中國學科發展戰略：放射化學（簡體書）

放射化學系指利用放射性物質及其輻射效應的一門化學分支學科。現代放射化學主要包括核能放射化學，環境放射化學，放射性藥物化學，放射分析化學，放射性元素化學，核化學等。隨著我國核能事業在新世紀的快速發展，我國放射化學也面臨重要的發展機遇和極大挑戰。《中國學科發展戰略：放射化學》集中了我國數十名放射化學專家的智慧，就國內外放射化學各分支學科的發展現狀以及面臨的問題作了深入分析。結合我國今後社會經濟發展對放射化學的重大需求以及放射分析學科的自身發展動力，就我國放射化學中的發展戰略和優先發展方向提出了一系列觀點和建議。希望促進我國放射化學的可持續發展，服務於社會，服務於人民。

《中國學科發展戰略:放射化學》編輯推薦：“中國學科發展戰略”叢書由以院士為主體、眾多專家參與的學科發展戰略研究組經過深入調查和廣泛研討共同完成，涉及自然科學各學科領域。《中國學科發展戰略:放射化學》不僅能夠幫助科技工作者洞悉學科發展規律、把握前沿領域和重點方向，也是社會公眾了解放射化學學科發展現狀及趨勢的重要讀本。

緒論
放射化學是研究放射性物質及其輻射效應的一門化學分支學科。現代放射化學主要包括核能放射化學、環境放射化學、放射性藥物化學、放射分析化學、放射性元素化學、核化學等。放射化學和原子核物理是核科學技術的兩個密切相關的兄弟學科。
放射化學對于人類知識的拓寬起到了積極作用。例如，放射化學家與核物理學家合作，將元素周期表擴展了三分之一。人工放射性和核裂變的發現，開創了核科學技術時代。放射化學也為確立我國在國際上的重要地位，為國家安全、核能利用和核技術的開發應用、人類健康、環境保護以及社會和經濟的可持續發展做出了重要貢獻。放射化學的特點表明，它不僅是一種重要的和不可取代的核科學，而且是一門極具生命力的前沿科學。放射化學的三大推動力是：國家需求、基礎研究和學科交叉。放射化學不僅蘊含著大量既有重要科學意義、又能滿足國家重大需求的科學問題，而且與其他學科交叉，產生了許多新的學科生長點。
第一節放射化學百年發展歷程
放射化學是19世紀末至20世紀初隨著放射性和放射性核素的發現而誕生的一門學科。1896年，法國科學家貝可勒爾發現了放射性。隨后，居里夫婦從鈾礦渣中發現了兩個具有極強放射性的元素——釙和鐳。1902年12月，居里夫婦又鍥而不舍地利用放射化學分離和測量方法，提煉出了0.1g可稱量的放射性元素——鐳，標志著放射化學的誕生，至今已逾百年。聯合國宣布2011年為“國際化學年”的一個重要原因，就是為了紀念放射化學奠基人之一居里夫人獲諾貝爾化學獎一百周年。
放射化學學科發展至今的一百多年中，經歷了多次高潮和低潮。其中一個高潮是1938年冬，德國科學家哈恩等發現了鈾核裂變現象，人類從此進入了核能時代。1942年12月，費米在美國芝加哥大學搭建了第一個自持核鏈式反應裝置。隨后，美國分別于1945年8月6日和9日，在日本廣島和長崎各投下了一顆原子彈，造成了大量平民百姓的傷亡，人們開始認識到原子能的巨大威力。
中國放射化學的創立深受居里夫人及其家族的影響。中國最早從事放射化學研究的科學家是鄭大章，他是居里夫人的第一位中國學生，也是中國放射化學的奠基人。鄭大章，1904年生于安徽合肥，五四運動強烈地震撼了他的心靈，堅定了他科學興國的信念。1920年秋，16歲的鄭大章從北京高等師范附中畢業赴法國留學。1922年考入巴黎大學理學院，并選擇化學作為專業。一年后，在巴黎大學的數學會考中他獲第一名。在取得學士學位后，他來到巴黎大學鐳學研究所，師從居里夫人學習放射化學。1933年12月，鄭大章獲得法國國家理化博士學位。1935年春，鄭大章回到了闊別15年的祖國，受嚴濟慈聘請，籌建中國鐳學研究所（在當時的北平研究院物理研究所內），開展放射化學研究，學生有曹友德、楊承宗、李和侯灝。（引自：祝漢民我國放射化學百年歷程科學時報，2009.02.06（A2））
楊承宗是我國放射化學的開拓者之一。作為鄭大章早期的學生，他主要研究鈾礦中鏷對鈾的放射性比例。楊承宗于1946年獲居里夫人長女伊萊娜?約里奧?居里夫人的資助，到法國巴黎居里實驗室工作，研究離子交換法分離放射性同位素。1951年回國，在中國科學院近代物理所創建了新中國第一個放射化學實驗室，培養了我國第一代放射化學工作者。1961年，楊承宗受命任第二機械工業部鈾礦選冶研究所副所長，為研制原子彈所需的鈾做出了杰出貢獻。此外，肖倫、吳征鎧、汪德熙這三位學者都對我國放射化學的發展做出了杰出貢獻。
我國放射化學學科真正有意義的大發展是在新中國成立之后。1955年，全國人民代表大會決定成立第三機械工業部，主管核工業。1958年成立了原子能研究所。為了加快培養原子能事業專門人才，尤其是核物理和放射化學專業人才，不少重點大學紛紛開設放射化學系或專業，如北京大學、復旦大學、南京大學、中國科學技術大學、南開大學、四川大學和蘭州大學等。
從核工業部成立的1955年到我國第一顆原子彈爆炸的1964年，是我國原子能科學和放射化學學科發展的黃金時期。兩年零八個月后的1967年6月17日，我國又成功爆炸了第一枚氫彈，打破了美蘇的核壟斷，其中放射化學起了極其重要的作用。
20世紀80年代的兩件大事對原子能科學技術的發展產生了嚴重影響。第一件大事是發生在蘇聯烏克蘭的切爾諾貝利核電事故。這是有史以來最大的核電事故，使人們對核電的安全性產生了質疑，不少國家因公眾反對而停止建造或關閉核電站，甚至全盤否定核電。第二件大事是1989年蘇聯的解體，蘇聯解體使冷戰結束，作為威懾性的核武器的戰略作用下降。這樣在世界范圍內，核科學的研究進入了低迷期，放射化學也不例外。一方面，將放射化學專業作為報考第一志愿的學生稀少；另一方面，放射化學專業畢業的學生不易找工作。我國一些重點大學的放射化學專業處境十分困難，例如復旦大學從1958年開始招收第一屆放射化學專業學生，在經歷了40年后，到1998年將其改為了環境科學與工程系。更由于某些媒體和文藝作品對放射性的危險性不恰當地夸大渲染，導致廣大公眾和青年學生畏懼一切與放射性有關的研究活動，而其中放射化學受害最深。到20世紀末，我國的放射化學和全世界一樣都走到了低谷。這種滯后狀態已嚴重危害到我國的國家安全、核能應用以及社會和經濟的發展。我國放射化學的滯后狀況已引起了中央領導的高度重視，2004年，胡錦濤、江澤民、溫家寶等中央領導同志對我國核事業作出了“亡羊補牢，猶未為晚”，“要奮起直追地往前趕”，“必須重視此問題，認真研究，作出部署”的重要批示，為我國放射化學在新世紀的發展指明了方向。不少科學家積極響應中央號召，呼吁有關部門采取積極措施推動我國放射化學的復蘇。經過這幾年的努力，我國的放射化學現正處于恢復性上升態勢中。2011年1月，國務院領導又對中國科學院（簡稱中科院）上報的“中國放射化學的現狀、問題和對策”咨詢報告作了重要批示，指出：“中科院（放射化學）報告很重要，應對放射化學研究和學科建設給予足夠的重視。”
近年來，我國放射化學工作者在超重元素和新核素的合成和化學以及錒系元素理論研究、先進核燃料后處理化學及工藝過程、國家安全中的放射化學研究、全球禁止核試驗條約和禁產公約等中的化學研究，用于心肌、腦和腫瘤等顯像和診斷的放射性藥物化學、環境放射化學、核廢物處理和處置化學、放射分析化學以及放射化學與其他學科的交叉融合等方面，取得了一批被國際同行認可的成果，在國際放射化學界占有了重要一席。我國學者獲得了2005年國際放射分析化學和核化學最高獎——“Hevesy獎”，這是迄今發展中國家第一次獲獎。我國的放射化學正在為國家安全、核電建設、人民健康、環境保護等社會和經濟的可持續發展做出重要貢獻。
日本福島核事故更彰顯了放射化學研究的重要性。放射化學在核燃料安全、核反應堆安全、乏燃料安全存放和處理以及核廢物安全處置等方面具有十分重要的作用，是核電高效安全發展的基石。
放射化學的百年歷程告訴我們：①放射化學是一門有重要科學意義、充滿活力的前沿學科，其與能源、環境、人民健康和國家安全等緊密相關，對社會經濟發展具有重大影響力；②放射化學是一門高投入、高門檻、高風險和高產出的學科；③放射化學的發展既依賴于其學科自身的推動力，又離不開政府的科學決策和強力支持。
第二節中國放射化學重要成果
盡管我國放射化學多年投入不足，缺乏支持，我國的放射化學工作者近三十年來在放射化學各重要領域，還是取得了一批被國際同行認可的高水平成果，同時，也為我國國家安全和經濟社會的可持續發展做出了重要貢獻。
一、基礎核化學
基礎核化學是利用放射化學方法研究核結構、核衰變和核轉變規律的學科。隨著粒子加速器、核反應堆、高性能探測器以及計算機技術等的發展，核化學的研究內容也在不斷深化。我國核化學家在核化學的多個重要方面取得了一批科研成果。
在裂變化學方面，中國原子能科學研究院放射化學研究所建立了多種裂變元素及稀土元素的放化分離分析流程，建立并完善了多種裂變產額測定技術及絕對測量技術。測定了熱中子、裂變譜中子以及單能快中子等誘發235U的裂變產額，～24MeV多個能量點中子誘發238U的裂變產額，以及93Zr、140Ba、147Nd等關鍵核素的產額，給出了輕、重裂變產物組的平均質量與裂變核的質量關系［1］。研制成了自動快速化學分離裝置，可測量分鐘量級95Y、138Cs、91Sr、142La等裂變產物的核數據。利用放化法和電感耦合等離子體質譜法精確測量了長壽命核素79Se、126Sn和93Zr的半衰期，在國際上首次獲得126Sn的熱中子反應截面［2］。