ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Основные закономерности прохождения ионизирующего излучения через воздушную среду из "Радиационные физико-химические процессы в воздушной среде" Значения длины пробега а-частиц в воздухе для некоторых радионуклидов приведены в табл. 1.1. Длина пробега а-частнц в воздухе увеличивается с ростом их начальной энергии (рис. 1.2). [c.7] Энергия вылетающего электрона определяется разностью между энергией поглощенного кванта и энергией ионизации. Коэффициент поглощения кванта излучения при фотоэффекте равен эффективному сечению, умноженному на число атомов в единице объема. Коэффициент поглощения при комптонов-ском рассеянии — эффективному сечению, умноженному на число электронов в единице объема (произведение числа атомов в единице объема на порядковый номер элемента). [c.8] Энергией, необходимой для образования пары ионов (приблизительно около 30 эВ), обладает около 15% вторичных электронов. Для р-частицы с энергией 1 МэВ количество таких электронов равно 10 . Следовательно, на одну первичную р-частицу (или у-кваит) приходится 10- —10 актов ионизации молекул за счет вторичных электронов. [c.9] Наиболее вероятные массовые числа осколков деления = 95 и =139. Распределение продуктов деления в зависимости от массового числа приведено на рис. 1.3. Среднее число у-квантов на одно деление — 8. [c.10] Ослабление энергии нейтронного излучения при прохождении через воздушную среду обусловлено замедлением нейтронов главным образом в результате соударений с ядрами азота и кислорода. Из числа веществ, содержащихся в воздушной среде, наибольшие сечения упругого рассеяния имеют водород и углерод. Ядра азота захватывают тепловые нейтроны с образованием радиоактивного изотопа углерода С. Сечения поглощения и рассеяния нейтронов для основных компонентов воздушной среды приведены в табл. 1.5. Длина релаксации, т. е. расстояние, на котором поток нейтронов уменьшается в е раз, для воздуха составляет 100—150 м в зависимости от энергии нейтронов. [c.10] Физико-химическое действие нейтронов иа воздушную среду обусловлено главным образом передачей энергии нейтронов атомам и молекулам при упругих соударениях с ядрами азота и кислорода. В результате эти частицы приобретают большую кинетическую энергию, что может привести к их диссоциации, к ионизации и диссоциации других молекул при соударениях. [c.10] Эффективность химического действия нейтронного облучения может быть приближенно оценена по потере энергии нейтронами. Что касается р-излученпя радиоактивного углерода С, образующегося при захвате тепловых нейтронов ядрами азота, то вследствие очень большого периода полураспада 5,7-10 лет), интенсивность этого излучения пренебрежимо мала. [c.11] Осколки деления тяжелых ядер, обладающие большой кинетической энергией, взаимодействуют с молекулами воздушной среды аналогично а-частпцам. Оии производят волпуждение, ионизацию и диссоциацию молекул азота, кислорода п других компонентов. [c.11] Характер элементарных физических процессов, так же как и химических реакции, происходящих под действием ионизирующего излучения, в значительной мере определяется строением и свойствами электронных оболочек атомов и молекул, содержащихся в воздушной среде. [c.12] Вероятность ионизации в основном определяется энергией ударяющей частицы и потенциалом ионизации. Химические процессы в большой мере зависят от строения электронных оболочек, которое определяет уровни возбуждения ионов, атомов и молекул, вероятности переходов между ними и т. п. В частности, для превращения и реакций первичных молекулярных ионов большое значение и.меет состояние возбуждения, в котором образуется пои при ионизации молекулы. Как правило, молекулярные ионы образуются с энергией возбуждения, равной 2—3 эВ. Это обусловливает высокую реакционную способность первичных. молекулярных ионов при взаимодействии с молекулами, так как энергия возбуждения облегчает преодоление энергетического барьера реакции. Кроме того, возбужденные ионы часто являются нестабильными. [c.12] Константы скорости реакций частиц, находящихся на возбужденных уровнях, как правило, значительно больше, чем на основном, поскольку энергия возбуждения образующихся молекулярных ионов может быть порядка 2—3 эВ, т. е. порядка энергии потенциального барьера реакции. Возбуждение молекул при соударениях с электронами, обладающими энергией, меньшей потенциала ионизации, в большей степени зависит от электронной структуры молекул. В частности, ею определяется существование острых максимумов на кривой, характеризующей зависимость эффективного сечения возбуждения от энергии электронов. [c.12] В связи со сказанным, дальше приводятся некоторые данные, характеризующие свойства электронных оболочек молекул и атомов, содержащихся в воздушной среде, которые необходимы для понимания закономерностей их взаимодействия с ионизирующим излучением. Основные характеристики частиц, являющихся главными компонентами воздушной среды, представлены в табл. 1.6— 1.11 и на рис. 1.4 и 1.5. [c.12] Основным состоянием атома О является При переходе электрона с 2р-орбиты на более высокие спины электронов становятся параллельными. [c.13] Основной орбитой электрона атома Н является 15. Основное состояние — 51/2. У атома Не оба электрона находятся в /(-оболочке при этом они имеют противоположно направленные спины. Основное состояние — 5. Самое низкое возбужденное триплетное состояние соответствует электронной конфигурации 1x25 (метастабильное состояние 2 51). [c.13] В табл. 1.8 II 1.9 приведены электронные конфигурации и термы нормальных состояний дву.хатомных молекул п ионов. У молекулы N2 основное состояние — 2 . Два атома N в состояниях 5 образуют молекулярные состояния Sg, 2 , Zf и. Первые два — устойчивы. [c.17] У молекулы Оо для конфигурации (л 2р) возможны три состояния Ag II (см. рис. 1.5) состояние —основное. Ультрафиолетовые полосы поглощения Шумана—Рунге соответствуют переходу нз основного состояния 2 в высшее 2 . [c.17] Наиболее интенсивные полосы. [c.19] Прочность связи в ионе 0J, у которого в нормальном состоянии на орбите Jtg2p находится лишь электрон, больше, чем прочность связи в Ог, а межъядерное расстояние, соответствующее положению равновесия, меньше. [c.19] Б основном состоянии 2g молекулы Нг оба электрона находятся на самой низкой орбитали Iso—o ls. Возбужденные состояния возникают при переходе одного электрона на одну из высших орбиталей (2so, 2ро, 2рп и т. д.). [c.19] Вернуться к основной статье