ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Первичные процессы из "Химическая кинетика и катализ 1974" Так как энергия частиц, применяемых в радиационной химии, во много раз превосходит энергию квантовых уровней валентных электронов веществ — участников химической реакции, то, в отличие от фотохимических процессов, первичный акт взаимодействия излучений большой энергии с веществом не носит избирательного характера. Этот первичный акт приводит обычно к ионизации вещества и возникновению свободных радикалов. Поглощение ионизирующих излучений зависит от порядкового номера атома. Кроме того, первичные продукты взаимодействия образуются вдоль путей ионизирующих частиц, причем ионизация возрастает к концу пути частиц и зависит от ее природы и массы. [c.318] Прохождение излучений через вещество приводит в итоге к потере его энергии. До тех пор пока энергия частиц и квантов излучений больше энергии ионизации молекул и атомов, она затрачивается в основном на их ионизацию. [c.319] Торможение а-частиц в веществе вызывается главным образом их взаимодействием с электронами. Последние захватываются а-частицами с образованием однозарядных ионов и электронейтральных атомов гелия. Но вследствие огромной скорости движения частицы присоединенные электроны отщепляются, и этот процесс повторяется многократно. Одновременно из атомов и молекул поглощающей среды образуются ионы. На один акт образования пары ионов в воздухе при 15 °С и 10 Па а-частица расходует в среднем около 33 эВ энергии. Электроны, выбиваемые а-частицами из атомов и молекул, могут обладать большой кинетической энергией и сами могут вызывать ионизацию атомов и молекул. [c.319] Проходя через вещество, электроны теряют свою энергию в основном за счет неупругих столкновений с электронами атомов. В результате столкновений происходит отклонение ударяющего электрона от его первоначального пути. Отклонение наблюдается и в тех случаях, когда электроны проходят близко к ядру атома. Поэтому обычно наблюдается сильное поглощение и рассеяние -частиц в веществе. Часть энергии электронов тратится на ионизацию и возбуждение атомов и молекул, часть на тормозное излучение, при очень больших энергиях -частиц ( 100 МэВ) энергия расходуется еще и на возбуждение и расщепление ядер. [c.319] Поглощение у-лучей в веществе происходит по одному из трех механизмов. Если энергия уквантов составляет около ЮкэВ (А, 0,15 нм), то при взаимодействии фотона с атомом наблюдается фотоэлектрический эффект. Кинетическая энергия выбитого электрона равна энергии падающего фотона за вычетом энергии, необходимой для удаления электрона из атома. Фотон при этом полностью поглощается, и, следовательно, такой процесс не изменяет энергии фотонов проходящего пучка, а уменьшает только их общее число. С увеличением энергии падающих фотонов существенную роль начинает играть эффект Комптона. Фотон сталкивается с атомным электроном и претерпевает упругое рассеяние, при этом энергия падающего кванта распределяется между электроном отдачи и фотоном рассеяния. Возникающий электрон отдачи в свою очередь вызывает ионизацию вещества. [c.320] При эффекте Комптона общее число фотонов остается неизменным, хотя они теряют энергию, что приводит к уменьшению их частоты и, кроме того, к изменению направления их движения. Эти рассеянные фотоны также могут вызывать ионизацию вещества. Вероятность комптоновского взаимодействия зависит от числа электронов, приходящихся на единицу площади поперечного сечения. [c.320] В случае поглощения уквантов, энергия которых больше 1,02МэВ (Х 10 м), возрастает вероятность процесса образования пар. Электромагнитная энергия фотона при этом превращается в энергию возникающей электронно-позитронной пары. Как и при фотоэлектрическом эффекте, при образовании пар происходит полное исчезновение фотона. [c.320] Вернуться к основной статье