研究電離輻射與物質相互作用所產生的化學效應的化學分支學科。電離輻射包括放射性核素衰變放出的α、β、γ射線（見放射性），高能帶電粒子（電子、質子、氘核等）和短波長的電磁輻射（如波長小於25納米，能量大於50電子伏的 X射線）。由於裂變碎片和快中子能引起重要的化學效應，它們也可用作電離輻射源。電離輻射作用於物質，導致原子或分子的電離和激發，產生的離子和激發分子在化學上是不穩定的，迅速轉變為自由基和中性分子並引起複雜的化學變化。已知的輻射化學變化主要有輻射分解、、輻射合成、輻射氧化還原、輻射聚合、輻射交聯、輻射接枝、輻射降解以及輻射改性等。這一門學科的形成和發展，促進瞭對化學基本規律的研究（如水化電子的發現及其性質和系列反應的研究、自由基化學和自由基離子反應等）；從而建立瞭新的快速反應研究方法，使研究深入於微觀反應領域；促進瞭生物化學的研究，如測定酶的單電子氧化還原電位、模擬細胞膜上物質的還原過程等。70年代，這門學科應用於生產，形成瞭輻射加工工藝。
簡史 輻射化學學科的形成，與放射化學及原子能工業的發展緊密聯系。輻射化學研究始自H.貝可勒爾，1896年他發現鈾化合物能發射穿透性輻射，使照相底片感光變黑。M.居裡和P.居裡發現鐳後，對鐳進行研究及分離出較大量的鐳，導致開展早期的輻射化學研究，發現瞭鐳鹽能引起水的分解、玻璃儀器的變色等。由於有瞭較強的α輻射源，S.C.林德廣泛研究瞭α射線對氣體的作用，發現在α射線的作用下，簡單氣體物可轉變為氣體混合物，碳氫化合物可轉變成比母體化合物分子量大(或小)的碳氫化合物的混合物。1910年林德通過研究α射線在氣體中產生的離子對數目和發生化學變化的分子數間的關系，首先用離子對產額定量表示氣體中引起的輻射化學效應。隨著鐳和γ射線用於醫療，H.弗裡克建立瞭利用亞鐵體系來測定X射線劑量的方法，這標志著輻射化學研究進入定量階段。1942年以後，原子能事業迅速發展，各種粒子加速器和反應堆相繼建立，為輻射化學研究提供瞭供各種目的使用的強大輻射源。另一方面原子能事業迅速發展又向輻射化學傢提出瞭許多亟待解決的問題，例如輻射損傷問題（包括反應堆內部元件的輻射損傷、核燃料後處理過程中萃取劑的輻射損傷和生命系統的輻射損傷等）、耐輻照材料的研究及如何利用輻射能等。所有這些研究的積累，使得輻射化學逐漸形成瞭一門完整的學科。60年代以來，脈沖技術的發展為研究短壽命中間產物的吸收或發射光譜和衰變動力學創造瞭條件，使我們能觀察到在納秒或更短的時間內所進行的過程。輻射化學的基礎理論進入瞭一個嶄新的階段。70年代，由於電子束裝置每千瓦小時價格的降低和鈷60輻照裝置的優良設計和安全運轉，又發展瞭一種新興的產業──輻射加工工藝。
與其他學科的關系 輻射化學與光化學有密切的關系，這兩門學科之間存在著許多的共同點，例如兩者有類似的反應機理，輻射化學的許多理論建立在光化學的研究基礎上等。因此從某種意義上講，可以把輻射化學看作是光化學的延伸和分支。輻射化學還和核化學、熱原子化學及電子偶素化學、介子化學等緊密關聯。
反應特點 輻射化學反應與普通化學反應相比，具有以下特點：①由電離輻射引起的原初激發態、離子態常具有極高的能量和活性，用光化學的方法一般難於產生。②在射線通過介質產生的徑跡周圍，活性粒種形成一種特殊的分佈，一組組緊挨在一起的激發分子和離子的群團(常稱之為刺跡和團跡)不均勻地分佈於空間。以水為例，刺跡中活性粒種濃度可高達摩爾濃度，因此在刺跡內即可發生早期化學反應。原初活性粒種還可擴散至整個體系，呈均勻分佈，進一步進行化學反應，這些反應都互相競爭。③電離輻射與介質相互作用時，介質吸收能量是無選擇性的，而光子隻有在光量子值等於介質分子或原子中某一定能級差時，才能被吸收而引起原子和分子的躍遷。電離輻射可在低溫下使物質產生活性粒種，而這些活性粒種在通常化學反應中常需在高溫條件下產生。因此，利用輻射化學反應常可在低溫、常溫下進行工業生產，避免易爆的高壓高溫反應。
常用輻射源 能發射電離輻射的裝置（輻照裝置）或物質稱為輻射源，大致可分為三類：①同位素源，有α、β、γ放射源；②加速器源，可得到e、p、d、α等粒子以及 X射線等；③反應堆和中子源。使用最廣的同位素源為鈷60γ射線源，其次為銫137源；常用的β源為鍶90源。電子加速器常用於輻射加工工藝和輻射化學研究，其主要類型見表；除表中所列加速器外，為滿足輻射加工的需要還不斷發展新型加速器，如生產100～300千電子伏自屏蔽電子加速器來處理表層塗料，使之固化。在反應堆中，可以把液態金屬（如銦鎵合金）由循環管道輸入反應堆活性區，當銦通過活性區時產生放射性銦，再把它引出來，利用其射線照射樣品。放射性銦的半衰期很短，故可方便地循環使用或間斷使用。此外，還可利用裂變碎片的動能處理某些特殊樣品。
電子加速器的主要類型
研究領域和發展趨勢 輻射化學的研究領域可細分為氣體輻射化學、水和水溶液輻射化學、有機物輻射化學、固體輻射化學、劑量學、有機化合物的輻射合成、高分子輻射化學和輻射加工工藝學。目前，輻射化學發展的趨勢大致分為三個方面：①加強輻射化學的基礎研究，特別是對短壽命中間產物的研究。這方面的研究在於探索輻解產物的形成過程及其規律並發展為基礎化學的一部分，後者尤為其他化學傢所重視，例如溶劑化電子（見陷落電子）不僅為輻射化學的研究對象，在光化學、電化學中也必須加以考慮。使用輻射化學的方法可以獲得較其他方法更純的正負離子（如用γ射線照射芘的方法得到的芘陰離子，較用鈉還原芘所產生的為純，後者譜線有鈉離子的幹擾）。70年代以來，由於實驗技術的突飛猛進，如脈沖輻解技術和快速響應技術達到10-12秒，以及低溫技術(77～1.6K)在輻射化學中的應用，短壽命中間產物的研究獲得迅速的發展。②廣泛開展瞭與生物物質有關的輻射化學研究。近40％輻射化學研究的課題與生物學有關，研究的對象從糖到酶，幾乎涉及整個生物物質領域。由於放射生物學的研究達到放射分子生物學水平，必然要求輻射化學與其相結合，而輻射化學的基礎研究如輻射敏化和保護的研究，直接與闡明輻射損傷機理、腫瘤放射治療有關。此外，脈沖輻解和γ輻解是研究生物化學過程的一種新方法。出現瞭一些有希望的研究課題，如輻射引起的生命物質合成、模擬細胞膜的膠束分界面，輻射水溶液化學和化學與輻射相結合的生物效應。③加速瞭應用輻射化學的研究。其中高分子輻射化學仍為主要方向，又開辟瞭一些新的應用研究領域，如輻射在食品保藏、環境保護、生物醫學工程中的應用，輻射能的化學儲存和輻射在考古學中的應用等。
參考書目
田畑米穗著：《放射線化學》，東京大學出版會，東京，1978.
J.W.T.Spinks and R.J.Woods，An Introduction toRadiation Chemistry，2nd ed.，John Wiley &Sons，New York，1976.