|
|
Большая Советская Энциклопедия (цитаты)
|
|
|
|
|
Радиационная химия | Радиационная (далее Р) область химии, охватывающая процессы, вызываемые действием ионизирующих излучений на вещество. Ионизирующей способностью обладают как электромагнитные излучения (рентгеновские лучи, g-лучи, коротковолновое излучение оптических частот), так и быстрые заряженные частицы (электроны, протоны, a-частицы, осколки тяжелых ядер и др.), энергия которых превышает ионизационный потенциал или молекул (обычно имеющий величину 10—15 эв). Возникновение реакций под действием ионизирующих излучений обусловлено их способностью ионизировать и возбуждать молекулы вещества.
История Р Способность ионизирующих излучений вызывать реакции была обнаружена вскоре после открытия радиоактивности. Первые эксперименты, показавшие наличие эффектов при действии излучений радиоактивных элементов, относятся к началу 20 в. Как самостоятельная область науки Р начала складываться позже, в 40-х гг., в связи с созданием ядерных реакторов и промышленного производства т. н. делящихся элементов ( и др.). С развитием этой области техники возникла необходимость изучения различных сопутствующих эффектов. К ним относятся радиолиз воды, превращения в растворах радиоактивных веществ, изменения в различных материалах, применяемых в технике, реакции газов — компонентов воздуха (, 2, 2) и т.д. В связи с действием ионизирующих излучений на организмы возникла необходимость в детальном исследовании радиационно- превращений в биополимерах.
С течением времени стало выясняться, что ионизирующие излучения могут быть использованы направленно, для осуществления полезных процессов. Были предприняты широкие исследования стимулирования ионизирующими излучениями различных радиационно-химических процессов и начато детальное изучение их характерных закономерностей.
Физические основы Р Было установлено, что, проходя через вещество, g-квант или быстрые частицы (a-частицы, электроны, протоны и др.) выбивают электроны из молекул, т. е. вызывают их ионизацию или возбуждение, если порция передаваемой им энергии меньше энергии ионизации. В результате на пути быстрой частицы возникает большое количество электрически заряженных — ионы, ионы-радикалы — или нейтральных — радикалы (см. Радикалы свободные) — осколков молекул, образующих т. н. трек. Выбитые из молекул электроны, обладающие меньшей энергией ("вторичные" электроны), разлетаясь в стороны, в свою очередь, производят аналогичное действие, только на более коротком расстоянии (соответствующем их энергии). В результате трек первичной быстрой частицы разветвляется вследствие образования более коротких областей ионизации и возбуждения. При достаточной плотности облучения треки перекрываются и первоначальная неоднородность в пространственном распределении активированных и осколочных частиц нивелируется. Этому способствует также диффузия частиц из треков в незатронутую излучением среду.
Процессы, происходящие в облучаемой среде, можно разделить на три основные стадии. В первичной, физической стадии происходят столкновения быстрой заряженной частицы с молекулами среды, в результате которых кинетическая энергия частицы передается молекулам, что приводит к изменению их энергетического состояния. На этой стадии энергия, передаваемая среде, рассредоточивается по различным молекулярным ( уровням. В результате возникает большое число "активированных" молекул, находящихся в различных состояниях возбуждения. Первичная стадия проходит в очень короткие отрезки времени: 10-15—10-12 сек. В созданном возбужденном состоянии молекулы нестабильны, и происходит либо их распад, либо они вступают во взаимодействие с окружающими молекулами. В результате образуются ионы, и радикалы, т. е. промежуточные частицы радиационно- реакций. Эта, вторая, стадия продолжается 10-13—10-11 сек. На третьей стадии (собственно образовавшиеся активные частицы взаимодействуют с окружающими молекулами или друг с другом. На этой стадии образуются конечные продукты радиационно- реакции. Длительность третьей стадии зависит от активности промежуточных частиц и свойств среды и может составлять 10-11—10-6 сек.
"Вторичные" электроны, затрачивая свою кинетическую энергию на ионизацию (возбуждение) молекул, постепенно замедляются до скорости, соответствующей тепловой энергии. В жидкой среде такое их замедление происходит в течение 10-13—10-12 сек, после чего они захватываются либо одной молекулой, образуя отрицательно заряженный ион, либо группой молекул ("сольватируются"). Такие "сольватированные" электроны "живут" в течение 10-8—10-5 сек (в зависимости от свойств среды и условий), после чего рекомбинируют с какими-либо положительно заряженными частицами. Совокупность закономерностей перечисленных элементарных процессов является важной составной частью теории Р Кроме того, реакциям возбужденных молекул принадлежит значительная роль в радиационно- процессах. Большое значение для протекания последних имеет также передача энергии возбуждения в облучаемой среде, приводящая к дезактивации возбужденных молекул и рассеянию энергии. Такие процессы изучает фотохимия, которая тем самым тесно связана с Р
Радиационно- превращения. |
Для поиска, наберите искомое слово (или его часть) в поле поиска
|
|
 |
 |
 |
|
|
|
Новости 21.11.2024 12:09:46
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
