吳季蘭

吳季蘭，輻射化學家。北京大學輻射化學教研室的主要創建人。他在輻射化學基礎研究領域解決了如下理論問題：確定了磷酸酯磷氧鍵激發能量傳遞機制：發展了化學探針多重效應的概念和方法；確立了乙醇可作為輻射化學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（HO2）等中間活性粒子和化合物的反應，並為黃酮類分子的改造提供了途徑。並開展了中草藥、食品主要組分和金屬硫蛋白（MT）的系統輻射化學研究，對保證輻照藥物和食品的安全性和質量監督起了重要作用。對高放射性核燃料後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定性差的聚丙烯進行了輻射交聯改性

基本介紹

• 中文名：吳季蘭
• 國籍：中國
• 出生地：浙江餘姚
• 出生日期：1928年5月17
• 職業：輻射化學家
• 畢業院校：浙江大學
• 主要成就：北京大學輻射化學教研室的主要創建人

人物生平

吳季蘭，1928年5月17日出生於浙江省餘姚縣，抗日戰爭期間就讀於大同大學化工系。在這期間，他參加了中共地下黨領導的抗日救國教育活動，同時，在學校中也受到了嚴格的數理化及外語訓練。由於受家庭影響，尤其喜愛化學。1946年因成績優異，獲得青樹獎學金，於同年年底考入浙江大學化學系。那時，浙江大學剛從貴州遷回，條件十分艱苦，然而正是浙江大學的“求是”學風培養了學生能在艱苦條件下埋頭苦幹的作風，這也是他以後的工作基礎。在此期間，他被選為浙江大學化學學會主席，積極參加反飢餓，反內戰的學生運動。1950年畢業後留系任有機和分析助教；院系調整後，在化工系擔任講師。1955年3月到11月，在北京師範大學無機——物化班聽蘇聯專家講課。於同年11月調入北京大學物理研究室參加培養我國第一代原子能專業學生的教學工作，準備核物理導論和放射化學實驗，講授放射性防護課程。後隨蘇聯專家從事放射性鉛的苯基衍生物的β蛻變後子體化學狀態分布的研究。1957年9月赴蘇聯列寧格勒大學從事放射化學研究。發現列寧格勒大學的β蛻變化學工作中，由於沒有注意到子體元素的部分取代衍生物很不穩定，它們在一定條件下可與加入的載體發生作用，在他們先前的工作中引入了系統的誤差，以至得不到可靠的子體化學狀態分布的平衡總和。在吳季蘭的相關研究中，找到了實驗方法用以控制或避免第三次反應並開展了無載體色層法。這一方法最後受到列寧格勒大學放化教研室的肯定，1959年4月受邀在全蘇高校第一次放射化學會議上宣讀論文，並參加杜布納聯合所放射化學會議。

因國內工作需要，1959年吳季蘭又轉至莫斯科大學巴哈教授實驗室進修輻射化學，從事高氯酸水溶液輻射化學研究。同年9月回國籌建北京大學技術物理系輻射化學教研室，1960年輻化教研室成立，任教研室主任，組織同事和學生先後建成了具有特色的、操作簡便安全的400克鐳當量和2000居里60Co源裝置。這些裝置為幾百名學生進行輻射化學實驗起著重要作用。教研室成立後，為全國培養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，結合我國原子能工業發展的需要，對高放射性核燃料後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律、機理和抑制輻解途徑開始了深入的研究。發現丁基膦酸二丁酯（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。這些工作對後處理過程中，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注。

1969年技術物理系遷至漢中。1970年，當吳季蘭從“五七”幹校回漢中北京大學分校時，輻射化學教研室已人為地解體了，設備損失殆盡，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套用的推廣工作，研究低劑量中子照射魚卵刺激生長等。同時進行輻射化學動力學理論計算。在此期間提出了TBP磷氧鍵激發態與DBBP和DBPP磷氧鍵激發能量傳遞機制及其動力學計算。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，吳季蘭領導重建輻射化學教研室。僅用了兩年時間，恢復了實驗室和新開設了輻射動力學、高分子輻射化學等課程。80年代初，國際上蓬勃興起一種高技術產業——輻射加工工藝，他積極協助國家科委制定同位素與輻射技術的發展規劃和攻關課題。

經過30餘年的努力，特別是改革開放以來的18年，教研室培養了50餘名研究生，其中博士生10餘名。他的主要業績如下。

技術成就

1.電離射線輻照時，磷酸酯磷氧激發態的生成及其能量轉移動力學。這一課題起始於核燃料萃取劑TBP的輻解研究。他在80 年代初發表了系列文章，闡明磷氧基團的激發態能引起鍵的斷裂及其能量轉移動力學。TBP可受環烷烴、烷烴激發態的敏化，也可為酮類、亞碸類的化合物抑制其輻解。近年來有關DNA的輻照直接損傷，著重於有關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，來研究關於磷氧基團的激發能否導致磷酸酯鍵的斷裂這一尚未解決的問題。90年代初，他指導研究生使用脈衝輻解方法，單重態探針方法和光化學研究等，確定了磷氧基團激發態的存在及其抑制。

這一課題的深入研究還表明磷氧鍵激發態與生命起源中簡單生命小分子的合成有關。

在上述研究中，當使用酮、磷酸酯作為激發能量接受體時，還發現其他效應，如電子俘獲，H原子俘獲等。運用多重效應的概念和方法，得到了受照體系中活性粒子反應的更多的信息。

2.確定了在輻射化學研究中，乙醇可以作為溶劑探針研究es、H、CH3CHOH、RO2和HO2等中間活性粒子和化合物的反應。

眾所周知，水輻解時其中間活性粒子的生成、反應以及與產物的物料平衡已基本研究清楚，因此水溶液輻射化學及水體系活性粒子的控制、轉化等以有利於定向反應的研究甚為充分。但有機溶液的輻射化學的研究很不充分，因前人沒有找到理想的有機溶劑。以乙醇為例，其輻解終產物乙醛（CH3CHO）來源未能完全確定，得不到主要輻解產物的物料平衡，因而不能利用乙醇輻解中產生的活性粒子es等去研究與溶質的反應。

吳季蘭與同事們詳細研究了乙醇的輻射化學，證明了CH3CHO僅來源於刺跡反應，未發現羥乙基自由基歧化反應的貢獻，並得到了主要輻解產物氫氣（H2）、乙醛和2，3-丁二醇等合理的物料平衡。根據H2、CH3CHO和2，3-丁二醇G值的變化，並採用計算機解數值方程的方法代替穩態近似法，求得系列化合物與es、H、CH3CHOH等的反應速率常數，與脈衝輻解法求得的一致。由於這一方法簡單易行，擴大了乙醇體系中這些活性粒子的反應研究範圍，並發現了一些反應的反常現象。此外，還發現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。他們還採用氧氣飽和乙醇輻照體系為探針研究RO2和超氧陰離子（O2）與黃酮類分子的反應，確定其清除自由基的活性部位。

簡歷

1928年5月17日 出生於浙江省餘姚縣。

1950年 畢業於浙江大學化學系。

1950-1955年 浙江大學化學系、化工系任助教及講師。

1955-1957年 北京大學物理研究室任講師、放射化學實驗室主任。

1957-1959年 蘇聯列寧格勒大學從事放射化學研究（訪問學者）；莫斯科大學從事輻射化學研究。

1959-1988年 北京大學技術物理系輻射化學教研室主任、副教授、教授、副系主任。

1986年至今 北京大學技術物理系博士生導師；中國核學會第一、二、三屆理事會理事。

1990年至今 北京大學校務委員會副主任。

主要論著

1 Nefedov，吳季蘭.母體分子的化學本性和蛻變條件對子體元素化學狀態分布的影響.北京大學學報，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移的研究.核化學與放射化學，1979，1（1）：19

3吳季蘭，蘇雅麗，戚生初等.乙醇輻解機理研究.物理化學學報，1991，7（1）：22

吳季蘭