什麼是熱原子化學

研究核衰變、核反應及核裂變等原子核轉變過程的化學效應的核化學分支學科，也稱核轉變化學。自從1934年發現了齊拉特－查爾默斯效應以來，已有了50多年的歷史。

在研究核轉變時發現， 在生成核或子核的過程中， 同時還發生著有關分子的化學變化。 例如， 利用酞菁銅Cu(C6H4C2N2)4作為靶化合物，在中子的照射之下發生63Cu (n，γ)64Cu核反應，生成的放射性同位素銅64多數以無機的離子態形式存在，而只有少數保留在原來的絡合分子酞菁銅裡。原因是生成核銅64具有比化學鍵能大幾十倍的反衝能量，這麼巨大的反衝能量破壞了酞菁銅分子中的銅－氮鍵，而使大多數的銅64原子離開了酞菁銅分子。這種帶有很高能量的反衝原子，稱為熱原子，研究這類反衝原子與周圍化學環境所起的化學變化，就是熱原子化學的研究範圍。

除了將高能反衝原子稱為熱原子以外，在核轉變過程中，尤其是在核衰變過程中，生成核雖然反衝能量很小，但經常帶有好幾個正電荷。這種高度電離的激發原子，也同樣被稱為熱原子。例如，131Xem經同質異能躍遷後，子體131Xe原子平均帶有7.9個電荷。顯然，這種帶有幾個正電荷的熱原子與鄰近的原子發生強烈的庫侖相斥，也能使化學鍵斷裂而發生化學變化。

熱原子化學的研究範圍很廣，涉及週期表中絕大多數元素。曾研究了(n，γ)、(n，p)、(n，α)、(n，2n)、(n，f)、(γ，n)、(γ，γ′)等核反應的化學效應，以及β衰變、α衰變、同質異能躍遷、K電子俘獲、內轉換等各種核衰變的化學效應。從物態角度看，有氣相和液相體系的熱原子化學，也有專門研究固相的熱原子化學（固相熱原子化學）。

在研究方法方面，近年來注意採用新的物理方法，如分子束技術，以補充化學方法的不足；在理論計算方面，重視了計算機的使用。過去研究的重點比較集中於觀察各種體系的複雜的熱原子化學現象，由此對化學反應機理和模型進行理論性的探討。現在出現了將熱原子化學的基礎研究逐步地與分子生物學、醫學等實際問題相結合的趨勢。

T. Tominaga and E. Tachikawa， Modern Hot-Atom Chemistry and Its Applications， Springer-Verlag，Berlin，1981.