан, П. Абельсон, Г. Сиборг, 1940); создание актиноидной теории (Г. Сиборг, 1945—1949); 7) развитие ядерной химии; интенсивное изучение продуктов 8) исследования в области сверхтяжелых элементов; получение
В итоге исследований, выполненных в этом периоде, получили интенсивное развитие все ранее сложившиеся разделы радиохимии. Кроме того, возникли новые области, такие, как ядерная химия и химия процессов, индуцированных ядерными превращениями. Этот период характеризуется практической реализацией наиболее важных достижений радиохимии. Основной вклад в становление радиохимии как науки внесли ученые Франции (школа М. и П. Кюри), Англии (школа Э. Резерфорда — Ф. Содди), Германии (школа О. Гана), Советского Союза (школа В. Г. Хлопина), Италии (школа Э. Ферми) и Соединенных Штатов (школа Г. Сиборга). Развитие радиохимии в Советском Союзе обязано многим выдающимся ученым-радиохимикам. В создании основ этой науки исключительно важная роль принадлежит исследованиям В. И. Вернадского, В. Г. Хлопина, В. И. Спицина, Б. А. Никитина, А. Е. Полесицкого, А. П. Ратнера, И. Е. Старика, В. И. Гребенщиковой, М. С. Меркуловой, С. 3. Рогинского и др. Развитие химии естественных и особенно искусственных радиоактивных элементов связано с именами Г. Н. Флерова, Викт. И. Спицына, А. Д. Гельман, Н. Н. Крота, В. М. Вдовенко, Д. М. Зива, В. А. Халкина и др. Исследования в области ядерной технологии и радиоаналитической химии тесно связаны с именами А. П. Виноградова, Б. П. Никольского, Б. В. Курчатова, Ю. М. Толмачева, Н. Е. Брежневой, В. П. Шведова, И. П. Алимарина, В. А. Легасова, Б. Ф. Мясоедова, 3. В. Ершовой, А. К. Лаврухиной и др. Наиболее важные исследования в области химических последствий ядерных превращений принадлежат Ан. Н. Несмеянову, В. И. Гольданскому, А. Н. Мурину, В. Д. Нефедову и др.
|