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环境放射化学需要关注的几个方面问题

人类活动释放到环境中的放射性核素以及环境中存在的天然放射性核素在环境中的迁移、扩散、转移、转化过程中所经历的物理化学和生物化学过程直接或间接地影响到其对人群所造成的剂量。这是人们最为关心的问题之一。随着人们生活水平的提高和环境意识的提升,人们对环境中的放射性核素也日益关注,由此衍生出环境放射化学这一交叉学科。从环境放射化学的研究内容看,环境放射化学目前主要关注以下几个方面的问题:

(1)环境放射性研究:研究环境中存在的放射性核素的迁移、扩散、转移、转化、吸附、脱附(解吸)、载带、富集、种态变化规律及其影响因素;

(2)核设施周围环境中重要核素的迁移、扩散、转移、转化、载带、吸附、脱附(解吸)、富集、种态变化规律及其影响因素;

(3)环境污染物变化规律研究:用放射化学手段研究典型污物在环境中的迁移、扩散、转移、转化、吸附、脱附(解吸)、载带、富集、种态变化规律及其影响因素;

(4)新型材料安全性研究:用放射化学手段研究纳米材料等在环境中的迁移、扩散、转移、转化、吸附、脱附(解吸)、载带、富集、种态变化规律及其影响因素。

由于放射化学所研究的对象是放射性物质,因此这一学科具有以下特点:首先,放射化学所研究的物质都具有放射性。从居里夫人创立放射化学研究方法开始,在放射化学研究中就一直利用放射性测量技术,随时跟踪放射性物质的去向并测定其含量。这种技术使研究方法大为简化,而且大大提高了灵敏度。例如在合成新元素的研究领域中,特定衰变条件下,可以鉴别出几个原子,甚至仅仅单个原子。

另一方面,研究工作者必须考虑辐射防护的问题。放射性活度较大的操作必须使用特殊的设备,且严格遵守放射性操作规定。显然,这一点给放射化学工作带来了不便。此外,在有些实验中,如在后处理的强放射性体系中以及在常量的超铀元素研究中,还必须注意放射性对体系本身所带来的辐射化学效应。

不恒定性是放射化学的另一个特点,放射性核素总是或快或慢地进行着衰变,即由一种物质转变为另一种物质或更多种物质,这使研究体系的组成不断地发生变化。对于寿命很短的核素,就有一个快速处理的问题,否则就会因丧失时机而失掉大部分或全部研究对象。因此在放射化学中,对分离、分析和纯化技术往往有一些特殊的要求。

此外,放射性核素的浓度和量通常都比较低,这使放射化学具有一些特殊的规律性。例如,用放射性锝标记的药物进行心肌显像诊断,锝的用量只有约1~2 ng。当物质处于低浓度状态时,其化学行为与其处于常量时可能不尽相同。早期钚和超钚元素是由加速器制备的,获得的量极微。随着放射性物质生产规模的不断扩大,在核燃料后处理工厂的工艺流程中,这些元素的浓度可达到常量水平。与此同时,其他学科所研究的对象,其浓度或量的下限也日趋极微量的水平。因此,放射化学的低浓度和微量的特征已不如几十年前那么突出了。(中国科学院高能物理研究所  赵宇亮 张智勇 柴之芳)


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