基本介紹
- 中文名：高能核化學
- 外文名：High-energy nuclear chemistry
- 研究對象：高能核反應
- 套用於：製備新核素
- 學科：核化學分支
簡介,發展簡史,核化學的研究概況及其在核能利用中的新使命,
簡介
高能核化學的研究對象是高能核反應。高能核反應是指轟擊粒子為一些高能量（包括中等能量）的粒子並首先使靶核獲得較高激發能量的反應。
高能核化學
高能核化學能量大於1010電子伏的粒子一般稱為高能粒子，但通常還包括能量大於108電子伏的電子和中子、每核子能量大於108電子伏的一些輕核、每核子能量約為107電子伏的一些很重的核（如鈾核）和由它們產生的光子、π介子等。
通過高能核反應製備新核素是高能核化學的一個內容。生成核處於遠離β穩定線(見新核素的合成)的缺中子核素一面，這些核的半衰期很短，必須用快速傳輸和分離技術將新核從許多種產物核中分離出來並研究和鑑定其性質和結構。測量各種反應的截面和激發函式，以及出射粒子與產物核的質量、電荷、能量和角度(方向)的分布情況，以探索高能核反應機理，也是高能核化學的內容。
測量反應截面，一般須用放射性測量的方法來準確測定照射結束時存在於靶中的某產物核（其質量數和原子序數可用放射化學方法確定）的數目。為了減少由平均壽命 (1.443個半衰期)實驗值的不準確性所引入的誤差，宜選擇照射結束後時間為一個平均壽命左右的測量結果，還應對產物核的反衝損失進行校正。
測定產物核能量和角度分布，常採用反衝法。由於動量守恆和能量守恆，在靶內形成的部分產物核具有足夠的能量飛出靶外，停留於收集箔中。用放射化學方法分析收集箔中的放射性，可以得到某些產物核的能量和角度分布數據。用固體徑跡探測器如聚乙烯和聚碳酸酯膜也可得到類似的數據。
少數大型的加速器(稱為介子工廠) 產生的質子能量達200-800兆電子伏，流強達0.2-1毫安，可利用它產生介子後剩餘的較強束流引起的散裂核反應來製備較長壽命的核素或一般情況下難以製備的核素例如鍶82。
發展簡史
高能核化學起始於20世紀40年代美國加利福尼亞大學輻射實驗室的同步回旋加速器建成之後。該加速器能將質子、氘核和α粒子分別加速到340、190和380兆電子伏。當時的工作包括製備新核素並研究其性質，研究各種高能核反應截面與粒子能量的關係（即激發函式），以及研究高能核反應的產物核的反衝性質（即反應中動量轉移）等。在高能核反應機理方面，還提出了塞貝模型。
50年代中期，蘇聯杜布納聯合核子研究所建成了質子能量為680兆電子伏的同步回旋加速器，完成了大量的高能核化學工作。隨後，世界各地建立的高能加速器陸續投入使用，粒子的能量越來越高，粒子（包括次級粒子）的種類也越來越多。
核化學的研究概況及其在核能利用中的新使命
隨著積極發展核能的國家能源戰略的實施，放射化學經過長期的萎縮和蕭條之後，終於揭開了大發展的新序幕。雖然還會面臨許多新問題，但大力振興和發展放射化學已取得共識，在各方面強有力的支持下相關工作正在有條不紊地展開。但是，同屬“核化學與放射化學”學科範疇的“核化學”卻少有關注，與欣欣向榮的放射化學相比，反差之大令人不安。這既不利於我國先進裂變能利用的發展，也不利於核化學與放射化學學科的協調發展。鑒於形成此格局的多方面原因，有必要回顧和總結我國核化學研究取得的成績和經驗，在新起點上進一步認識和評估核化學的功能，探討核化學在核能研究和開發中的重要作用，穩步推進核化學研究，讓核化學為國家核能發展的戰略需求做出應有的貢獻。
