Новые материалы, замкнутый топливный цикл, препараты для диагностики и борьбы с онкологическими заболеваниями, переработка отработавшего ядерного топлива – все это задачи радиохимии. Давайте вспомним насыщенную, более 200 лет развития, историю одной из самых востребованных областей современной химии.
Когда “родилась” радиохимия?
Некоторые ученые ведут отсчет с открытия элемента урана немецким химиком Мартином Генрихом Клапротом в 1789 году. Правда, позже оказалось, что Клапрот нашел не чистый уран, а его низший оксид.
Другие исследователи отдают предпочтение 1896 году. В конце февраля французский физик Анри Беккерель случайно открывает радиоактивность, когда ищет рентгеновское излучение от люминесцентных солей урана. Спустя неделю, 2 марта 1896 года он выступает в Парижской академии наук с докладом “О невидимой радиации, производимой фосфоресцирующими телами”.
Заинтересовавшись явлением, Мария Склодовская-Кюри и ее муж Пьер Кюри начинают свои опыты и в 1898 году открывают еще два “излучающих” элемента: полоний и радий. Эти эксперименты тоже можно считать датой зарождения исследований радиоактивности. Наконец, в 1910 году английский химик Александр Камерон вводит термин “радиохимия”.
Первый этап развития радиохимии: исследования до 1940-х годов XX века
Когда в 1903 году Мария Склодовская-Кюри, Пьер Кюри и Анри Беккерель получают награду за открытие радиоактивности, им выдают Нобелевскую премию по физике. Не удивительно, ведь в те годы радиохимия развивалась параллельно с исследованиями строения атома. Всё происходило стремительно.
В 1921 году выходит приказ о создании первого в истории Института радия. Он открывается в Париже под руководством Марии Склодовской-Кюри.
“Если вы зайдете в Википедию, вы увидите дату 1909 год. На самом деле приказа еще тогда не было, просто Марии Склодовской-Кюри дали помещение, где она могла заниматься исследованиями радиоактивности,” – рассказывает Маргарита Тюпина в своей лекции “История радиохимии”.
Второй в истории подобный институт открывается в январе 1922 года в Петрограде (ныне Санкт-Петербург). Задолго до этого, еще в 1910 году по настоянию академика Владимира Вернадского при Академии наук появляется Радиевая комиссия.
“В основу Радиевого института легло три кита. Это сравнение может показаться вам немного легкомысленным, но зато легко запомнить,” – рассказывает Маргарита Тюпина.
Первый: Минералогическая (радиогеохимическая) лаборатория при Геологическом и минералогическом музее РАН
Второй: Радиевая лаборатория РАН
Третий: Радиевое отделение Государственного рентгенологического и радиологического института
Читайте интервью с Маргаритой Тюпиной: “От школьной любви к химии до начальника лаборатории”
Этот период развития радиохимии характеризуется:
- становлением радиохимии как самостоятельного направления,
- активными исследованиями явления радиоактивности,
- поиском новых радиоактивных элементов и изучением их свойств,
- запуском промышленной добычи радиоактивных элементов,
- изучением закономерностей в поведении этих элементов,
- созданием циклотрона в Санкт-Петербурге (первого в Европе),
- рождением радиоизотопной диагностики.
Второй этап развития радиохимии датируется 1940-1960-ми годами XX века
В 1939 году советские физики Константин Петржак и Георгий Флеров, работая под руководством Игоря Курчатова, открывают спонтанное деление ядер урана. В 1946 году на территории Курчатовского института запущен первый в Европе уран-графитовый реактор, а в 1954 году в Обнинске начала вырабатывать электричество первая в мире атомная электростанция. Атомная энергетика во многом определила развитие радиохимии в эти годы. По сути, эти десятилетия стали золотым веком бурного развития промышленных радиохимических технологий.
Второй этап отмечен достижениями в области:
- синтеза искусственных радиоактивных элементов через облучение на ускорителях и в результате деления урана,
- исследования свойств открытых элементов,
- развития технологий переработки отработавшего ядерного топлива,
- создания серийных радиофармпрепаратов и сложного радиологического оборудования,
- развития ядерной медицины в современном понимании.
Третий этап развития радиохимии: с 1970-х годов XX века
В это время:
- изобретаются новые методы переработки отработавшего ядерного топлива и фракционирования радиоактивных отходов,
- исследуются свойств открытых элементов,
- развиваются методы и технологии работы с радиоизотопами,
- появляются десятки отделений радионуклидной терапии в СССР.
Смотрите лекцию Маргариты Тюпиной об истории радиохимии, радиевой зубной пасте и новых проектах Радиевого института.
Современная радиохимия – заключительный этап?
Современный, четвертый этап развития радиохимии связан с использованием мощных ускорителей ядерных частиц и ядерных реакторов. Осуществляется синтез и выделение искусственных химических элементов.
Концептуальное направление развития современной радиохимии — начало процесса утилизации плутония, то есть введение плутония в дополнение к 235U и получение REMIX-топлива для ядерных реакторов нового поколения.
В ближайшее время промышленная радиохимия будет работать над задачами выстраивания двухкомпонентной ядерной энергетики, а дальше — термоядерный синтез и связанные с этим вызовы. Там для радиохимиков работа тоже найдется: это химия газообразных радиоактивных продуктов, что тоже очень интересно.
Читайте наш материал: Школа радиохимии: как готовят молодых ученых для проектов будущего.
Присоединяйтесь к команде научного блока Росатома, актуальные вакансии – на карьерном портале.
Подписывайтесь на канал и следите за новостями российской науки!
