核化学和放射化学
20世纪上半叶,从发现放射性元素、核裂变、人工放射性,到核反应堆的建立,核爆炸的毁灭性破坏等,核化学和放射化学一直是十分活跃和开创性的前沿领域。
但到了后半个世纪,由于核电站和核武器发展的需要,核化学和放射化学转向以生产和处理核燃中心,自身的科学研究和新的发现相对减少。
放射性同位素和核技术在分析化学、生命科学、环境科学、医学等方面紧密结合,使其应用和交叉研究蓬勃发展起来。
从目前的动向看,核化学和放射化学主线大体有如下几方面。
(1)超重元素“稳定岛” 能找到吗? 20世纪60年,Myers和Nilssdn等核物理学家从核内存在着核子壳层和幻数的理论模型出发,提出了超重元素存在 "稳定岛"的学说,即在核质子数Z=114和中子数N=186的幻数附近,有一些超重原子核特别稳定,其寿命可能长达若干年甚至1015年,这些长寿命的超重元素构成了一个“稳定岛"。
在这一学说吸引下,近30多年来无数核科学家通过各种方法从自然界和核反应中去寻找这个梦寐以求的境地—稳定岛。
至1999年6月,世界上三个大实验室,美国的LawrenceBerkeley实验室(LBL),德国的Darmstadt重离子研究会 (GSI)和位于俄罗斯的Dubna联合核子研究所 (JINR),分别用重粒子轰击的方法合成了重元素114、116和118,但由于加速器流强不够和反应截面在10-12靶,所以只获得了极少几个原子,有关证实研究已在重覆进行。
这意味超重元素“稳定岛"将有可能存在。
可以设想21世纪重粒子器的流强增大,使产生超重元素的原子数目大增,再加上分离、探测药物,主要用于多种疾病的体外诊断和体内治疗,还可在分子水平上研究体内的功能和代谢。
21世纪将在单光子断层扫描仪 (SPECT)药物方面有新的突破;将会用放射性标记的放免活性和专一性极”人抗人”单克隆抗体作为生物导弹,定向杀死癌细胞;而中枢神经系统显像将推动脑化学和脑科学的发展。
(3)核分析技术将以其高灵敏度等优点向纵深发展放射性示踪技术和核分析技术始终因其灵敏度很高的优点在各个领域中得到广泛的应用。
核分析方法未来将在分析化学中大有作为,如物种分析(speciation),分子活化分析,生物-加速器质谱学 (bio-accelerator mass spectrometry,Bio-AMS),粒子激发X-射线发射 (particle induced X一ray emission,PIXE)包括扫描质子微探针 (scanning proton microprobe,SPM)、"-粒子质子X-射线谱仪(alpha proton X一ray spectrometer,APXS)等各种新型结构和功能的分析仪器将为未来人类认识大自然提供有利的武器。