吳季蘭,輻射化學(xué)家。北京大學(xué)輻射化學(xué)教研室的主要創(chuàng)建人。他在輻射化學(xué)基礎(chǔ)研究領(lǐng)域解決了如下理論問題:確定了磷酸磷氧鍵激發(fā)能量傳遞機制:發(fā)展了化學(xué)探針多重效應(yīng)的概念和方法;確立了乙醇可作為輻射化學(xué)等研究中的模式溶劑和探針,用以研究溶劑化電子(es),氫原子(H),羥乙基自由基(CH3CHOH),有機過氧自由基(RO2)和過氧自由基(超氧化氫)等中間活性粒子和化合物的反應(yīng),并為黃酮分子的改造提供了途徑。并開展了中草藥、食品主要組分和金屬硫蛋白(MT)的系統(tǒng)輻射化學(xué)研究,對保證輻照藥物和食品的安全性和質(zhì)量監(jiān)督起了重要作用。對高放射性核燃料后處理過程中使用的萃取劑和離子交換樹脂輻解機理進行了研究,提出了抑制輻解的方法。對裂解型高分子材料和輻射穩(wěn)定性差的聚丙烯進行了輻射交聯(lián)改性
人物生平
吳季蘭,1928年5月17日出生于浙江省余姚市,中國抗日戰(zhàn)爭期間就讀于大同大學(xué)化工系。在這期間,他參加了中共地下黨領(lǐng)導(dǎo)的抗日救國教育活動,同時,在學(xué)校中也受到了嚴(yán)格的數(shù)理化及外語訓(xùn)練。由于受家庭影響,尤其喜愛化學(xué)。1946年因成績優(yōu)異,獲得青樹獎學(xué)金,于同年年底考入浙江大學(xué)化學(xué)系。那時,浙江大學(xué)剛從貴州省遷回,條件十分艱苦,然而正是浙江大學(xué)的“求是”學(xué)風(fēng)培養(yǎng)了學(xué)生能在艱苦條件下埋頭苦干的作風(fēng),這也是他以后的工作基礎(chǔ)。在此期間,他被選為浙江大學(xué)化學(xué)學(xué)會主席,積極參加反饑餓,反內(nèi)戰(zhàn)的學(xué)生運動。1950年畢業(yè)后留系任有機和分析助教;院系調(diào)整后,在化工系擔(dān)任講師。1955年3月到11月,在北京師范大學(xué)無機化合物——物化班聽蘇聯(lián)專家講課。于同年11月調(diào)入北京大學(xué)物理研究室參加培養(yǎng)我國第一代原子能專業(yè)學(xué)生的教學(xué)工作,準(zhǔn)備核物理導(dǎo)論和放射化學(xué)實驗,講授放射性防護課程。后隨蘇聯(lián)專家從事放射性鉛的苯基衍生物的β蛻變后子體化學(xué)狀態(tài)分布的研究。1957年9月赴蘇聯(lián)列寧格勒大學(xué)從事放射化學(xué)研究。發(fā)現(xiàn)列寧格勒大學(xué)的β蛻變化學(xué)工作中,由于沒有注意到子體元素的部分取代衍生物很不穩(wěn)定,它們在一定條件下可與加入的載體發(fā)生作用,在他們先前的工作中引入了系統(tǒng)的誤差,以至得不到可靠的子體化學(xué)狀態(tài)分布的平衡總和。在吳季蘭的相關(guān)研究中,找到了實驗方法用以控制或避免第三次反應(yīng)并開展了無載體色層法。這一方法最后受到列寧格勒大學(xué)放化教研室的肯定,1959年4月受邀在全蘇高校第一次放射化學(xué)會議上宣讀論文,并參加杜布納聯(lián)合所放射化學(xué)會議。
因國內(nèi)工作需要,1959年吳季蘭又轉(zhuǎn)至莫斯科國立大學(xué)巴哈教授實驗室進修輻射化學(xué),從事高氯酸水溶液輻射化學(xué)研究。同年9月回國籌建北京大學(xué)技術(shù)物理系輻射化學(xué)教研室,1960年輻化教研室成立,任教研室主任,組織同事和學(xué)生先后建成了具有特色的、操作簡便安全的400克鐳當(dāng)量和2000瑪麗·居里60Co源裝置。這些裝置為幾百名學(xué)生進行輻射化學(xué)實驗起著重要作用。教研室成立后,為全國培養(yǎng)了近百名的進修教師和科研人員。1962年吳季蘭開始招收研究生,結(jié)合我國原子能工業(yè)發(fā)展的需要,對高放射性核燃料后處理過程中使用的萃取劑磷酸三丁酯(TBP)和離子交換樹脂的輻射分解規(guī)律、機理和抑制輻解途徑開始了深入的研究。發(fā)現(xiàn)丁基膦酸二丁酯(DBBP)、苯基膦酸二丁酯(DBPP)能有效地抑制磷酸三丁酯的輻解。在60Coγ射線輻照下,確定了水的存在能顯著地加劇苯乙烯磺酸樹脂和季胺型陰離子樹脂的交換基團的輻射分解,水輻解產(chǎn)生的中間活性粒子與苯乙烯型樹脂的作用,主要在樹脂表面上進行。若干自由基俘獲體濃水溶液能顯著地抑制其破壞。這些工作對后處理過程中,選擇何種分離方法和試劑,判斷分離劑的使用期限等都有重要作用。此外,他還用電子順磁共振(ESR)方法測定出磺酸樹脂含有對輻射敏感的特碳磺酸樹脂,這一工作在1980年東京第三次國際輻射加工會議報告時,引起同行的興趣和關(guān)注。
1969年中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)物理系遷至漢中市。1970年,當(dāng)吳季蘭從“五七”干校回漢中北京大學(xué)分校時,輻射化學(xué)教研室已人為地解體了,設(shè)備損失盡,隊伍也散了。在這樣惡劣的條件下,他仍堅持研究工作,組織同事從事放射性同位素應(yīng)用的推廣工作,研究低劑量中子照射魚卵刺激生長等。同時進行輻射化學(xué)動力學(xué)理論計算。在此期間提出了TBP磷氧鍵激發(fā)態(tài)與DBBP和DBPP磷氧鍵激發(fā)能量傳遞機制及其動力學(xué)計算。這一成果曾在1979年第六次國際輻射研究會議分組會上報告。
1979年北大漢中分校遷回北京,吳季蘭領(lǐng)導(dǎo)重建輻射化學(xué)教研室。僅用了兩年時間,恢復(fù)了實驗室和新開設(shè)了輻射動力學(xué)、高分子輻射化學(xué)等課程。80年代初,國際上蓬勃興起一種高技術(shù)產(chǎn)業(yè)——輻射加工工藝,他積極協(xié)助國家科委制定同位素與輻射技術(shù)的發(fā)展規(guī)劃和攻關(guān)課題。
經(jīng)過30余年的努力,特別是改革開放以來的18年,教研室培養(yǎng)了50余名研究生,其中博士生10余名。他的主要業(yè)績?nèi)缦隆?/p>
技術(shù)成就
1.電離射線輻照時,磷酸酯磷氧激發(fā)態(tài)的生成及其能量轉(zhuǎn)移動力學(xué)。這一課題起始于核燃料萃取劑TBP的輻解研究。他在80 年代初發(fā)表了系列文章,闡明磷氧基團的激發(fā)態(tài)能引起鍵的斷裂及其能量轉(zhuǎn)移動力學(xué)。TBP可受環(huán)烷烴、烴激發(fā)態(tài)的敏化,也可為類、亞類的化合物抑制其輻解。近年來有關(guān)脫氧核糖核酸的輻照直接損傷,著重于有關(guān)磷酸酯單元損傷的研究。TBP可作為生物體磷酸酯的簡單模式,來研究關(guān)于磷氧基團的激發(fā)能否導(dǎo)致磷酸酯鍵的斷裂這一尚未解決的問題。90年代初,他指導(dǎo)研究生使用脈沖輻解方法,單重態(tài)探針方法和光化學(xué)研究等,確定了磷氧基團激發(fā)態(tài)的存在及其抑制。
這一課題的深入研究還表明磷氧鍵激發(fā)態(tài)與生命起源中簡單生命小分子的合成有關(guān)。
在上述研究中,當(dāng)使用酮、磷酸酯作為激發(fā)能量接受體時,還發(fā)現(xiàn)其他效應(yīng),如電子俘獲,H原子俘獲等。運用多重效應(yīng)的概念和方法,得到了受照體系中活性粒子反應(yīng)的更多的信息。
2.確定了在輻射化學(xué)研究中,乙醇可以作為溶劑探針研究es、H、CH3CHOH、RO2和超氧化氫等中間活性粒子和化合物的反應(yīng)。
眾所周知,水輻解時其中間活性粒子的生成、反應(yīng)以及與產(chǎn)物的物料平衡已基本研究清楚,因此水溶液輻射化學(xué)及水體系活性粒子的控制、轉(zhuǎn)化等以有利于定向反應(yīng)的研究甚為充分。但有機溶液的輻射化學(xué)的研究很不充分,因前人沒有找到理想的有機溶劑。以乙醇為例,其輻解終產(chǎn)物乙醛(CH3CHO)來源未能完全確定,得不到主要輻解產(chǎn)物的物料平衡,因而不能利用乙醇輻解中產(chǎn)生的活性粒子es等去研究與溶質(zhì)的反應(yīng)。
吳季蘭與同事們詳細(xì)研究了乙醇的輻射化學(xué),證明了CH3CHO僅來源于刺跡反應(yīng),未發(fā)現(xiàn)羥乙基自由基歧化反應(yīng)的貢獻(xiàn),并得到了主要輻解產(chǎn)物氫氣(H2)、乙醛和2,3-1,4-丁二醇等合理的物料平衡。根據(jù)H2、CH3CHO和2,3-丁二醇G值的變化,并采用計算機解數(shù)值方程的方法代替穩(wěn)態(tài)近似法,求得系列化合物與es、H、CH3CHOH等的反應(yīng)速率常數(shù),與脈沖輻解法求得的一致。由于這一方法簡單易行,擴大了乙醇體系中這些活性粒子的反應(yīng)研究范圍,并發(fā)現(xiàn)了一些反應(yīng)的反常現(xiàn)象。此外,還發(fā)現(xiàn)羥乙基自由基很易被引入到黃芩甙、甘草酸等分子的活性部位處,為藥物分子的改造提供一種可能的途徑。他們還采用氧氣飽和乙醇輻照體系為探針研究RO2和臭氧陰離子(O2)與黃酮分子的反應(yīng),確定其清除自由基的活性部位。
簡歷
1950年 畢業(yè)于浙江大學(xué)化學(xué)系。
1950-1955年 浙江大學(xué)化學(xué)系、化工系任助教及講師。
1955-1957年 北京大學(xué)物理研究室任講師、放射化學(xué)實驗室主任。
1957-1959年 蘇聯(lián)列寧格勒大學(xué)從事放射化學(xué)研究(訪問學(xué)者);莫斯科國立大學(xué)從事輻射化學(xué)研究。
1959-1988年 北京大學(xué)技術(shù)物理系輻射化學(xué)教研室主任、副教授、教授、副系主任。
1986年至今 北京大學(xué)中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)物理系博士生導(dǎo)師;中國核學(xué)會第一、二、三屆理事會理事。
1990年至今 北京大學(xué)校務(wù)委員會副主任。
主要論著
1 Nefedov,吳季蘭。母體分子的化學(xué)本性和蛻變條件對子體元素化學(xué)狀態(tài)分布的影響。北京大學(xué)學(xué)報,1961,1:173
2 吳季蘭,哈鴻飛,袁榮堯。磷酸三丁酯—丁基膦酸二丁酯體系的輻射及能量轉(zhuǎn)移的研究。核化學(xué)與放射化學(xué),1979,1(1):19
3吳季蘭,蘇雅麗,戚生初等。乙醇輻解機理研究。物理化學(xué)學(xué)報,1991,7(1):22
參考資料 >