Nuklea kemio
Nuklea kemio, aŭ atomkemio, estas sub-fako de kemio kiu temas pri radioaktiveco, nukleaj procezoj kaj transformoj en la atomkernoj, kiel la nuklea transmutacio kaj la nukleaj proprecoj.
Ĝi estas la kemio de radioaktivaj elementoj kiel la aktinoidoj, la radiumo kaj la radono kune kun la kemio asociata kun ekipaĵaro (kiel nukleaj reaktoroj) kiu estas dezajnita por plenumi nukleajn procezojn. Tio inkludas la korodon de surfacoj kaj la konduton sub kondiĉoj kaj de normala kaj de nenormala operacio (kiel dum atom-akcidentoj). Grava areo estas la rezulto de objektoj kaj materialoj post esti metitaj en stokejo por radioaktiva rubo aŭ simila disponejo.
Ĝi inkludas la studon de kemiaj efikoj rezultintaj el la absorbo de radiado en vivantaj animaloj, plantoj kaj aliaj materialoj. La radiokemio kontrolas multon de la radiobiologio ĉar radioaktiveco havas efikon sur vivantuloj je molekula skalo; por klarigi alian vojon laŭ kiu la radioaktiveco ŝanĝas la biokemiaĵojn ene de organismo, la ŝanĝo de la bio-molekuloj ŝanĝas la kemion kiu okazas ene de la organismo; tiu ŝanĝo en kemio poste povas konduki al biologia produkto. Kiel rezulto, nuklea kemio ege helpas la komprenon de kuractraktadoj (kiel radioterapio kontraŭ kancero) kaj ebligis la plibonigon de tiuj traktadoj.
Historio redakti
Post kiam Wilhelm Röntgen malkovris ikso-radiojn en 1882, multaj sciencistoj komencis labori pri joniga radiado. Unu el ĉi tiuj estis Henri Becquerel, kiu esploris la rilaton inter fosforesko kaj nigriĝo de fotografaj plakoj. Kiam Becquerel (laboranta en Francujo) malkovris, ke kun neniu ekstera energifonto, uranio generis radiojn, kiuj povus nigrigi (aŭ nebuligi) la fotografan plakon, malkovris radioaktivecon. Marie Curie (laboranta en Parizo) kaj ŝia edzo Pierre Curie izolis du novajn radioaktivajn elementojn de urania erco. Ili uzis radiometrikajn metodojn por identigi, en kiu fluo la radioaktiveco estis post ĉiu kemia disiĝo; ili apartigis la uranian ercon al en ĉiu el la malsamaj kemiaj elementoj tiutempe konataj, kaj mezuris la radioaktivecon de ĉiu frakcio. Ili tiam provis apartigi ĉi tiujn radioaktivajn frakciojn plu, por izoli pli malgrandan frakcion kun pli alta specifa agado (radioaktiveco dividita per maso). Tiel ili izolis polonion kaj radiumon. Oni rimarkis ĉirkaŭ 1901, ke altaj dozoj de radiado povus kaŭzi vundon ĉe homoj. Henri Becquerel portis eron de radiumo en sia poŝo kaj rezulte de tio li suferis tre tiean dozon, kiu rezultigis radian brulvundon[1]. Ĉi tiu vundo rezultigis la esploradon de la biologiaj ecoj de radiado, kiu kun la tempo rezultigis la disvolviĝon de kuracado.
Ernest Rutherford, laborante en Kanado kaj Anglujo, montris, ke radioaktiva disfalo povas esti priskribita per simpla ekvacio (lineara unua-grada derivaĵa ekvacio, nun nomata unuaorda kinetiko), implicante, ke donita radioaktiva substanco havas karakterizan "duoniĝtempon" (la tempo bezonata por ke la kvanto de ĉeestanta radioaktiveco en fonto malpliiĝu duone). Li ankaŭ kreis la terminojn alfa, beta-radio kaj gama-radioj, li transformis nitrogenon al en oksigeno, kaj plej grave li kontrolis la studentojn, kiuj faris la eksperimenton Geiger-Marsden (eksperimento de ora folio), kiu montris, ke la modelo de pruna pudingo de la atomo estis malĝusta. En tia modelo proponita de J. J. Thomson en 1904, la atomo estas kunmetita de elektronoj ĉirkaŭitaj de "nubo" de pozitiva ŝargo por balanci la negativan ŝargon de la elektronoj. Al Rutherford, la eksperimenta ora folio implicis, ke la pozitiva ŝargo limiĝis al tre malgranda kerno kondukanta unue al la Rutherford-modelo, kaj fine al la Bohr-modelo de la atomo, kie la pozitiva kerno estas ĉirkaŭita de la negativaj elektronoj.
En 1934 la filino de Marie Curie (Irène Joliot-Curie) kaj bofilo (Frédéric Joliot-Curie) estis la unuaj, kiuj kreis artefaritan radioaktivecon: ili bombadis boron per alfa-partikloj por fari la neŭtronon-malriĉan izotopon nitrogeno-13; ĉi tiu izotopo elsendis pozitronojn [2]. Krome ili bombadis aluminion kaj magnezion per neŭtronoj por produkti novajn radioizotopojn.
