核衰變化學

　　熱原子化學的一個分支，研究包含放射性核素的分子在衰變過程（包括β^-、β⁺、α衰變，電子俘獲，同質異能躍遷和內轉換）中所引起的化學變化。核衰變釋放能量可使化學鍵斷裂或使分子處於激發態或電離態，使核衰變子體原子脫離瞭母體分子，並與周圍的分子碎片發生化學反應。例如，放射性標記的三苯基銻¹²⁵Sb(C_{6H5)3晶體經β^-衰變後，有60％子體¹²⁵Te^m以化合物Te(C6H5)2形式存在，28％以Te(C6H5)3⁺形式存在。核衰變過程中引起化學變化的原因可歸結為：}

　　反沖能量　化學鍵能是2～10電子伏，α衰變時反沖能量約10⁵電子伏，足以破壞化學鍵。β^-、β⁺衰變時反沖能量在10^-1～10²電子伏范圍內，當輕核發射能量大的β粒子時，反沖能量能使化學鍵發生斷裂；當重核發射能量小的β粒子時，則反沖能量太小，不足以破壞化學鍵。電子俘獲與同質異能躍遷的反沖能量較小，在10^-1～1電子伏之間，不能使鍵斷裂。

　　電子震脫　當β^-、β⁺衰變或α衰變時，原子核內的核電荷突然發生變化，而引起瞭核外軌道電子的激發、震脫。如氙β^-衰變成銫時電子震脫幾率達21.3％，金β^-衰變成汞時電子震脫幾率是19.7％，且外層電子震脫幾率要比內層電子震脫幾率大得多。電子震脫的結果，使子體電離。

　　空穴級聯及俄歇效應　電子俘獲或內轉換時，核外的內電子層失去一個電子，形成空穴而發生俄歇效應。多次俄歇效應使外層電子更多地丟失，形成瞭空穴級聯，結果衰變子體帶有一些正電荷。如氬37經電子俘獲後，子體氯37平均帶有3.2個正電荷；¹³¹Xe^m經同質異能躍遷後，子體¹³¹Xe平均帶有7.9個正電荷。子體帶瞭大量的正電荷後，由於強烈的庫侖斥力，使分子產生庫侖爆炸，形成許多碎片化合物。如CH₃⁸⁰Br^m經同質異能躍遷後，測得其子體產物不僅有⁸⁰Brⁿ⁺(n=1～13)，還有CH₃⁸⁰Br⁺、CH₃⁺、CH₂⁺、C⁺、H⁺、H₂⁺、C²⁺等碎片。

　　衰變子體的化學狀態，依賴於母體化合物的性質、結構和聚集狀態，還與衰變時的周圍介質和采用的化學分離方法有關。研究核衰變化學有利於瞭解高激發態原子的性質和行為，還可以利用這種特殊的化學效應來制備一些新的化合物。

　　

參考書目

　G.Harbottle and A.G.Maddock，ed.，ChemicalEffects of Nuclear Transformation in InorganicSystems，North-Holland，Amsterdam，1979.