辐射化学及其应用-核技术应用

化学变化主要有：辐射分解，辐射合成，辐射聚 合，辐射降解，辐射氧化还原，氧化和异构化等。
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辐射§化2 学同原步理辐与射应用
三一、、同基步本辐原射理应用
（一）、概述
3．辐射化学发展简史
1）伦琴和贝可勒尔发现χ射线和放射现象－1896；
2）居里夫人发现Po和Ra，提供了辐射源；
3） Lind 1910年提出离子对产额M/N； 式中 M－体系中消失或生产的气体分子数； N－形成的离子对数目。
§2 同步辐射
三、同步辐射应用
辐射化学原理与应用
2007年2月
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辐射§化2 同学原步理辐与射应用
三、一同、步基辐本射原应理用
（一）、概述
1．辐射化学的定义 辐射化学是研究电离辐射与物质相
互作用所产生的化学效应的学科。
电离辐射：
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辐射§化2 学同原步理辐与射应用
三一、、同基步本辐原射理应用
（一）、概述
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辐射§化2 学同原步理辐与射应用
三一、、同基步本辐原射理应用
（一）、概述
如1MeV的电子在气体中损失它的全部能量，可 产生～3×104离子和6×104的激发分子。而光化学过 程是一次性的，即光子通过一次相互作用把它的能 量全部给予被激发的分子而光子本身消失。
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辐射§化2 学同原步理辐与射应用
三一、、同基步本辐原射理应用
（一）、概述
从前的增敏剂大多为亲电性的硝基咪唑化学物，增 敏作用明显，但毒副作用大，尚未临床应用。
复旦放医所金一尊教授研制的新磺酰胺类化学物 （SRM-4）
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三一、、同基步本辐原射理应用
（一）、概述
SRM-4对S180和ESC肿瘤的抑制率
辐射化学过程的次级电子往往具有足够的能量， 能再次发生激发和电离，形成刺迹（spur）或云团 （blob）。
光化学均匀分布，低浓度。
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辐射§化2 学同原步理辐与射应用
三一、、同基步本辐原射理应用
（一）、概述
④ 辐射化学过程的辐射能主要是溶剂分子吸收 （溶质浓度不太高时）。光化学的吸收是选择性的， 通常是溶质分子吸收能量。
能量范围 几个KeV～10MeV
能诱发明显的辐射效应，不会 引发放射性产 物，无放射性污染
电离
激发
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辐射§化2 学同原步理辐与射应用源自文库
三一、、同基步本辐原射理应用
（一）、概述
2．辐射化学研究的对象 研究电离辐射与物质作用时发生的化学变化，即
电离、激发和自由基；上述变化与环境的关系；辐射 化学的原理。
三一、、同基步本辐原射理应用
（一）、概述
二者的差别：
① 入射粒子能量不同
辐射化学的入射离子能量为keV～MeV量级，其值远
大于原子和分子的电离能（H2：15.4eV；CH4： 13.07eV；He：24.58eV）和化学键能（2～10eV），可 使物质的分子激发和电离。一个入射粒子损失其全部能
量可使许多分子电离和激发。
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三一、、同基步本辐原射理应用
（一）、概述
（3）应用辐射化学的研究 ① 脉冲辐解及低温技术研究辐射化学机理；
② 辐射增敏剂
实体肿瘤中含有10～50％对射线敏感性低的乏氧
细胞（hypoxic cells）,这些细胞对射线有抗拒作用，
从而影响肿瘤放疗的疗效。
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辐射§化2 学同原步理辐与射应用
提出一些问题：如反应堆内原件的辐射损伤；
萃取剂的辐射损伤；
生命系统的辐射损伤。
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三一、、同基步本辐原射理应用
（一）、概述
6）60年代脉冲技术10-12s量级的脉冲辐照装置投入 使用,短寿命中间产物的研究，加强了辐射化学的基 础理论研究； 7）90年代重离子加速器。
组别
S180瘤
抑制率％
ESC瘤
对照 单照（10Gy） 照射＋870mg/kg SRM-4 照射＋580mg/kg SRM-4 照射＋290mg/kg SRM-4
辐射化学产物也要复杂得多，三重激发态、自由 基等。
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三一、、同基步本辐原射理应用
（一）、概述
（3）辐射物理 （4）高分子化学 （5）放射医学、放射生物学DNA损伤与修复
5．辐射化学进展
（1）辐射化学基础理论研究；
（2）与生物相等物质的辐射化学研究；辐射治疗肿
瘤、质子治疗、中子治疗；辐射增敏剂。
4）Fricke－1929年提出将硫酸亚铁分子作为测定χ 射
线的剂量计，沿用至今；
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辐射§化2 学同原步理辐与射应用
三一、、同基步本辐原射理应用
（一）、概述
提出用能量产额G代替离子对产额 。 G值定义 ：体系中吸收100eV能量所形成或破坏的分子 数； G（χ）表示每吸收100eV能量生成产物χ的分子数； G（-χ）表示每吸收100eV能量物质分解的分子数；
➢波长小于30nm（E~41.3eV）的电磁辐射； 高能荷电粒子，如电子、质子、氘核2H、反冲核、 高能核裂变碎片、重离子等；
快中子；
放射性物质核衰变放出的α、β、γ射线。
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三一、、同基步本辐原射理应用
（一）、概述
• 辐射种类
– 电子加速器提供加速电子 – 核素源的γ辐射
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辐射§化2 学同原步理辐与射应用
三一、、同基步本辐原射理应用
（一）、概述
4．辐射化学与其它学科的关系 （1）与放射化学的关系 （2）与光化学的关系
E < 40eV的电磁辐射引起的物质的化学变化称为光 化学； E >40eV的电磁辐射产生的化学效应为辐射化学。
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辐射§化2 学同原步理辐与射应用
G(χ)α表示用α射线照射时形成产物χ的产额；
G法定单位 mol/J。
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辐射§化2 学同原步理辐与射应用
三一、、同基步本辐原射理应用
（一）、概述
5）1942年反应堆和加速器的问世，为辐射化学提供了 强大的辐射源；
实验技术的进步：如核素标记、ESR、质谱 （MS）、红外光谱、抗磁共振、色谱技术，使辐射化 学研究进入一个新阶段。
三一、、同基步本辐原射理应用
（一）、概述
② 辐射化学的电离和激发是无选择性的，但光化 学是有选择性的
A＋hυ → A＊ 只有当ΔE = hυ，且不同能态的跃迁为允许跃迁 时，上式反应才能发生。
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辐射§化2 学同原步理辐与射应用
三一、、同基步本辐原射理应用
（一）、概述
③ 辐射化学过程和光化学过程所产生的活性粒子 在空间分布不同。