核射线的化学效应

高能射线与物质作用时，除引起物质的物理变化外，还会引起化学变化。研究这种效应的学科称为辐射化学。辐射化学的主要任务是研究射线作用于物质引起的化学基本反应过程和开发这门新技术在各方面的应用。辐射化学既是研究辐射与物质相互作用理论的科学，又是利用其化学变化对工业、医疗和科学研究等领域有广泛实际应用的技术。
原子能反应堆的各种结构材料，经受强辐射照射，如果不了解这些材料在强烈的中子和γ线等作用下所发生的变化就很危险。在核工业后处理工艺中，也必须考虑所用各种材料的安全性。因此，辐射化学在研究核工业应用材料的辐照稳定性，验证和筛选耐辐照材料方面起着重要的作用。
计算表明，射线使人致死的量只等于人平时喝一杯开水所吸收的热能的百分之一，这是因为射线使人体组织中发生了一些特殊的化学反应，从而影响了机体的生理过程。因此，阐明这些辐射化学过程，寻找抑止它们发生的方法，对辐射防护具有重要的理论意义和实际意义。
射线在物质中引起的化学变化，取决于射线的特性(种类、能量)、物质的结构及其聚集状态。其基本反应大致分为初级过程和次级过程两个阶段。
初级过程 当射线通过物质时，其能量部分或全部转移给物质，物质中的分子、原子或轨道电子，这时由于得到大量能量而大为活跃起来，成为不稳定状态。有的分子、原子中的电子挣脱束缚，成为自由电子，从而产生带正电荷或负电荷的正离子或负离子。有的分子、原子虽然没有失去电子，可是却变得很不稳定，形成激发态分子。激发态分子的品种、能态差异甚大，其中主要有超激发态、高激发态、低激发态； 以分子轨道电子自旋区分又有单重态与三重态之别。如射线是中子或其能量特别高，还会引起物质分子的原子核反应。
次级过程 这个过程的变化并非由辐射直接引起，而是由初级过程中产生的自由电子、离子、激发态分子等活性粒子继发引起的。由于这些粒子具有相当高的能量，很活泼，它们不仅彼此相互作用，而且还能与稳定的介质分子作用，生成新的活性粒子。如激发态分子的次级反应产生离子、离子重合产生激发态分子、离子或激发态分子的分解产生性质活泼易起化学反应的自由基、初级电离作用产生的次级自由电子又进一步与物质相互作用等。体系中名目繁多的活性离子，通过一系列的变化，最终使一种物质转化为另一种物质，获得辐射化学的最终产物。如果物质分子的原子核起了反应，那么最终形成的是新元素。
辐射化学反应特征 由高能射线引起的辐射化学反应与通常的化学反应（包括紫外光及可见光射线引起的光化学反应）比较，有如下特征：
❶高能射线能产生电离作用和超激发态分子，这是光化学反应中难以产生的；
❷辐射化学反应在常温常压下即可进行，有的在低温下也可进行，温度不再是化学反应的一个重要限制因素；
❸辐射化学反应不用催化剂，因而产品纯度高；
❹射线穿透力强，可在一些特殊体系中，如在固态下起反应；
❺辐射化学反应易于控制，引入辐照源，反应就进行，隔离辐照源，反应就停止，可整体反应，亦可在屏蔽下仅发生于局部区域。
高分子辐射化学 高分子辐射化学是辐射化学应用的一个重要方面。在国外，已有许多高分子化合物的辐射加工工厂。通过辐射聚合、辐射接枝共聚合以及聚合物的辐射交联和裂解，已经合成和改良了许多新型的高分子材料。它们具有良好的物理或化学性能，有些则是其他化学方法难以制备的。如辐射交联改性电缆、辐射交联聚乙烯泡沫材料、热收缩材料、电池隔膜、复合材料、辐射固化涂料等均已获得工业上的应用。又如作为生物医用的高分子材料，要求严格而特殊，材料应具有生物稳定性、无毒、无排斥反应等。目前认为辐射法制备新型生物医用材料是最为有效的手段之一。随着辐射成本的降低，辐射化学的工业应用便可大大发展，实验室研究获得的成果，亦可得到更迅速的推广。