Radiokimia adalah bahan radioaktif kimia, dimana unsur-unsur radioaktif isotop digunakan untuk mempelajari sifat dan reaksi kimia non-radioaktif isotop (seringkali dalam ketiadaan radiokimia radioaktivitas mengarah pada suatu zat yang digambarkan sebagai orang yang tidak aktif sebagai isotop stabil) . Banyak radiokimia berkaitan dengan penggunaan radioaktivitas untuk mempelajari reaksi kimia biasa.
Radiokimia mencakup studi baik alam dan buatan manusia radioisotop.
Semua radioisotop adalah isotop dari unsur-unsur tidak stabil-nuklir mengalami peluruhan dan memancarkan suatu bentuk radiasi. Radiasi yang dipancarkan dapat menjadi salah satu dari tiga jenis, yang disebut alfa, beta, atau radiasi gamma.
1. α (alfa) radiasi - emisi partikel alfa (yang mengandung 2 proton dan 2 neutron) dari inti atom. Ketika ini terjadi, massa atom atom akan berkurang oleh 4 unit dan nomor atom akan berkurang 2.
2. β (beta) radiasi - transmutasi neutron menjadi elektron dan proton. Setelah ini terjadi, elektron dipancarkan dari inti ke dalam awan elektron.
3. radiasi gamma - emisi energi elektromagnetik (seperti X-ray) dari inti atom. Ini biasanya terjadi selama alfa atau beta peluruhan radioaktif.
Ketiga jenis radiasi dapat dibedakan oleh perbedaan mereka dalam daya tembus. Alfa dapat dihentikan dengan mudah oleh beberapa sentimeter di udara atau sepotong kertas dan setara dengan inti helium. Beta dapat dipotong oleh lembaran aluminium hanya beberapa milimeter tebal dan elektron. Gamma adalah yang paling menembus dari tiga dan tak bermassa chargeless foton energi tinggi. Radiasi gamma membutuhkan jumlah yang cukup radiasi logam berat (biasanya timah atau barium-based) untuk mengurangi intensitas.
Analisis Aktivasi
Oleh iradiasi neutron objek adalah mungkin untuk mendorong radioaktivitas; pengaktifan ini isotop stabil untuk menciptakan radioisotop adalah dasar dari analisis aktivasi
neutron. Salah satu benda paling menarik yang telah dipelajari dalam cara ini adalah rambut kepala Napoleon, yang telah diperiksa untuk konten arsenik mereka.
Serangkaian metode percobaan yang berbeda ada, ini telah dirancang untuk
memungkinkan pengukuran berbagai unsur yang berbeda dalam matriks yang berbeda. Untuk mengurangi efek matriks ini, sudah lazim menggunakan ekstraksi kimia dari unsur yang diinginkan dan / atau untuk membolehkan radioaktivitas karena unsur-unsur matriks membusuk sebelum pengukuran radioaktivitas. Karena efek matriks dapat diperbaiki untuk dengan mengamati spektrum peluruhan, sedikit atau tidak ada
persiapan sampel diperlukan untuk beberapa sampel, membuat analisis aktivasi neutron kurang rentan terhadap kontaminasi.
Efek dari serangkaian waktu pendinginan yang berbeda dapat dilihat jika hipotetis sampel yang mengandung natrium, uranium dan kobalt dalam rasio 100:10:1 menjadi sasaran denyut nadi yang sangat singkat neutron termal. Radioaktivitas awal akan didominasi oleh kegiatan 24Na (paruh 15 jam), tetapi dengan meningkatnya waktu 239Np (paruh 2,4 d setelah pembentukan dari orang tua 239U dengan paruh 24 menit) dan akhirnya 60Co kegiatan (5,3 thn) akan mendominasi.
Penggunaan Biokimia
Salah satu aplikasi biologis adalah studi DNA menggunakan radioaktif fosfor-32. Dalam eksperimen-eksperimen ini stabil fosfor digantikan oleh identik kimia radioaktif P-32, dan radioaktivitas yang dihasilkan digunakan dalam analisis molekul dan perilaku mereka. Contoh lain adalah pekerjaan yang dilakukan pada metilasi dari unsur-unsur seperti belerang, selenium, telurium dan polonium oleh organisme hidup. Telah ditunjukkan bahwa bakteri dapat mengkonversi elemen-elemen ini menjadi senyawa volatil, itu adalah berpikir bahwa Methylcobalamin (vitamin B12) alkylates elemen-elemen ini untuk menciptakan dimethyls. Telah menunjukkan bahwa kombinasi polonium Cobaloxime dan anorganik dalam air steril polonium bentuk senyawa yang mudah menguap, sementara percobaan kontrol yang tidak mengandung senyawa kobalt tidak membentuk senyawa volatile polonium. Untuk pekerjaan belerang isotop 35S digunakan, sedangkan untuk 207Po polonium digunakan. Dalam beberapa karya terkait dengan penambahan bakteri 57Co ke budaya, diikuti oleh isolasi dari cobalamin dari bakteri (dan pengukuran
radioaktivitas yang terisolasi cobalamin) itu menunjukkan bahwa bakteri mengkonversi tersedia kobalt ke Methylcobalamin.
Lingkungan
Radiochemistry juga mencakup studi tentang perilaku radioisotop dalam lingkungan; sebagai contoh, kebakaran hutan atau rumput dapat membuat radioisotop menjadi mobile lagi. Pada eksperimen ini, kebakaran dimulai di zona eksklusi di sekitar Chernobyl dan radioaktivitas dalam melawan arah angin udara diukur.
Penting untuk dicatat bahwa sejumlah besar proses mampu melepaskan radioaktivitas ke lingkungan, misalnya tindakan sinar kosmik di udara bertanggung jawab untuk pembentukan radioisotop (seperti 14C dan 32P), peluruhan bentuk 226Ra 222Rn yang merupakan gas yang dapat menyebar melalui bebatuan sebelum memasuki bangunan dan larut dalam air dan dengan demikian memasukkan air minum di samping kegiatan manusia seperti tes bom, kecelakaan, [9] dan normal rilis dari industri telah
mengakibatkan pelepasan radioaktivitas.
Bentuk kimia actinides
Kimia lingkungan beberapa unsur radioaktif, seperti plutonium rumit oleh fakta bahwa solusi elemen ini dapat menjalani disproporsionasi dan sebagai hasilnya banyak oksidasi yang berbeda dapat hidup berdampingan sekaligus. Beberapa pekerjaan telah dilakukan pada identifkasi dan koordinasi negara oksidasi jumlah plutonium dan actinides lain di bawah kondisi yang berbeda yang telah dilakukan. Hal ini termasuk bekerja pada kedua solusi sederhana yang relatif kompleks dan bekerja pada koloid Dua dari matrixes kunci adalah tanah / batu dan beton, dalam sistem ini sifat-sifat kimia plutonium telah diteliti dengan menggunakan metode seperti EXAFS dan XANES.
Gerakan koloid
Sementara pengikatan logam pada permukaan partikel tanah dapat mencegah gerakan melalui lapisan tanah, adalah mungkin untuk partikel-partikel tanah yang menanggung logam radioaktif dapat bermigrasi sebagai partikel koloid melalui tanah. Hal ini telah terbukti terjadi menggunakan partikel tanah dilabeli dengan 134Cs, ini telah terbukti dapat bergerak melalui retakan di dalam tanah.
Radioaktivitas hadir di mana-mana (dan telah sejak terbentuknya bumi). Menurut Badan Energi Atom Internasional, satu kilogram tanah biasanya mengandung jumlah berikut dari tiga 370 Bq radioisotop alam 40K (khas kisaran 100-700 Bq), 25 Bq 226Ra (kisaran 10-50 khas Bq), 25 Bq 238U (khas kisaran 10-50 Bq) dan 25 Bq 232Th (kisaran 7-50 khas Bq).
Aksi mikroorganisme
Tindakan mikro-organisme dapat memperbaiki uranium; Thermoanaerobacter dapat menggunakan kromium (VI), besi (III), kobalt (III), mangan (IV) dan uranium (VI) sebagai akseptor elektron, sementara asetat, glukosa, hidrogen, laktat, piruvat , suksinat, dan xylose dapat bertindak sebagai donor elektron untuk metabolisme bakteri. Dengan cara ini, logam dapat dikurangi untuk membentuk magnetit (Fe3O4), siderite (FeCO3),
rhodochrosite (MnCO3), dan uraninite (UO2). Para peneliti lain juga bekerja pada
penetapan uranium dengan menggunakan bakteri , Francis R. Livens et al. (Bekerja di Manchester) telah menyarankan bahwa alasan mengapa Geobacter sulfurreducens dapat mengurangi kation UO22 uranium dioksida adalah bahwa bakteri mengurangi uranyl
kation untuk UO2 + yang kemudian mengalami disproporsionasi untuk membentuk dan
UO22 + UO2. Alasan ini didasarkan (setidaknya sebagian) pada pengamatan bahwa NpO2