ChemNet
 
Химический факультет МГУ

Книги сотрудников факультета

И. Н. Бекман

Радиохимия
учебное пособие в 2-х томах
Т. 1. Фундаментальная радиохимия
Учебник и практикум

М.: Издательство Юрайт, 2016. - 473 с.
Серия : Бакалавр. Академический курс.
ISBN 978-5-9916-7345-7 (т. 1), ISBN 978-5-9916-7344-0 (т. 2),
ISBN 978-5-9916-7346-4
Рекомендовано Учебно-методическим отделом высшего образования
в качестве учебника для студентов высших учебных заведений, обучающихся
по естественно-научным направлениям и специальностям

Книга доступна в электронной библиотечной системе biblio-online.ru

Учебник содержит систематический материал по физическим основам радиохимии, дозиметрии и технике безопасности, ядерно-физическим, химическим и радиотоксическим свойствам радиоактивных элементов, фундаментальной радиохимии, включая химию ядерных превращений и радиационную химию, промышленной радиохимии (производство радионуклидов для ядерных зарядов и для топлива атомных реакторов), прикладной радиохимии (включая методы использования меченых атомов), экологической (состояние и миграция радионуклидов в природных средах) и медицинской радиохимии (синтез меченых соединений медицинского назначения и создание радиофармпрепаратов для диагностики и терапии).

Соответствует Федеральному государственному образовательному стандарту высшего образования четвертого поколения.

Для студентов и аспирантов химических факультетов университетов, химико-технологических и технических вузов, специализирующихся в области радиохимии и ядерной химии, для аспирантов и преподавателей смежных специальностей, а также для специалистов и исследователей, работающих с радиоактивными веществами, изотопами, ионизирующими излучениями в технических областях, медицине и в области охраны окружающей среды.



Содержание тома 1


   Предисловие к изданию     5
Предисловие к тому 1  8
Принятые сокращения  9
Введение  11
   1. Радиохимия и смежные науки     11
   2. Краткая история радиохимии     19
Глава 1. Физические основы радиохимии  28
   1.1. Атомное ядро     29
   1.2. Типы радиоактивного распада     41
   1.3. Кинетика радиоактивного распада     51
   1.4. Ионизирующие излучения     63
   1.5. Ядерные реакции     72
   1.6. Измерение ионизирующих излучений     91
   1.7. Статистическая обработка результатов радиометрических измерений      106
Вопросы и задания для самоконтроля     124
Задачи      126
Глава 2. Радиоактивные элементы   135
   2.1. Технеций     135
   2 2 Ппочетий     156
   2.3. Полоний     159
   2.4. Астат     169
   2.5. Радон      174
   2.6. Франций     181
   2.7. Радий     184
   2.8. Актиний      194
   2.9 Актиниды      199
   2.10. Торий     206
   2.11. Протактиний     220
   2.12. Уран     227
   2.13. Нептуний     259
   2.14. Плутоний     273
   2.15. Америций     311
   2.16. Кюрий     317
   2.17. Берклий      321
   2.18. Калифорний     322
   2.19.Эйнштейний      326
   2.20 Феомий     328
   2.21. Менделевий     329
   2.22. Нобелий     331
   2.23. Лоуренсий     332
   2 24 Трансактинидные элементы     332
   2.25. Резерфордий     341
   2.26. Дубний      342
   2.27. Сиборгий     343
   2.28. Борий      344
   2.29. Хассий     344
   2.30. Мейтнерий     345
   2.31. Дармштадтий     346
   2.32. Рентгений     346
   2.33. Копернипий     347
   2.34. Унунтрий     348
   2.35. Флеровий     348
   2.36. Унунпентий     349
   2.37. Ливерморий     350
   2.38. Унунсептий     350
   2.39. Унуноктий     351
Вопросы и задания для самоконтроля     351
Задачи      354
Глава 3. Фундаментальная радиохимия  355
   3.1. Изотопный обмен     356
   3.2. Методы разделения радиоактивных веществ     363
      3.2.1. Соосаждение      364
      3.2.2. Адсорбция      372
      3.2.3. Электрохимия радиоактивных элементов     376
      3.2.4. Ионнообменная хроматография     381
      3.2.5. Метод экстракции     387
      3.2.6. Мембранное разделение      395
      3.2.7. Газохимические методы разделения      401
   3.3. Состояние радионуклидов в различных средах     407
      3.3.1. Коллоидное состояние радиоактивных элементов     364
      3.3.2. Состояние радионуклидов в твердой фазе     417
      3.3.3. Состояние радиоактивных изотопов в газовой фазе     420
   3.4 Радиационная химия в радиохимии     422
   3.5. Химические явления, связанные с ядерными превращениями     430
      3.5.1. Эффект отдачи     431
      3.5.2. Химические последствия радиоактивного распада      441
      3.5.3. Эффект Сцилларда-Чалмерса     447
      3.5.4. Химия горячих атомов     450
      3.5.5.Химические последствия ядерных реакций (n,p), (n, α) и (γ, n)     454
   3.6. Изотопные эффекты     458
   3.7 Методы анализа изотопного состава     460
Вопросы и задания для самоконтроля     463
Задачи      465
Рекомендуемая литература     468

Содержание тома 2

Предисловие к тому 2     5
Принятые сокращения  7
Глава 4. Промышленная радиохимия  9
   4.1. Промышленная радиохимия в ядерной индустрии     10
   4.2. Ядерные реакторы     11
   4.3. Ядерные топливные циклы     27
   4.4. Горнорудная промышленность урана     34
   4.5. Переработка урановой руды     43
   4.6. Изотопное обогащение урана     55
   4.7. Металлургия урана      59
   4.8.Топливо для ядерных реакторов     63
   4.9. Реакторная стадия ядерного топливного цикла     72
   4.10. Обращение с отработавшим топливом     74
   4.11. Радиохимическая переработка ОЯТ     80
   4.12. Управление радиоактивными отходами     106
   4 13. Трансмутация радионуклидов     118
Вопросы и задания для самоконтроля     124
Глава 5. Прикладная радиохимия  126
   5.1. Производство радиоактивных изотопов     126
   5.2. Радиохронология     133
   5.3. Активационный анали     143
   5.4. Метод радиоактивных индикаторов в химии     151
      5.4.1. Меченые соединения: синтез и свойства     153
      5 4.2. Радиоактивные изотопы в аналитической химии      160
      5.4.3. Метод радиоактивных индикаторов в физической химии     164
      5.4.4. Метол радиоактивных индикаторов в материаловедении     167
Вопросы и задания для самоконтроля     175
Задачи     176
Глава 6. Экологическая радиохимия   180
   6.1. Радиоэкологический риск     180
   6.2.Природная радиоактивность     183
   6.3. Радон в среде обитания     196
   6.4. Экологический риск предприятий ядерной индустрии     219
      6.4.1. Очистка сбросов предприятий ядерного топливного цикла     219
      6.4.2. Техногенные радионуклиды в природных средах     229
      6.4.3. Аварии на предприятиях ядерного топливного цикла     233
      6.4.4. Ядерные аварии с серьезными экологическими последствиями     242
Вопросы и задания для самоконтроля     248
Глава 7. Медицинская радиохимия   250
   7.1. Радионуклидная диагностика     252
      7.1.1. Сцинтиграфия     254
      7.1.2. Радиоиммунный анализ     269
      7.1.3. Однофотонная эмиссионная компьютерная томография     271
      7.1.4. Позитронная эмиссионная томография     279
   7.2. Радионуклидная терапияь     290
   7.3. Радиоиммунная терапия     304
   7.4. Производство радионуклидов для ядерной медицины     313
   7.5. Радиофармпрепараты для ядерной медицины     323
Вопросы и задания для самоконтроля     333
Глава 8. Радиационная безопасность   335
   8.1. Радиационная доза     335
   8.2. Методы дозиметрического контроля     352
   8.3. Биологическое действие излучений     354
   8.4. Техника безопасности     364
   Вопросы и задания для самоконтроляя     378
   Задачи     380
Предметный указатель     382
Рекомендуемая литература     386


Предисловие к изданию

Целью учебника "Радиохимия" является предоставление студентам вузов информации, необходимой для освоения раздела химии, имеющего дело с радиоактивными веществами, включая знание законов радиоактивного распада и накопления радионуклидов, знакомство со свойствами ионизирующих излучений и закономерностями их взаимодействия с веществом, владение методами измерения ионизирующих излучений и способами статистической обработки результатов радиометрических измерений, знание ядерно-физических, физических, химических и радиотоксических свойств радиоактивных элементов, знакомство со способами получения изотопов и меченных ими соединений, а также методами меченых атомов, используемыми в решении химических, технических или медицинских проблем.

Курс включает описание физико-химических закономерностей поведения радионуклидов в ультраразбавленных состояниях, изотопных эффектов и методов разделения изотопов, особенностей ионного обмена и соосаждения, химии горячих атомов и радиационной химии, адсорбционных, экстракционных, электрохимических и мембранных методов выделения и очистки радиоактивных веществ.

Учебное пособие содержит сведения по химическим компонентам ядерной индустрии, промышленной радиохимии, методам радиоактивных индикаторов. Существенное внимание уделено использованию радиоактивных веществ и испускаемых ими ионизирующих излучений в радиоэкологии и ядерной медицине.

Цели химического образования студента по курсу "Радиохимия":

  • освоение основ современной радиохимии и практики производства радиоактивных элементов, методов изучения их ядерно-физических и химических свойств;
  • выработка навыков использования радионуклидов и связанных с ними ионизирующих излучений в науке, технике, медицине и охране окружающей среды.

Задачи дисциплины:

  • выработать у студента радиохимическое мышление, сформировать прочные знания по радиоактивности и способам ее использования в химии;
  • научить методам качественного и количественного анализа радионуклидов, способам измерения радиоактивных излучений, расчетам кинетики распада и накопления радионуклидов, статистической обработке результатов;
  • ознакомить с особенностями фундаментальной, промышленной и прикладной радиохимии, в том числе с методом меченых атомов и геохронологией.

    В результате изучения дисциплины и выполнения необходимого объема самостоятельных работ студент будет:
    знать

  • физико-химические и биологические основы радиохимии, химию радиоактивных элементов, химию ядерных превращений, основные законы и методы радиохимии, особенности метода радиоактивных индикаторов;
    уметь
  • проводить качественный и количественный анализ радионуклидов в различных средах, выделять, концентрировать и очищать радиоактивные вещества, синтезировать меченые соединения и применять их в химии и медицине, определять состояние радионуклидов в различных средах, использовать методы радиохимии для решения задач развития ядерного энергетического комплекса;
    владеть
  • навыками обращения с радиоактивными веществами, расчета дозы, получаемой от ионизирующих излучений, и обеспечения защиты от них, регистрации ядерных излучений, обработки результатов радиометрических и радиохимических экспериментов, соблюдения правил техники безопасности работы в химических лабораториях с учетом соблюдения правил индивидуальной защиты и гигиенических нормативов.

Учебник состоит из двух томов: первый том - "Фундаментальная радиохимия", второй том - "Прикладная радиохимия и радиационная безопасность".

В первой главе тома 1 приведены сведения о физических основах радиохимии (строение ядра, явление радиоактивности, кинетика радиоактивного распада, накопление и распад в рядах "генетически" связанных радионуклидов, ядерные реакции, взаимодействие излучения с веществом, методы регистрации ионизирующего излучения, статистика распада и способы обработки результатов радиометрических экспериментов). Во второй главе рассмотрены ядерные, физические, химические и токсикологические свойства радиоактивных элементов (их нуклидов). В третьей главе изложены основные идеи фундаментальной радиохимии (изотопные эффекты, изотопный обмен, распределение радиоактивных изотопов между различными фазами, состояние радиоактивных изотопов в ультрамалых концентрациях), методы разделения радиоактивных веществ (адсорбция и сокристаллизация, экстракция, мембранная технология, электролитические методы), радиационная химия и химия горячих атомов.

В первой главе тома 2 описаны способы применения радиохимических идей и методов в ядерной индустрии (уран-плутониевый и уран-ториевый циклы, включая дореактор-ные, реакторные технологии, а также переработку, трансмутацию и захоронение радиоактивных отходов). Вторая глава посвящена применению радиоактивных изотопов в химии (определение возраста геологических и биологических объектов, различные варианты активационного анализа, эманационно-термический анализа и др.). В третьей главе рассмотрены методы мониторинга состояния и распространения радионуклидов в окружающей среде, а также некоторые аспекты экологической радиохимии и радиоэкологии. В четвертой главе основное внимание уделено перспективам применения методов радиохимии в ядерной медицине (радионуклидная диагностика и терапия, радиоиммунный анализ, методы наработки радионуклидов медицинского назначения и способы синтеза радиофармпрепаратов). Пятая глава посвящена биологическим аспектам радиохимии, в первую очередь биологическому действию ионизирующего излучения, способам оценки радиационных доз при внутреннем и внешнем облучении, а также организации и правилам работы в радиохимической лаборатории, включая дозиметрию и технику безопасности.

Учебник составлен на основе курса лекций, читаемых автором более 20 лет на химическом факультете Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова для студентов 4-го курса, изучающих радиохимию.




Сервер создается при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований
Не разрешается  копирование материалов и размещение на других Web-сайтах
Вебдизайн: Copyright (C) И. Миняйлова и В. Миняйлов
Copyright (C) Химический факультет МГУ
Написать письмо редактору