Радиохи́мия, область науки, изучающая химию радионуклидов и радиоактивных веществ, их физико-химические свойства, ядерные превращения и сопутствующие им химические процессы; разрабатывающая методы выделения, концентрирования и очистки радиоактивных веществ. Зарождение радиохимии связано с химическим выделением и изучением свойств радиоактивных элементов, прежде всего радия и полония (П. Кюри и М. Склодовская-Кюри, 1898). Термин «радиохимия» был впервые введен английским химиком А. Камероном в 1910 году. Для радиохимии характерно постепенное расширение предмета изучения: от естественных радиоактивных элементов до искусственных радиоактивных изотопов фактически всех химических элементов. Особенность радиохимических методов исследования заключается в малых количествах исследуемых веществ, контроль за химическими превращениями осуществляется измерением радиоактивных характеристик (вид радиоактивных распадов, интенсивность радиоактивных излучений, величина периода полураспада). В радиохимии выделяют общую радиохимию, химию радиоактивных элементов, химию ядерных превращений, прикладную радиохимию.
Общая радиохимия изучает физико-химические закономерности поведения радионуклидов в ультраразбавленных системах, в частности состояния радионуклидов в ультрамалых концентрациях (до 10-10-10-12 атомов в дм3) в растворах, газах и твердых веществах, закономерности распределения их между фазами в процессах осаждения, адсорбции, электрохимических экстракции и изотопном обмене. Химия ядерных превращений исследует состав продуктов ядерных превращений, реакции образующихся радионуклидов (химия «горячих» атомов), авторадиолиз (изменения радиоактивных веществ под действием собственного излучения), разрабатывает методы получения, концентрирования и выделения радионуклидов.
Химия радиоактивных элементов изучает реакции элементов, не имеющих стабильных изотопов (технеций, прометий, астат, уран, торий, полоний, франций, радий, радон, протактиний) и продуктов их распада, трансурановых элементов и водородоподобных атомов (мюония и позитрония), мезоатомов. К этому разделу можно отнести технологию ядерного горючего. Прикладная радиохимия занимается разработкой технологии ядерного топлива, синтезом меченых соединений, разработкой эффективных методов радионуклидной диагностики производственных и исследовательских систем, особенно с применением короткоживущих радионуклидов, безопасных методов обращения с высокорадиоактивными отходами, развитием методов радиохимического анализа и мониторинга радиоактивности окружающей среды.