ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Ядерная химия из "Возможности химии сегодня и завтра" Начиная с работ Кюри, химики всегда играли главную роль в фундаментальных исследованиях радиоактивности и свойств ядер, а также в разработке методов применения радиоактивных веществ в других областях. Так, Нобелевская премия 1944 г. за открытие деления ядер была присуждена химику Отто Гану. В 1951 г. Нобелевская премия за открытие двух первых в Периодической системе трансурановых элементов была присуждена химику Гленну Сиборгу и его коллеге — физику Эдварду Мак-Миллану. Большая часть достижений в нашем понимании природы атомного ядра — это плод совместной работы химиков и физиков, где искусство и подходы дополняют друг друга. Более того, использование явления радиоактивности и основанных на ней методов в таких различных областях J aк биология, астрономия, геология, археология и медицина, а также в различных областях химии до сих пор было и продолжает оставаться ареной пионерских работ специалистов, получивших подготовку по ядерной химии. Поэтому ядерная химия имеет междисциплинарный характер. [c.200] На повестке дня дальнейшее продвижение к пределам устойчивости атомных ядер как при изучении уже известных трансурановых элементов, так и при исследовании области устойчивости тех изотопов более легких элементов, которые богаче или беднее нейтронами, чем наиболее стабильный изотоп, встречающийся в природе. Использование ускоренных тяжелых ядер в качестве бомбардирующих частиц в ускорителях привело к выявлению новых механизмов ядерных реакций, и это открывает доступ к обогащенным нейтронами и, следовательно, более устойчивым (по сравнению с уже известными) изотопам элементов с атомным номером 2 больше 100 (с временем жизни от минут до часов). В результате становится возможным более детальное изучение химического поведения таких интересных элементов, как замыкающие ряд актиноидов и следуюпще за ним. Поиски так назыраемых супертяжелых элементов , т.е. ядер, входящих в предсказанный остров стабильности или лежащих вблизи него около атомного номера 114 при числе нейтронов в ядре 182, пока не принесли успеха. Но ученые продолжают работать над достижением этой замечательной цели. [c.201] После открытия изотопов химических элементов ученые считали, что изотопный состав каждого элемента одинаков для всех образцов. Это предположение было положено в основу определения атомных масс. Единственное исключение составляли элементы, имеющие долгоживущие радиоактивные изотопы. Однако за время, прошедшее после 1945 г., атомные массы некоторых элементов, таких как литий, бор и уран, под воздействием деятельности человека при определенных обстоятельствах изменились. Было сделано еще более важное фундаментальное открытие. Как было установлено, изотопный состав различных частей Солнечной системы не одинаков. Различия в изотопном составе были отмечены даже для кислорода — одного из самых распространенных элементов. В настоящее время вариации изотопного состава найдены для нескольких элементов. Они дают ключ к пониманию процессов возникновения химических элементов, а также условий зарождения Солнечной системы. [c.202] Можно привести еще один важный пример — создание очень быстрых методов включения в молекулы короткоживущих изотопов, испускающих при распаде позитроны. Два из них — это изотоп углерода С, время полураспада которого составляет 20 мин, и изотоп фтора с периодом полураспада 110 мин. Оба получают при бомбардировке в циклотроне. Далее, эти изотопы вводят в Р-2-дезокси-2-фтор-о-глюкозу и 1- С-пальмитиновую кислоту. Эту операцию нужно осуществить столь быстро, чтобы можно было использовать эти соединения для эмиссионной позитронной томографии, которая сходна с рентгеновской томографией. Позитронный метод сейчас находит новые клинические применения при изучении нервной системы и сердца, т.е. в неврологии и кардиологии. [c.203] Стабильные изотопы в сочетании со спектроскопией ЯМР также находят важные применения в медицине. Изотопы С, Н, и 0 выполняют роль меток. С их помощью спектроскопия ЯМР позволяет глубже понять молекулярную природу болезней и создать методы их ранней диагностики без вмешательства, а также делает возможным исследование процессов обмена веществ в живых объектах. Самым впечатляющим достижением в этой области за последние несколько лет стало создание больших томографов, использующих явление ЯМР. [c.203] В этой установке пациента помещают внутрь катушки огромного магнита и облучают его радиочастотными импульсами, одновременно по специальной программе меняя конфигурацию поля магнита. Особый датчик регистрирует сигналы от магнитных ядер (обычно ядер водорода) в разных точках тела пациента и записывает их в память большого компьютера, который управляет всем этим сложным экспериментом. [c.203] С помощью этого метода можно обнаружить в живом органе пациента ключевые элементы, определить химические формы, в которых они находятся, и составить карту их распределения в органе. Всего 15 лет назад было даже невозможно мечтать о таких мощных неинвазивных методах диагностики. Их появление обусловлено требованиями жизни, а также способностью спектроскопии ЯМР исследовать все более крупные биомолекулы и биологические системы. [c.203] Вернуться к основной статье