ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Механизм реакций атомов отдачи. Взаимодействие атомов отдачи со средой из "Радиохимия" Если величина Ед больше потенциала ионизации атома, то последний ионизируется. Число электронов, которое потеряет атом, определяется из соотношения величин потенциалов ионизации (первого, второго и т. д.) и энергии Еэ (табл. 7.5). [c.149] Из табл. 7.5 следует, что только при ядерных реакциях, сопровождающихся выбрасыванием частицы, из атомов отдачи могут получаться положительно заряженные ионы. Если величина Еэ меньше потенциала ионизации, то эта энергия затрачивается на электронное возбуждение атома. [c.149] Если среда содержит атомы с отрицательным сродством к электрону, атомы отдачи при движении в такой среде могут образовывать отрицательно заряженные ионы. [c.149] Заряженные горячие атомы могут образовываться также и в результате процесса Оже после р-распада или изомерного перехода, сопровождающегося конверсией электронов, что описано ниже. [c.149] Удержание без разрыва химической связи вновь образовавшегося радиоактивного атома в молекуле называется первичным удержанием. [c.151] Подобно этому и во всех других случаях атомы отдачи замещают себе подобные атомы в материнской молекуле, образуя материнскую молекулу, включающую атом отдачи. [c.152] Удержание, являюш ееся результатом химических реакций атома отдачи с атомами среды, в которой зарождаются атомы отдачи, называется вторичным удержанием. [c.152] Атомы отдачи с энергией выше тепловой называют горячими , а реакции таких атомов — реакциями горячих атомов (горячими). [c.152] Не все горячие атомы отдачи вступают в химическое взаимодействие с окружающими атомами, часть из них в результате соударений охлаждается до тепловых скоростей. Такие атомы отдачи могут реагировать с продуктами радиолиза молекул среды, проходящего под действием атомов отдачи, внешнего облучения или облучения вследствие радиоактивного распада. [c.152] Охлажденные до тепловых скоростей горячие атомы отдачи кроме радиационно-химических превращений могут вступать в обычные тепловые реакции и реакции изотопного обмена. [c.152] После охлаждения атома отдачи до энергий ниже Ед возможно лишь частичное взаимное проникновение электронных оболочек и происходит возбуждение атомов и молекул. Граничная энергия взаимодействия этого вида в несколько раз ниже Ез. [c.152] Только на этапе соударений по типу жестких сфер начинается химическое взаимодействие атомов отдачи с окружающими молекулами. В этой области для приближенного расчета выхода реакций горячих атомов можно воспользоваться простой механической моделью соударений, предложенной Либби и развитой Миллером и Додсоном, и Капроном и Ошимой, которая подтверждается рядом опытных данных. [c.153] Атомы отдачи, охладившиеся до скоростей, при которых столкновения атом — атом по типу жестких сфер становятся невозможными, взаимодействуют с окружающими молекулами по механизму неупругих соударений атом — молекула. Область энергий, в которой происходят неупругие столкновения, исследована мало, очевидно она лежит несколько выше энергии связи атома в молекуле. Неупругое соударение атома отдачи с молекулой вызывает возбуждение молекулы (очевидно, локальное) или образование возбужденного комплекса, затем следует разрыв одной-двух связей и образование молекулы или радикала, включающих атом отдачи. [c.153] Атомы отдачи, избежавшие химического взаимодействия в области упругих и неупругих соударений (высокоэнергетических — горячих и надтепловых реакций), охлаждаются до тепловых скоростей и могут взаимодействовать с окружающими молекулами по обычным тепловым или радиационно-химическим реакциям. [c.153] Среднее изменение энергии после столкновения меньше, чем г, и характеризуется так называемым логарифмическим декрементом энергии. [c.154] Если имеет место замедление атомов отдачи в результате упругих столкновений без поглоще,-ння в среде постоянного состава и если сечение рассеяния не зависит от энергии атомов отдачи, то возникает постоянный спектр атомов отдачи в области энергий от Ео до тепловых энергий. В этом стационарном состоянии число атомов отдачи, попадающих в интервал энергий (рис. 7.1) за единицу времени, равно числу атомов, покидающих этот интервал, и определяется произведением [атомов см -сек)] с энергией Е на сечение рассеяния Ез, т. е. Fj ,s Ei — плотностью столкновений. [c.154] Следовательно, вероятность рассеяния в данный интервал энергий пропорциональна величине интервала энергии AEi. [c.155] Тепёрь рассмотрим замедление атомов отдачи в среде, где возможно протекание химических реакций атомов отдачи. Введем следующие ограничения сечение реакции имеет резонансный характер в области энергии с узкой полосой, меньшей , — атомы отдачи могут быть либо- поглощены, либо рассеяны и не теряются на какие-либо другие процессы спектр атомов отдачи постоянен, он устанавливается благодаря тому, что атом отдачи, прежде чем попасть в область энергий, где протекают химические реакции, испытывает много соударений, а поглощение в резонансной области не изменяет непрерывного характера спектра. [c.156] Представляет собой вероятность для атома отдачи не вступить в реакцию в резонансной области энергий и называется резонансным интегралом. [c.157] Соударения по типу жестких сфер. Постулируем, что замедление атомов отдачи происходит в результате упругих соударений реакции горячих атомов идут в определенном интервале энергий, и до этого интервала энергии атом отдачи теряет энергию в результате многих соударений, так что устанавливается постоянный энергетический спектр атомов отдачи. [c.157] Вернуться к основной статье