เคมีนิวเคลียร์เป็นสาขาย่อยของวิชาเคมีที่เกี่ยวข้องกับกัมมันตภาพรังสีกระบวนการทางนิวเคลียร์ และการเปลี่ยนแปลงในนิวเคลียสของอะตอม เช่นการแปรสภาพนิวเคลียร์และสมบัติทางนิวเคลียร์

เป็นการศึกษาเคมีของ ธาตุ กัมมันตรังสีเช่นแอคติไนด์เรเดียมและเรดอนรวมถึงเคมีที่เกี่ยวข้องกับอุปกรณ์ (เช่นเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ ) ที่ออกแบบมาเพื่อดำเนินการกระบวนการนิวเคลียร์ ซึ่งรวมถึงการกัดกร่อนของพื้นผิวและพฤติกรรมภายใต้สภาวะการทำงานทั้งปกติและผิดปกติ (เช่น ในระหว่างเกิดอุบัติเหตุ ) อีกหนึ่งประเด็นสำคัญคือพฤติกรรมของวัตถุและวัสดุหลังจากถูกนำไปเก็บไว้ในสถานที่จัดเก็บหรือกำจัด กากกัมมันตรังสี

สาขาวิชานี้รวมถึงการศึกษาผลกระทบทางเคมีที่เกิดจากการดูดซับรังสีภายในสิ่งมีชีวิต เช่น สัตว์ พืช และวัสดุอื่นๆเคมีของรังสีมีบทบาทสำคัญในชีววิทยาของรังสีเนื่องจากรังสีมีผลต่อสิ่งมีชีวิตในระดับโมเลกุล อธิบายอีกอย่างหนึ่งคือ รังสีเปลี่ยนแปลงสารชีวเคมีภายในสิ่งมีชีวิต การเปลี่ยนแปลงของโมเลกุลชีวภาพจะเปลี่ยนแปลงปฏิกิริยาเคมีภายในสิ่งมีชีวิต และการเปลี่ยนแปลงทางเคมี นี้ อาจนำไปสู่ผลลัพธ์ทางชีววิทยาได้ ดังนั้น เคมีนิวเคลียร์จึงช่วยให้เข้าใจการรักษาทางการแพทย์ (เช่นการฉายรังสีรักษามะเร็ง ) ได้ดีขึ้น และทำให้การรักษาเหล่านี้พัฒนาขึ้น

รวมถึงการศึกษาการผลิตและการใช้แหล่งกำเนิดรังสีสำหรับกระบวนการต่างๆ ซึ่งรวมถึงการรักษาด้วยรังสีในการใช้งานทางการแพทย์ การใช้^สารติดตามรังสีในอุตสาหกรรม วิทยาศาสตร์ และสิ่งแวดล้อม และการใช้รังสีเพื่อปรับเปลี่ยนวัสดุ เช่นโพลิเมอร์ [ ^{1 ]}

นอกจากนี้ยังรวมถึงการศึกษาและการใช้กระบวนการนิวเคลียร์ใน ด้าน ที่ไม่เกี่ยวข้องกับกัมมันตรังสีในกิจกรรมของมนุษย์ ตัวอย่างเช่น สเปกโทรสโก ปีนิวเคลียร์แมกเนติกเรโซแนนซ์ (NMR) มักใช้ในเคมีอินทรีย์ สังเคราะห์ และเคมีเชิงฟิสิกส์รวมถึงการวิเคราะห์โครงสร้างในเคมี ระดับมหภาค

หลังจากวิลเฮล์ม รอนต์เกนค้นพบรังสีเอ็กซ์ในปี 1895 นักวิทยาศาสตร์หลายคนเริ่มทำงานวิจัยเกี่ยวกับรังสีไอออนไนซ์ หนึ่งในนั้นคืออองรี เบคเคอเรลผู้ศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างการเรืองแสงและการดำคล้ำของแผ่นฟิล์มถ่าย ภาพ เมื่อเบคเคอเรล (ทำงานในฝรั่งเศส) ค้นพบว่า ยูเรเนียมสามารถสร้างรังสีได้โดยไม่ต้องใช้แหล่งพลังงานภายนอก ซึ่งสามารถทำให้แผ่นฟิล์มถ่าย ภาพดำคล้ำ (หรือ เป็นฝ้า ) ได้ จึงได้มีการค้นพบกัมมันตภาพรังสี มารี สกโลโดว์สกา-คูรี (ทำงานในปารีส) และปิแอร์ คูรี สามีของเธอ ได้แยกธาตุกัมมันตภาพรังสีใหม่สองชนิดออกจากแร่ยูเรเนียม พวกเขาใช้ วิธี การวัดรังสีเพื่อระบุว่ากัมมันตภาพรังสีอยู่ในกระแสใดหลังจากการแยกทางเคมีแต่ละครั้ง พวกเขาแยกแร่ยูเรเนียมออกเป็นธาตุเคมีต่างๆ ที่รู้จักในขณะนั้น และวัดกัมมันตภาพรังสีของแต่ละส่วน จากนั้นพวกเขาก็พยายามแยกส่วนกัมมันตภาพรังสีเหล่านี้ต่อไป เพื่อแยกส่วนที่เล็กกว่าที่มีกิจกรรมจำเพาะสูงกว่า (กัมมันตภาพรังสีหารด้วยมวล) ด้วยวิธีนี้ พวกเขาจึงแยกโพโลเนียมและเรเดียม ออกมา ได้ ราวปี ค.ศ. 1901 มีการสังเกตว่ารังสีในปริมาณสูงสามารถก่อให้เกิดอันตรายต่อมนุษย์ได้ อองรี เบคเคอเรล พกตัวอย่างเรเดียมไว้ในกระเป๋าเสื้อ และเป็นผลให้เขาได้รับรังสีในปริมาณสูงเฉพาะที่จนเกิด แผล ไหม้จากรังสี^{[ 2 ]}การบาดเจ็บครั้งนี้ทำให้มีการศึกษาคุณสมบัติทางชีวภาพของรังสี ซึ่งต่อมานำไปสู่การพัฒนาวิธีการรักษาทางการแพทย์

เออร์เนสต์ รัทเทอร์ฟอร์ดผู้ทำงานในแคนาดาและอังกฤษ ได้แสดงให้เห็นว่าการสลายตัวของสารกัมมันตรังสีสามารถอธิบายได้ด้วยสมการง่ายๆ (สมการอนุพันธ์อันดับหนึ่งเชิงเส้น ซึ่งปัจจุบันเรียกว่าจลนศาสตร์อันดับหนึ่ง ) ซึ่งหมายความว่าสารกัมมันตรังสีที่กำหนดจะมี " ครึ่งชีวิต " ที่เป็นลักษณะเฉพาะ (เวลาที่ปริมาณกัมมันตรังสีที่มีอยู่ในแหล่งกำเนิดลดลงครึ่งหนึ่ง) เขายังบัญญัติศัพท์คำว่า รังสี อัลฟาเบตาและแกมมาเขาเปลี่ยนไนโตรเจนเป็นออกซิเจนและที่สำคัญที่สุดคือเขากำกับดูแลนักศึกษาที่ทำการทดลองไกเกอร์-มาร์สเดน (การทดลองแผ่นฟอยล์ทองคำ) ซึ่งแสดงให้เห็นว่า " แบบจำลองพุดดิ้งลูกพลัม " ของอะตอมนั้นผิด ในแบบจำลองพุดดิ้งลูกพลัมที่เสนอโดยเจ.เจ. ทอมสันในปี 1904 อะตอมประกอบด้วยอิเล็กตรอนที่ล้อมรอบด้วย "กลุ่มเมฆ" ของประจุบวกเพื่อรักษาสมดุลกับประจุลบของอิเล็กตรอน สำหรับรัทเทอร์ฟอร์ด การทดลองแผ่นฟอยล์ทองคำบ่งชี้ว่าประจุบวกถูกจำกัดอยู่ในนิวเคลียสขนาดเล็กมาก ซึ่งนำไปสู่แบบจำลองของรัทเทอร์ฟอร์ด ในตอนแรก และในที่สุดก็นำไปสู่แบบจำลองอะตอมของบอร์ ซึ่งนิวเคลียสที่มีประจุบวกถูกล้อมรอบด้วยอิเล็กตรอนที่มีประจุลบ

ในปี พ.ศ. 2477 ลูกสาวของมารี กูรี ( อิเรน โจลิโอต์-กูรี ) และลูกเขย ( เฟรเดอริก โจลิโอต์-กูรี ) เป็นคนแรกที่สร้างกัมมันตภาพรังสีเทียม โดย พวกเขายิง อนุภาคอัลฟาใส่ โบรอน เพื่อสร้างไอโซโทป ไนโตรเจน-13ที่มีนิวตรอนน้อย ไอโซโทปนี้ปล่อยโพซิตรอนออกมา[ 3 ^{]นอกจากนี้}พวกเขายังยิงนิวตรอนใส่อะลูมิเนียมและแมกนีเซียมเพื่อสร้างไอโซโทปกัมมันตรังสีใหม่

ในช่วงต้นทศวรรษ 1920 ออตโต ฮาห์นได้สร้างแนวทางการวิจัยใหม่ โดยใช้ "วิธีการแผ่รังสี" ซึ่งเขาเพิ่งพัฒนาขึ้น และ "ความสามารถในการแผ่รังสี" เขาได้ก่อตั้งสิ่งที่ต่อมาเป็นที่รู้จักในชื่อ "เคมีรังสีประยุกต์" สำหรับการวิจัยคำถามทางเคมีทั่วไปและเคมีเชิงฟิสิกส์ ในปี 1936 สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยคอร์เนลล์ได้ตีพิมพ์หนังสือเป็นภาษาอังกฤษ (และต่อมาเป็นภาษารัสเซีย) ชื่อApplied Radiochemistryซึ่งประกอบด้วยการบรรยายที่ฮาห์นได้บรรยายเมื่อเขาเป็นศาสตราจารย์รับเชิญที่มหาวิทยาลัยคอร์เนลล์ในเมืองอิธากา รัฐนิวยอร์กในปี 1933 สิ่งพิมพ์ที่สำคัญนี้มีอิทธิพลอย่างมากต่อนักเคมีและนักฟิสิกส์นิวเคลียร์เกือบทั้งหมดในสหรัฐอเมริกา สหราชอาณาจักร ฝรั่งเศส และสหภาพโซเวียตในช่วงทศวรรษ 1930 และ 1940 ซึ่งวางรากฐานสำหรับเคมีนิวเคลียร์สมัยใหม่^{[ 4 ]} ฮาห์นและลิเซ ไมต์เนอร์ค้นพบไอโซโทปรังสีของเรเดียม ธอร์เรียมโปรแทคติเนียมและยูเรเนียมเขายังค้นพบปรากฏการณ์การกระเด็นของกัมมันตรังสีและไอโซเมอริซึมนิวเคลียร์และเป็นผู้บุกเบิกการหาอายุด้วยรูบิเดียม-สตรอนเทียมในปี 1938 ฮาห์น ลิเซ ไมต์เนอร์ และฟริตซ์ สตราสส์มัน น์ ค้นพบการแตกตัวของนิวเคลียร์ ซึ่งทำให้ฮาห์นได้รับรางวัลโนเบลสาขาเคมีใน ปี 1944 การแตกตัวของนิวเคลียร์เป็นพื้นฐานสำหรับเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์และอาวุธนิวเคลียร์ฮาห์นได้รับการยกย่องว่าเป็นบิดาแห่งเคมีนิวเคลียร์^{[ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]}และเป็นเจ้าพ่อแห่ง การแตกตัว ของนิวเคลียร์^{[ 8 ]}

เคมีรังสีคือ เคมีของวัสดุกัมมันตรังสี ซึ่งใช้ไอโซโทป กัมมันตรังสีของธาตุต่างๆ ในการศึกษาคุณสมบัติและ ปฏิกิริยาเคมีของไอโซโทปที่ไม่เป็นกัมมันตรังสี (โดยทั่วไปในเคมีรังสี การที่ไม่มีกัมมันตรังสีจะทำให้สารนั้นถูกอธิบายว่าเป็นสารที่ไม่กัมมันตรังสีเนื่องจากไอโซโทปมีความเสถียร )

สำหรับรายละเอียดเพิ่มเติม โปรดดูที่หน้าเกี่ยวกับเคมีรังสี

เคมีรังสีเป็นการศึกษาผลกระทบทางเคมีของรังสีต่อสสาร ซึ่งแตกต่างจากเคมีรังสีมาก เนื่องจากไม่จำเป็นต้องมีกัมมันตภาพรังสีอยู่ในวัสดุที่ถูกเปลี่ยนแปลงทางเคมีโดยรังสี ตัวอย่างเช่น การเปลี่ยนน้ำเป็น ก๊าซ ไฮโดรเจนและไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ก่อนที่จะมีเคมีรังสี เป็นที่เชื่อกันโดยทั่วไปว่าน้ำบริสุทธิ์ไม่สามารถถูกทำลายได้^{[ 9 ]}

การทดลองเบื้องต้นมุ่งเน้นไปที่การทำความเข้าใจผลกระทบของรังสีต่อสสาร โดยใช้เครื่องกำเนิดรังสีเอ็กซ์ฮิวโก้ ฟริคเค่ศึกษาผลกระทบทางชีวภาพของรังสี เนื่องจากรังสีกลายเป็นทางเลือกในการรักษาและวิธีการวินิจฉัยที่ใช้กันทั่วไป^{[ 9 ]}ฟริคเค่เสนอและพิสูจน์ในภายหลังว่าพลังงานจากรังสีเอ็กซ์สามารถเปลี่ยนน้ำให้เป็นน้ำที่ถูกกระตุ้น ทำให้สามารถทำปฏิกิริยากับสารที่ละลายได้^{[ 10 ]}

เคมีรังสี เคมีรังสี และวิศวกรรมเคมีนิวเคลียร์มีบทบาทสำคัญอย่างยิ่งในการสังเคราะห์สารตั้งต้นเชื้อเพลิงยูเรเนียมและทอเรียม โดยเริ่มจากแร่ของธาตุเหล่านี้ การผลิตเชื้อเพลิง เคมีสารหล่อเย็น การแปรรูปเชื้อเพลิง การบำบัด และการจัดเก็บ กากกัมมันตรังสีการตรวจสอบการปล่อยธาตุกัมมันตรังสีระหว่างการทำงานของเครื่องปฏิกรณ์ และการจัดเก็บกัมมันตรังสีในชั้นธรณีวิทยา เป็นต้น^{[ 11 ]}

การผสมผสานระหว่างเคมีรังสีและเคมีรังสีถูกนำมาใช้เพื่อศึกษาปฏิกิริยานิวเคลียร์ เช่น ฟิชชันและฟิวชัน หลักฐานเบื้องต้นบางส่วนเกี่ยวกับฟิชชันนิวเคลียร์คือการก่อตัวของไอโซโทปรังสีของ แบเรียม ที่ มีอายุสั้นซึ่งแยกได้จากยูเรเนียมที่ฉายรังสีนิวตรอน ( ^139Baซึ่งมีครึ่งชีวิต 83 นาที และ^140Baซึ่งมีครึ่งชีวิต 12.8 วัน เป็นผลิตภัณฑ์ฟิชชัน หลัก ของยูเรเนียม) ในขณะนั้น คิดว่านี่เป็นไอโซโทปเรเดียมใหม่ เนื่องจากในขณะนั้นเป็นวิธีการทางเคมีรังสีมาตรฐานที่ใช้ตะกอนแบเรียมซัลเฟตเป็นตัวพาเพื่อช่วยในการแยกเรเดียม^{[ 12 ]}เมื่อไม่นานมานี้ การผสมผสานระหว่างวิธีการทางเคมีรังสีและฟิสิกส์นิวเคลียร์ถูกนำมาใช้เพื่อพยายามสร้างธาตุ 'หนักยิ่งยวด' ใหม่ เชื่อกันว่ามีเกาะแห่งความเสถียรสัมพัทธ์อยู่ซึ่งนิวไคลด์มีครึ่งชีวิตหลายปี จึงทำให้สามารถแยกธาตุใหม่เหล่านี้ได้ในปริมาณที่ชั่งน้ำหนักได้ สำหรับรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับการค้นพบการแตกตัวของนิวเคลียสครั้งแรก โปรดดูผลงานของOtto Hahn ^{[ 13 ]}

นี่คือเคมีที่เกี่ยวข้องกับทุกส่วนของวัฏจักรเชื้อเพลิงนิวเคลียร์รวมถึงการแปรรูปเชื้อเพลิงนิวเคลียร์วัฏจักรเชื้อเพลิงประกอบด้วยการดำเนินงานทั้งหมดที่เกี่ยวข้องกับการผลิตเชื้อเพลิง ตั้งแต่การขุด การแปรรูปแร่ และการเสริมสมรรถนะ ไปจนถึงการผลิตเชื้อเพลิง ( ส่วนหน้าของวัฏจักร ) นอกจากนี้ยังรวมถึงพฤติกรรม 'ในกอง' (การใช้เชื้อเพลิงในเครื่องปฏิกรณ์) ก่อนส่วนท้ายของวัฏจักรส่วนท้ายรวมถึงการจัดการเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ที่ใช้แล้วในบ่อเก็บเชื้อเพลิงใช้แล้วหรือที่เก็บแบบแห้ง ก่อนที่จะถูกกำจัดลงในที่เก็บกากของเสียใต้ดินหรือแปรรูป ใหม่

เคมีนิวเคลียร์ที่เกี่ยวข้องกับวัฏจักรเชื้อเพลิงนิวเคลียร์สามารถแบ่งออกเป็นสองด้านหลัก ด้านหนึ่งเกี่ยวข้องกับการทำงานภายใต้เงื่อนไขที่ตั้งใจไว้ ในขณะที่อีกด้านหนึ่งเกี่ยวข้องกับสภาวะการทำงานผิดปกติ ซึ่งมีการเปลี่ยนแปลงจากสภาวะการทำงานปกติเกิดขึ้น หรือ (ในกรณีที่เกิดขึ้นน้อยกว่า ) เกิดอุบัติเหตุ หากปราศจากกระบวนการนี้แล้ว สิ่งต่างๆ เหล่านี้ก็จะไม่มีอยู่จริง

ในสหรัฐอเมริกา เป็นเรื่องปกติที่จะใช้เชื้อเพลิงในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์เพียงครั้งเดียวก่อนที่จะนำไปเก็บไว้ในคลังเก็บของเสีย แผนระยะยาวในปัจจุบันคือการเก็บเชื้อเพลิงเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์พลเรือนที่ใช้แล้วไว้ในคลังเก็บของเสียแบบลึก นโยบายไม่นำกลับมาใช้ใหม่นี้เริ่มต้นในเดือนมีนาคม พ.ศ. 2520 เนื่องจากความกังวลเกี่ยวกับการแพร่กระจายอาวุธนิวเคลียร์ประธานาธิบดีจิมมี คาร์เตอร์ได้ออกคำสั่งประธานาธิบดีที่ระงับการแปรรูปและการรีไซเคิลพลูโทเนียมเชิงพาณิชย์ในสหรัฐอเมริกาอย่างไม่มีกำหนด คำสั่งนี้อาจเป็นความพยายามของสหรัฐอเมริกาที่จะเป็นผู้นำประเทศอื่น ๆ โดยเป็นตัวอย่าง แต่หลายประเทศยังคงแปรรูปเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ที่ใช้แล้วต่อไป รัฐบาลรัสเซียภายใต้ประธานาธิบดีวลาดิมีร์ ปูตินได้ยกเลิกกฎหมายที่ห้ามการนำเข้าเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ที่ใช้แล้ว ทำให้ชาวรัสเซียสามารถให้บริการแปรรูปแก่ลูกค้าภายนอกรัสเซียได้ (คล้ายกับที่BNFL ให้บริการ )

วิธีการที่นิยมใช้ในปัจจุบันคือ กระบวนการ สกัดของเหลว-ของเหลวPUREX ซึ่งใช้ ส่วนผสมของ ไตรบิวทิลฟอสเฟต / ไฮโดรคาร์บอนในการสกัดทั้งยูเรเนียมและพลูโทเนียมจากกรดไนตริกการสกัดนี้เป็นการ สกัดเกลือ ไนเตรตและจัดอยู่ในประเภท กลไก การละลายตัวอย่างเช่น การสกัดพลูโทเนียมโดยสารสกัด (S) ในตัวกลางไนเตรตเกิดขึ้นตามปฏิกิริยาต่อไปนี้

Pu ⁴⁺ _aq + 4NO ₃ ⁻ _aq + 2S _organic → [Pu(NO ₃ ) ₄ S ₂ ] _organic

พันธะที่ซับซ้อนเกิดขึ้นระหว่างแคตไอออนโลหะ ไนเตรต และไตรบิวทิลฟอสเฟต และสารประกอบแบบจำลองของสารเชิงซ้อนไดออกโซยูเรเนียม(VI) ที่มีแอนไอออนไนเตรตสองตัวและลิแกนด์ไตรเอทิลฟอสเฟตสองตัวได้รับการระบุลักษณะโดยผลึกศาสตร์รังสีเอกซ์^{[ 14 ]}

เมื่อความเข้มข้นของกรดไนตริกสูง การสกัดเข้าสู่เฟสอินทรีย์จะเกิดขึ้นได้ดีกว่า และเมื่อความเข้มข้นของกรดไนตริกต่ำ การสกัดจะกลับกัน (เฟสอินทรีย์จะถูกแยกโลหะออกไป) โดยปกติแล้วจะละลายเชื้อเพลิงที่ใช้แล้วในกรดไนตริก หลังจากกำจัดสารที่ไม่ละลายน้ำแล้ว ยูเรเนียมและพลูโทเนียมจะถูกสกัดออกจากสารละลายที่มีกัมมันตภาพสูง จากนั้นจึงทำการสกัดเฟสอินทรีย์ที่บรรจุสารแล้วกลับเข้าไปใหม่ เพื่อสร้าง สารละลายที่มีกัม มันตภาพปานกลางซึ่งส่วนใหญ่ประกอบด้วยยูเรเนียมและพลูโทเนียม โดยมีผลิตภัณฑ์ฟิสชันเพียงเล็กน้อย สารละลายที่มีกัมมันตภาพปานกลางนี้จะถูกสกัดอีกครั้งด้วยไตรบิวทิลฟอสเฟต/ไฮโดรคาร์บอน เพื่อสร้างเฟสอินทรีย์ใหม่ จากนั้นเฟสอินทรีย์ที่มีโลหะอยู่จะถูกแยกโลหะออกไป เพื่อสร้างสารละลายที่มีเฉพาะยูเรเนียมและพลูโทเนียมเท่านั้น การสกัดสองขั้นตอนใช้เพื่อปรับปรุงความบริสุทธิ์ของ ผลิตภัณฑ์ แอคติไนด์เฟสอินทรีย์ที่ใช้ในการสกัดครั้งแรกจะได้รับรังสีในปริมาณที่มากกว่ามาก รังสีสามารถทำให้ไตรบิวทิลฟอสเฟตเสื่อมสภาพกลายเป็นไดบิวทิลไฮโดรเจนฟอสเฟตได้ ไดบิวทิลไฮโดรเจนฟอสเฟตสามารถทำหน้าที่เป็นสารสกัดสำหรับทั้งแอคติไนด์และโลหะอื่นๆ เช่นรูทีเนียมไดบิวทิลไฮโดรเจนฟอสเฟตอาจทำให้ระบบทำงานในลักษณะที่ซับซ้อนมากขึ้น เนื่องจากมีแนวโน้มที่จะสกัดโลหะโดย กลไก การแลกเปลี่ยนไอออน (การสกัดจะเกิดขึ้นได้ดีในสภาวะที่มีความเข้มข้นของกรดต่ำ) เพื่อลดผลกระทบของไดบิวทิลไฮโดรเจนฟอสเฟต จึงมักล้างเฟสอินทรีย์ที่ใช้แล้วด้วย สารละลาย โซเดียมคาร์บอเนตเพื่อกำจัดผลิตภัณฑ์การสลายตัวที่เป็นกรดของไตรบิวทิลฟอสฟาติโอโลพอรัส

กระบวนการ PUREX สามารถปรับเปลี่ยนเพื่อสร้างกระบวนการ UREX ( การสกัดยูเรเนียม ) ซึ่งสามารถใช้เพื่อประหยัดพื้นที่ภายใน สถานที่กำจัด กากกัมมันตรังสี ระดับสูง เช่น สถานที่เก็บกากกัมมันตรังสี Yucca Mountainโดยการกำจัดยูเรเนียมซึ่งเป็นส่วนประกอบส่วนใหญ่ของมวลและปริมาตรของเชื้อเพลิงใช้แล้ว และนำกลับมารีไซเคิลเป็นยูเรเนียม แปรรูป

กระบวนการ UREX คือกระบวนการ PUREX ที่ได้รับการดัดแปลงเพื่อป้องกันการสกัดพลูโทเนียม สามารถทำได้โดยการเติมสารรีดิวซ์พลูโทเนียมก่อนขั้นตอนการสกัดโลหะขั้นแรก ในกระบวนการ UREX นั้น ยูเรเนียมประมาณ 99.9% และเทคนีเซียม มากกว่า 95% จะถูกแยกออกจากกันและจากผลิตภัณฑ์ฟิสชันและแอคติไนด์อื่นๆ หัวใจสำคัญคือการเติมกรดอะซีโตไฮดรอกซามิก (AHA) ลงในส่วนการสกัดและการทำความสะอาดของกระบวนการ การเติม AHA ช่วยลดความสามารถในการสกัดพลูโทเนียมและเนปทูเนียม ลงอย่างมาก ทำให้มีความต้านทานต่อการแพร่กระจายอาวุธนิวเคลียร์ได้ดีกว่าขั้นตอนการสกัดพลูโทเนียมในกระบวนการ PUREX

การเพิ่มสารสกัดตัวที่สอง คือ ออกทิล(ฟีนิล)-N , N- ไดบิวทิลคาร์บาโมอิลเมทิลฟอสฟีนออกไซด์ (CMPO) ร่วมกับไตร บิ วทิลฟอสเฟต (TBP) จะทำให้กระบวนการ PUREX กลายเป็นกระบวนการ TRUEX (Transuranic Extraction ) ซึ่งเป็นกระบวนการที่คิดค้นขึ้นในสหรัฐอเมริกาโดยห้องปฏิบัติการแห่งชาติอาร์กอน และออกแบบมาเพื่อกำจัดโลหะทรานส์ยูเรเนียม (Am/Cm) ออกจากของเสีย แนวคิดคือการลดกัมมันตภาพอัลฟาของของเสียลง จะทำให้สามารถกำจัดของเสียส่วนใหญ่ได้ง่ายขึ้น เช่นเดียวกับ PUREX กระบวนการนี้ทำงานโดยกลไกการละลาย

นอกจาก TRUEX แล้ว ยังมีการคิดค้นกระบวนการสกัดโดยใช้มาลอนไดอะไมด์ขึ้นมา กระบวนการ DIAMEX ( DIAM ide EX traction) มีข้อดีคือช่วยหลีกเลี่ยงการเกิดของเสียอินทรีย์ที่มีธาตุอื่นนอกจากคาร์บอน ไฮโดรเจนไนโตรเจนและออกซิเจนของเสียอินทรีย์ดังกล่าวสามารถเผาได้โดยไม่ก่อให้เกิดก๊าซที่เป็นกรดซึ่งอาจก่อให้เกิดฝนกรดได้ กระบวนการ DIAMEX กำลังอยู่ระหว่างการพัฒนาในยุโรปโดยCEA ของฝรั่งเศส กระบวนการนี้มีความสมบูรณ์มากพอที่จะสร้างโรงงานอุตสาหกรรมได้ด้วยความรู้ที่มีอยู่เกี่ยวกับกระบวนการนี้ เช่นเดียวกับ PUREX กระบวนการนี้ทำงานโดยกลไกการละลาย^{[ 15 ] [ 16 ]}

การสกัดแอคติไนด์แบบเลือกเฉพาะ (Selective Actinide Extraction หรือ SANEX) ในส่วนของการจัดการแอคติไนด์ชนิดรอง มีการเสนอให้กำจัดแลนทานอยด์และแอคติไนด์ ชนิดรองที่มีวาเลนซ์สามออกจาก สารตกค้าง ของ PUREX ด้วยกระบวนการเช่น DIAMEX หรือ TRUEX เพื่อให้แอคติไนด์ เช่น อเมริเซียม สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ในแหล่งอุตสาหกรรมหรือใช้เป็นเชื้อเพลิงได้ จำเป็นต้องกำจัดแลน ทานอยด์ออกไป เนื่องจากแลนทานอยด์มีค่าภาคตัดขวางของนิวตรอนสูง จึงอาจเป็นพิษต่อปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่ขับเคลื่อนด้วยนิวตรอน ปัจจุบัน ระบบการสกัดสำหรับกระบวนการ SANEX ยังไม่ได้รับการกำหนด แต่ขณะนี้มีกลุ่มวิจัยหลายกลุ่มกำลังทำงานเพื่อพัฒนากระบวนการดังกล่าว ตัวอย่างเช่นCEA ของฝรั่งเศส กำลังทำงานเกี่ยวกับกระบวนการที่ใช้บิส-ไตรอะซินิลไพริดีน (BTP) เป็นพื้นฐาน

นอกจากนี้ ยังมีนักวิจัยกลุ่มอื่นกำลังศึกษาระบบอื่นๆ เช่น กรดไดไทโอฟอสฟินิก

นี่คือ กระบวนการสกัด แบบ UNIversal EXซึ่งพัฒนาขึ้นในรัสเซียและสาธารณรัฐเช็ก เป็นกระบวนการที่ออกแบบมาเพื่อกำจัดไอโซโทปรังสีที่ ก่อให้เกิดปัญหามากที่สุด (Sr, Cs และ แอคติไนด์รอง ) ออกจากสารตกค้างที่เหลือหลังจากการสกัดยูเรเนียมและพลูโทเนียมจากเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ ที่ใช้ แล้ว^{[ 17 ] [ 18 ]}เคมีนี้ขึ้นอยู่กับปฏิกิริยาของซีเซียมและสตรอนเทียมกับโพลีเอทิลีนออกไซด์ (โพลีเอทิลีนไกลคอล ) และโคบอลต์คาร์โบเรนแอนไอออน (ที่รู้จักกันในชื่อคลอริเนตโคบอลต์ไดคาร์โบไลด์) ^{[ 19 ]}แอคติไนด์จะถูกสกัดโดย CMPO และสารเจือจางเป็นสารอะโรมา ติกที่มีขั้ว เช่นไนโตรเบนซีน สารเจือจางอื่นๆ เช่นเมตา -ไนโตรเบนโซไตร ฟลูออไรด์ และฟีนิลไตรฟลูออโรเมทิลซัลโฟนก็ได้รับการแนะนำเช่นกัน^{[ 20 ]}

อีกหนึ่งสาขาสำคัญของเคมีนิวเคลียร์คือการศึกษาว่าผลิตภัณฑ์ฟิสชันมีปฏิสัมพันธ์กับพื้นผิวอย่างไร ซึ่งเชื่อกันว่าเป็นตัวควบคุมอัตราการปลดปล่อยและการเคลื่อนที่ของผลิตภัณฑ์ฟิสชันทั้งจากภาชนะบรรจุของเสียภายใต้สภาวะปกติและจากเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ภายใต้สภาวะอุบัติเหตุ เช่นเดียวกับ^โครเมตและโมลิบเดตไอออน_99TcO₄สามารถทำปฏิกิริยากับพื้นผิวเหล็กเพื่อสร้าง ชั้นต้านทาน การกัดกร่อนในลักษณะนี้ ไอออนเมทัลออกโซเหล่านี้ทำหน้าที่เป็นสาร_{ยับยั้ง}การกัดกร่อนแบบแอโนดการก่อตัวของ^99TcO₂บนพื้นผิวเหล็กเป็นผลอย่างหนึ่งที่จะชะลอการปลดปล่อย^99Tcจากถังบรรจุของเสียนิวเคลียร์และอุปกรณ์นิวเคลียร์ที่สูญหายไปก่อนการกำจัดสิ่งปนเปื้อน (เช่น_{เครื่อง ปฏิกรณ์} ใต้น้ำที่สูญหายในทะเล) ชั้น 99TcO₂ นี้^{ทำให้}พื้นผิวเหล็กเป็นสภาวะเฉื่อย ยับยั้ง ปฏิกิริยาการกัดกร่อน แบบแอโนดอย่างไรก็ตามคุณสมบัติกัมมันตรังสีของเทคนีเซียมทำให้การป้องกันการกัดกร่อนนี้ไม่สามารถนำไปใช้ได้จริงในเกือบทุกสถานการณ์ นอกจากนี้ยังแสดงให้เห็นว่า แอนไอออน ⁹⁹ TcO ₄ทำปฏิกิริยาเพื่อสร้างชั้นบนพื้นผิวของถ่านกัมมันต์ ( ถ่าน ) หรืออะลูมิเนียม^{[ 21 ] [ 22 ]} สามารถอ่านบทสรุปสั้นๆ เกี่ยวกับคุณสมบัติทางชีวเคมีของไอโซโทปรังสีที่มีอายุยืนยาวที่สำคัญ ได้ทางออนไลน์^{[ 23 ]}

^99Tcในกากกัมมันตรังสีอาจมีอยู่ในรูปแบบทางเคมีอื่นนอกเหนือจาก แอ _นไอออน 99TcO4 ^ซึ่งรูปแบบอื่นๆ เหล่านี้มีคุณสมบัติทางเคมีที่แตกต่างกัน^{[ 24 ]} ในทำนองเดียวกัน การปล่อยไอโอดีน-131 ในอุบัติเหตุเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ที่ร้ายแรงอาจถูกชะลอโดยการดูดซับบนพื้นผิวโลหะภายในโรงงานนิวเคลียร์^{[ 25 ] [ 26 ] [ 27 ] [ 28 ] [ 29 ]}

แม้ว่าการใช้เวชศาสตร์นิวเคลียร์จะเพิ่มขึ้น การขยายโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ที่อาจเกิดขึ้น และความกังวลเกี่ยวกับการป้องกันภัยคุกคามจากนิวเคลียร์และการจัดการกากกัมมันตรังสีที่เกิดขึ้นในช่วงหลายทศวรรษที่ผ่านมา จำนวนนักศึกษาที่เลือกเรียนเฉพาะทางด้านนิวเคลียร์และเคมีรังสีกลับลดลงอย่างมากในช่วงไม่กี่ทศวรรษที่ผ่านมา ขณะนี้ผู้เชี่ยวชาญในสาขาเหล่านี้จำนวนมากกำลังเข้าสู่วัยเกษียณ จึงจำเป็นต้องมีการดำเนินการเพื่อหลีกเลี่ยงช่องว่างของกำลังคนในสาขาที่สำคัญเหล่านี้ เช่น การสร้างความสนใจของนักศึกษาในอาชีพเหล่านี้ การขยายขีดความสามารถทางการศึกษาของมหาวิทยาลัยและวิทยาลัย และการฝึกอบรมเฉพาะทางเพิ่มเติม^{[ 30 ]}

วิชาเคมีนิวเคลียร์และรังสี (NRC) ส่วนใหญ่สอนในระดับมหาวิทยาลัย โดยมักจะเริ่มที่ระดับปริญญาโทและปริญญาเอก ในยุโรป มีความพยายามอย่างมากในการประสานงานและเตรียมการศึกษา NRC ให้พร้อมสำหรับความต้องการในอนาคตของอุตสาหกรรมและสังคม ความพยายามนี้ได้รับการประสานงานในโครงการที่ได้รับทุนสนับสนุนจาก Coordinated Action ซึ่งได้รับการสนับสนุนจากโครงการกรอบงานที่ 7 ของ European Atomic Energy Community ^{[ 31 ] [ 32 ]}แม้ว่า NucWik จะมุ่งเป้าไปที่ครูผู้สอนเป็นหลัก แต่ผู้ที่สนใจในวิชาเคมีนิวเคลียร์และรังสีก็สามารถเข้ามาค้นหาข้อมูลและสื่อต่างๆ มากมายที่อธิบายหัวข้อที่เกี่ยวข้องกับ NRC ได้

วิธีการบางอย่างที่พัฒนาขึ้นครั้งแรกในสาขาเคมีและฟิสิกส์นิวเคลียร์ได้ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในสาขาเคมีและวิทยาศาสตร์กายภาพอื่นๆ จนอาจถือได้ว่าแยกออกจาก เคมีนิวเคลียร์ ปกติตัวอย่างเช่น ผลกระทบของไอโซโทปถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวางในการศึกษาเกี่ยวกับกลไกทางเคมี และการใช้ไอโซโทปที่เกิดจากรังสีคอสมิกและไอโซโทปที่ไม่เสถียรที่มีอายุยืนยาวในทางธรณีวิทยาทำให้ควรพิจารณาว่าเคมีไอโซโทปส่วนใหญ่แยกออกจากเคมีนิวเคลียร์

กลไกของปฏิกิริยาเคมีสามารถตรวจสอบได้โดยการสังเกตว่าจลนศาสตร์ของปฏิกิริยาเปลี่ยนแปลงไปอย่างไรเมื่อทำการดัดแปลงไอโซโทปของสารตั้งต้น ซึ่งเรียกว่าผลกระทบไอโซโทปจลนศาสตร์วิธีนี้เป็นวิธีมาตรฐานในเคมีอินทรีย์กล่าวโดยสรุป การแทนที่ไฮโดรเจนปกติ ( โปรตอน ) ด้วยดิวเทอเรียมภายในโมเลกุลทำให้ ความถี่ การสั่นของโมเลกุลของพันธะ XH (เช่น CH, NH และ OH) ลดลง ซึ่งนำไปสู่การลดลงของพลังงานจุดศูนย์ของ การ สั่น สิ่งนี้อาจนำไปสู่การลดลงของอัตราการเกิดปฏิกิริยาหากขั้นตอนที่กำหนดอัตราเกี่ยวข้องกับการแตกพันธะระหว่างไฮโดรเจนกับอะตอมอื่น^{[ 33 ]}ดังนั้น หากอัตราการเกิดปฏิกิริยาเปลี่ยนแปลงเมื่อโปรตอนถูกแทนที่ด้วยดิวเทอเรียม ก็สมเหตุสมผลที่จะสันนิษฐานว่าการแตกพันธะกับไฮโดรเจนเป็นส่วนหนึ่งของขั้นตอนที่กำหนดอัตรา

ไอโซโทปที่เกิดจากรังสีคอสมิกเกิดขึ้นจากปฏิกิริยาของรังสีคอสมิกกับนิวเคลียสของอะตอม สามารถนำมาใช้ในการหาอายุและใช้เป็นตัวบ่งชี้ทางธรรมชาติได้ นอกจากนี้ การวัดอัตราส่วนของไอโซโทปเสถียรบางชนิดอย่างละเอียด จะช่วยให้ได้ข้อมูลเชิงลึกใหม่ๆ เกี่ยวกับที่มาของกระสุนปืน อายุของตัวอย่างน้ำแข็ง อายุของหิน และสามารถระบุอาหารที่บุคคลรับประทานได้จากตัวอย่างเส้นผมหรือเนื้อเยื่ออื่นๆ (ดู รายละเอียดเพิ่มเติมได้ ที่ ไอโซโทปธรณีเคมีและไอโซโทปซิกเนเจอร์ )

ในสิ่งมีชีวิต ไอโซโทป (ทั้งกัมมันตรังสีและไม่เป็นกัมมันตรังสี) สามารถใช้เพื่อตรวจสอบว่าเครือข่ายปฏิกิริยาที่ซับซ้อนซึ่งประกอบขึ้นเป็นกระบวนการเผาผลาญของสิ่งมีชีวิตนั้น เปลี่ยนสารหนึ่งไปเป็นอีกสารหนึ่งได้อย่างไร ตัวอย่างเช่นพืชสีเขียวใช้พลังงาน แสง ในการเปลี่ยนน้ำและคาร์บอนไดออกไซด์ให้เป็นกลูโคสโดยกระบวนการสังเคราะห์ แสง หากออกซิเจนในน้ำมีฉลาก ไอโซโทปนั้นจะปรากฏอยู่ในก๊าซออกซิเจนที่พืชสร้างขึ้น ไม่ใช่ในกลูโคสที่เกิดขึ้นในคลอโรพลาสต์ภายในเซลล์พืช

ไอโซโทปบางชนิดมีประโยชน์อย่างมากในการทดลองทางชีวเคมีและสรีรวิทยา รวมถึงวิธีการทางการแพทย์

• ไอโซโทปเสถียรมีข้อดีคือไม่ก่อให้เกิดปริมาณรังสีต่อระบบที่กำลังศึกษา อย่างไรก็ตาม หากมีไอโซโทปเหล่านี้มากเกินไปในอวัยวะหรือสิ่งมีชีวิต อาจรบกวนการทำงานของอวัยวะหรือสิ่งมีชีวิตนั้นได้ และไอโซโทปหลายชนิดมีปริมาณไอโซโทปที่เพียงพอสำหรับการศึกษาในสัตว์ทั้งตัวค่อนข้างจำกัด นอกจากนี้ การวัดก็ทำได้ยาก และโดยปกติแล้วต้องใช้เครื่องแมสสเปกโทรเมตรีในการตรวจสอบปริมาณไอโซโทปที่มีอยู่ในสารประกอบต่างๆ และไม่มีวิธีการใดที่จะระบุตำแหน่งการวัดภายในเซลล์ได้
• ^2H (ดิวเทอเรียม) ไอโซโทปเสถียรของไฮโดรเจน เป็นสารติดตามที่มีความเสถียร สามารถวัดความเข้มข้นได้ด้วยสเปกโทรเมตรีมวลสารหรือ NMR มันถูกรวมเข้ากับโครงสร้างของเซลล์ทั้งหมด นอกจากนี้ยังสามารถผลิตสารประกอบดิวเทอเรียมเฉพาะได้อีกด้วย
• ไอโซโทปเสถียรของไนโตรเจนอย่าง 15N ก็ถูกนำมาใช้เช่นกัน โดยส่วนใหญ่จะถูกรวมเข้ากับ^{โปรตีน}
• ไอโซโทปรังสีมีข้อดีคือ ตรวจจับได้ในปริมาณน้อยมาก วัดได้ง่ายด้วยวิธีการนับแสงวับหรือวิธีการทางเคมีรังสีอื่นๆ ระบุตำแหน่งได้เฉพาะในเซลล์ และวัดปริมาณได้ด้วยการถ่ายภาพรังสีอัตโนมัติ สารประกอบหลายชนิดที่มีอะตอมรังสีอยู่ในตำแหน่งเฉพาะสามารถเตรียมได้ และมีจำหน่ายทั่วไปในเชิงพาณิชย์ อย่างไรก็ตาม หากใช้ในปริมาณมาก จำเป็นต้องมีมาตรการป้องกันเพื่อปกป้องผู้ปฏิบัติงานจากผลกระทบของรังสี และอาจปนเปื้อนเครื่องแก้วและอุปกรณ์อื่นๆ ในห้องปฏิบัติการได้ง่าย สำหรับไอโซโทปบางชนิด ครึ่งชีวิตสั้นมากจนการเตรียมและการวัดทำได้ยาก

ด้วยการสังเคราะห์สารอินทรีย์ สามารถสร้างโมเลกุลที่ซับซ้อนที่มีฉลากกัมมันตรังสีซึ่งสามารถจำกัดให้อยู่ในบริเวณเล็กๆ ของโมเลกุลได้ สำหรับไอโซโทปที่มีอายุสั้น เช่น^11Cได้มีการพัฒนาวิธีการสังเคราะห์ที่รวดเร็วมากเพื่อให้สามารถเติมไอโซโทปกัมมันตรังสีลงในโมเลกุลได้อย่างรวดเร็ว ตัวอย่างเช่น ปฏิกิริยา คาร์บอนิลเลชันที่เร่งปฏิกิริยาด้วยแพลเลเดียมใน อุปกรณ์ ไมโครฟลูอิดิกถูกนำมาใช้เพื่อสร้างอะไมด์อย่างรวดเร็ว^{[ 34 ]}และอาจเป็นไปได้ที่จะใช้วิธีนี้ในการสร้างสารสร้างภาพกัมมันตรังสีสำหรับการสร้างภาพPET ^{[ 35 ]}

• ^3H ( ทริเทียม ) ซึ่งเป็นไอโซโทปของไฮโดรเจนที่มีกัมมันตภาพรังสีสูง มีอยู่ในปริมาณกัมมันตภาพจำเพาะสูงมาก และสารประกอบที่มีไอโซโทปนี้ในตำแหน่งเฉพาะสามารถเตรียมได้ง่ายโดยปฏิกิริยาเคมีมาตรฐาน เช่น การเติมไฮโดรเจนลงในสารตั้งต้นไม่อิ่มตัว ไอโซโทปนี้ปล่อยรังสีเบตาที่มีความเข้มต่ำมาก และสามารถตรวจจับได้โดยการนับแสงวับ (scintillation counting)
• ^{คาร์บอน-11 (11C) มักผลิตโดยการระดมยิงไซโคลตรอนของ 14N ด้วยโปรตอน ปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่เกิดขึ้นคือ 14N(p,α) 11C [ 36 ]}นอกจาก^นี้คาร์บอน -11 ^ยังสามารถ^ผลิตได้^{โดยใช้}ไซโคล ตรอนโดยโบรอนในรูปของโบรอนออกไซด์จะทำปฏิกิริยากับโปรตอนในปฏิกิริยา (p,n) อีกทางเลือกหนึ่งคือการทำปฏิกิริยา^10Bกับดิวเทอรอน โดยการสังเคราะห์สารอินทรีย์อย่างรวดเร็ว สารประกอบ ^11Cที่เกิดขึ้นในไซโคลตรอนจะถูกแปลงเป็นสารสร้างภาพซึ่งจะนำไปใช้สำหรับ PET
• ^{คาร์บอน-14 ( 14C} ) สามารถผลิตได้ (ดังที่กล่าวมาข้างต้น) และสามารถแปลงวัสดุเป้าหมายให้เป็นสารประกอบอนินทรีย์และอินทรีย์อย่างง่ายได้ ใน งาน สังเคราะห์สารอินทรีย์ ส่วนใหญ่ มักจะพยายามสร้างผลิตภัณฑ์จากชิ้นส่วนที่มีขนาดใกล้เคียงกันสองชิ้น และใช้เส้นทางการสังเคราะห์แบบรวมศูนย์ แต่เมื่อมีการเติมสารกัมมันตรังสี มักจะพยายามเติมสารกัมมันตรังสีในช่วงท้ายของการสังเคราะห์ในรูปของชิ้นส่วนขนาดเล็กมากของโมเลกุล เพื่อให้กัมมันตภาพรังสีอยู่เฉพาะในกลุ่มเดียว การเติมสารกัมมันตรังสีในช่วงท้ายยังช่วยลดจำนวนขั้นตอนการสังเคราะห์ที่ใช้สารกัมมันตรังสีอีกด้วย
• ^{ฟลูออรีน-18 ( 18F} ) สามารถผลิตได้จากปฏิกิริยาของนีออนกับดิวเทอรอน โดย^20Neทำปฏิกิริยาในปฏิกิริยา (d, ^4He ) โดยปกติจะใช้ก๊าซนีออนร่วมกับฟลูออรีน เสถียร ( ^19F2 ) ในปริมาณเล็กน้อย 19F2 _ทำ หน้าที่เป็นตัวนำพาซึ่งช่วยเพิ่มปริมาณกัมมันตภาพรังสีจากเป้าหมายไซโค ล ตรอนโดยลดปริมาณกัมมันตภาพรังสีที่สูญเสียไปจากการดูดซับบนพื้นผิว อย่างไรก็ตาม การลดการสูญเสียนี้เกิด _ขึ้นโดยแลกกับค่ากิจกรรมจำเพาะของผลิตภัณฑ์สุดท้ายที่ลด^ลง

สเปกโทรสโกปีนิวเคลียร์เป็นวิธีการที่ใช้นิวเคลียสเพื่อหาข้อมูลเกี่ยวกับโครงสร้างเฉพาะที่ในสสาร วิธีการที่สำคัญได้แก่ NMR (ดูด้านล่าง) สเปกโทรสโกปีมอสส์บาวเออร์และการหาความสัมพันธ์เชิงมุมที่ถูกรบกวนวิธีการเหล่านี้ใช้ปฏิสัมพันธ์ของสนามไฮเปอร์ไฟน์กับสปินของนิวเคลียส สนามนี้อาจเป็นสนามแม่เหล็กและ/หรือสนามไฟฟ้า และถูกสร้างขึ้นโดยอิเล็กตรอนของอะตอมและอะตอมข้างเคียง ดังนั้น วิธีการเหล่านี้จึงใช้ในการตรวจสอบโครงสร้างเฉพาะที่ในสสาร โดยส่วนใหญ่เป็นสสารควบแน่นในฟิสิกส์สสารควบแน่นและเคมี ของแข็ง

สเปกโทรสโกปี NMRใช้สปินสุทธิของนิวเคลียสในสารเมื่อดูดซับพลังงานเพื่อระบุโมเลกุล ปัจจุบันเทคนิคนี้ได้กลายเป็นเครื่องมือทางสเปกโทรสโกปีมาตรฐานในเคมีสังเคราะห์ การ ใช้งานหลักอย่างหนึ่งของ NMR คือการหาค่า การเชื่อมต่อ ของพันธะภายในโมเลกุลอินทรีย์

การถ่ายภาพด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (NMR) ก็ใช้การหมุนสุทธิของนิวเคลียส (โดยทั่วไปคือโปรตอน) ในการสร้างภาพเช่นกัน เทคนิคนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายเพื่อการวินิจฉัยโรคในทางการแพทย์ และสามารถให้ภาพรายละเอียดภายในร่างกายของบุคคลได้โดยไม่ก่อให้เกิดรังสีใดๆ ต่อร่างกาย ในทางการแพทย์ NMR มักเรียกง่ายๆ ว่า การถ่ายภาพด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (magnetic resonance imaging) เนื่องจากคำว่า 'นิวเคลียร์' มีความหมายเชิงลบสำหรับหลายๆ คน

• ผลงานตีพิมพ์ที่สำคัญในสาขาเคมีนิวเคลียร์
• ฟิสิกส์นิวเคลียร์
• สเปกโทรสโกปีนิวเคลียร์

คู่มือเคมีนิวเคลียร์

คู่มือที่ครอบคลุมหกเล่มโดยผู้เชี่ยวชาญระดับนานาชาติ 130 คน เรียบเรียงโดย Attila Vértes, Sándor Nagy, Zoltán Klencsár, Rezső G. Lovas, Frank Rösch ไอเอสบีเอ็น 978-1-4419-0721-9สปริงเกอร์ , 2011.

กัมมันตภาพรังสี นิวไคลด์กัมมันตรังสี รังสี

ตำราเรียนโดย Magill, Galy. ISBN 3-540-21116-0สปริงเกอร์, 2005

เคมีรังสีและเคมีนิวเคลียร์ ฉบับที่ 3

ตำราเรียนฉบับสมบูรณ์โดย Choppin, Liljenzinและ Rydberg ISBN 0-7506-7463-6บัตเตอร์เวิร์ธ-ไฮเนมันน์, 2001 [1 ]

เคมีรังสีและเคมีนิวเคลียร์ ฉบับที่ 4

ตำราเรียนฉบับสมบูรณ์โดย Choppin, Liljenzin , Rydberg และ Ekberg ISBN 978-0-12-405897-2เอลเซเวียร์ อิงค์, 2013

กัมมันตภาพรังสี รังสีไอออนไนซ์ และพลังงานนิวเคลียร์

ตำราเรียนพื้นฐานสำหรับนักศึกษาปริญญาตรี โดย จิริ ฮาลา และ เจมส์ ดี นาวราทิลISBN 80-7302-053-X, Konvoj, Brno 2003 [2]

คู่มือเคมีรังสี

ภาพรวมของการผลิตและการใช้งานของแหล่งกำเนิดรังสีทั้งแบบเปิดและแบบปิดผนึก เรียบเรียงโดย BJ Wilson และเขียนโดย RJ Bayly, JR Catch, JC Charlton, CC Evans, TT Gorsuch, JC Maynard, LC Myerscough, GR Newbery, H Sheard, CBG Taylor และ BJ Wilson ศูนย์เคมีรังสี (Amersham) ถูกขายผ่านHMSOในปี 1966 (ฉบับพิมพ์ครั้งที่สอง)