Nuclear chemistry

Die Kernchemie ist das Teilgebiet der Chemie, das sich mit Radioaktivität, Kernprozessen und Umwandlungen in Atomkernen befasst, einschließlich der Kernumwandlung und der Untersuchung von Kerneigenschaften. Dieses Fachgebiet umfasst die Chemie radioaktiver Elemente wie der Actinoide, Radium und Radon sowie die Chemie von Anlagen für Kernprozesse, wie Kernreaktoren. Dazu gehört die Untersuchung von Oberflächenkorrosion und Materialverhalten unter normalen und abnormalen Betriebsbedingungen, etwa bei Unfällen. Ein wichtiger Bereich ist das Verhalten von Gegenständen und Materialien nach ihrer Einlagerung in Atommülllagern oder Endlagern. Das Fachgebiet untersucht auch die chemischen Auswirkungen der Strahlungsabsorption in lebenden Organismen, Pflanzen und anderen Materialien. Die Strahlenchemie, die einen großen Teil der Strahlenbiologie bestimmt, verändert Biochemikalien in einem Organismus auf molekularer Ebene; diese Veränderung beeinflusst die innere Chemie des Organismus, was zu einer biologischen Folge führen kann. Folglich trägt die Kernchemie wesentlich zum Verständnis und zur Verbesserung medizinischer Behandlungen wie der Strahlentherapie bei Krebs bei. Darüber hinaus umfasst sie die Herstellung und Verwendung radioaktiver Quellen für verschiedene Prozesse, einschließlich der medizinischen Strahlentherapie, der Anwendung radioaktiver Tracer in Industrie, Wissenschaft und Umwelt sowie der Nutzung von Strahlung zur Modifizierung von Materialien wie Polymeren. Die Kernchemie erstreckt sich auch auf nicht-radioaktive Bereiche, wie die Kernspinresonanzspektroskopie (NMR), die häufig in der synthetischen organischen Chemie, der physikalischen Chemie und der Strukturanalyse in der makromolekularen Chemie eingesetzt wird. Die Geschichte des Fachgebiets begann nach Wilhelm Röntgens Entdeckung der Röntgenstrahlen im Jahr 1895, die Henri Becquerel zur Entdeckung der Radioaktivität führte, als er feststellte, dass Uran ohne externe Energiequelle fotografische Platten schwärzen konnte. Marie und Pierre Curie isolierten Polonium und Radium aus Uranerz, indem sie radiometrische Methoden verwendeten, um die Radioaktivität während chemischer Trennungen zu verfolgen. Um 1901 wurde bemerkt, dass hohe Strahlendosen beim Menschen Verletzungen verursachen können, nachdem Becquerel eine Strahlenverbrennung durch das Tragen einer Radiumprobe erlitt, was die Erforschung der biologischen Eigenschaften von Strahlung und späterer medizinischer Behandlungen anregte. Ernest Rutherford zeigte, dass der radioaktive Zerfall einer Kinetik erster Ordnung folgt.