Взаимодействие различных видов излучения с веществом Взаимодействие а-частиц с веществом

Все виды взаимодействия излучений со средой можно разделить на две основные группы процессы поглощения и рассеяния. В процессах поглощения, характерных в основном для электромагнитных квантов и нейтронов, первичная падающая частица исчезает , т. е. полностью передает энергию на возбуждение атомов и молекул среды (поглощение света, захват нейтрона) либо помимо этого передает энергию еще и вторичным частицам (фотоэффект, эффект образования пар). В процессах рассеяния падающая частица также передает энергию среде при одновременном изменении направления движения, что важно с позиций пространственного распределения актов взаимодействия в среде. Процессы рассеяния делятся на две группы упругие и неупругие.. При упругих процессах кинетическая энергия системы, состоящей из взаимодействующих падающей частицы (электрона, фотона и т. д.) и атома среды (молекулы, ядра атома), в ходе взаимодействия не меняется. При неупругом рассеянии кинетическая энергия этой системы уменьшается. В процессе поглощения или неупругого рассеяния атомы и молекулы газовой среды переходят из основного в состояние с более высокой энергией (возбужденное вращательное, колебательное, электронное или ядерное) либо происходит ионизация. В конденсированной фазе, кроме того, образуются коллективные возбужденные состояния (фотоны, экси-тоны, плазмоны), а также делокализованные заряды (дырки, электроны проводимости). Детальный состав и превращения перечисленных выше активных частиц рассмотрены в гл. 2. Рассмотрим основные закономерности взаимодействия различных видов излучений и частиц с веществом, зависимости характеристик взаимодействия от энергии излучения и состава среды. [c.16]

При прохождении через толстый слой вещества параллельный моноэнергетический пучок электронов в результате процессов взаимодействия со средой рассеивается, энергия электронов падает, появляются электроны с различной энергией, т. е. его моноэнергетичность нарушается. Одной из широко используемых характеристик электронов и всех других видов ионизирующих излучений является линейная потеря энергии (ЛПЭ) — энергия, теряемая ионизирующей частицей на единицу длины пробега. ЛПЭ измеряют в эВ/нм, Пример зависимости ЛПЭ от энергии электронов приведен в табл. 1.3. Функция ЛПЭ, по определению, представляет объемную потерю энергии в виде линейной. [c.24]

Действие всех видов излучения в конечном счете сводится к взаимодействию заряженных частиц с электронами вещества. В частности, действие рентгеновских и у-лучей вызвано действием быстрых электронов, возникающих в результате первичного взаимодействия квантов электромагнитного излучения с веществом. Поэтому химический эффект действия различных излучений в значительной мере одинаков. [c.67]

Для определения микроструктуры, размеров, формы частиц и концентрации загрязнений могут быть использованы оптические свойства нефтепродуктов. Проходя через нефтепродукты, являющиеся дисперсными системами, свет поглощается, отражается и рассеивается частицами загрязнений. Энергия, поглощаемая нефтепродуктами, преобразуется в другие виды энергии — комбинационное рассеяние, инфракрасное и тепловое излучение и т. п. Отражение света поверхностью частиц происходит по законам геометрической оптики, если размеры частиц превышают длину волны. Явление рассеяния сводится к взаимодействию падающей электромагнитной энергии с электронами рассеивающего вещества. В зависимости от ориентации центров рассеяния, их размеров и концентрации характер рассеяния может быть различным. [c.19]

Выше было показано, что все виды излучений высокой энергии взаимодействуют с веществом посредством образования заряженных частиц (электронов или тяжелых заряженных частиц), обладающих высокой энергией. Эти частицы действуют по существу одинаково, вызывая ионизацию и возбуждение атомов и молекул вокруг треков. Однако экспериментально установлено, что различные типы излучений часто вызывают разные конечные эффекты. Так, у учи, например, вызывают окисление ионов закиси железа в разбавленном водном растворе со скоростью 15,5 иона на 100 эв поглощенной раствором энергии. В то же время а-частицы полония на такое же количество поглощенной энергии дают только одну треть указанного числа ионов окиси железа. Причина этого несовпадения — различие в линейной плотности первичных актов вдоль треков ионизирующих частиц для этих двух видов излучения. В том случае, когда акты ионизации и возбуждения молекул совершаются близко друг за другом (а-частицы)-, образующиеся при этом реакционноспособные промежуточные продукты находятся достаточно близко, чтобы вступить между собой в химическое взаимодействие. Если же ионизации и возбуждения происходят в точках, разделенных между собой значительными расстояниями (у-лучи), взаимодействие образующихся при этом промежуточных продуктов становится менее вероятным и они с большей эффективностью реагируют с веществом, находящимся в облучаемой среде. Можно таким образом рассматривать два крайних механизма поведения ионизирующих излучений один из них характерен для идеальных а-частиц, другой — для идеальных у-лучей. Все наблюдаемые в действительности химические эффекты, обусловленные действием реально существующих видов излучений, по своему механизму занимают некоторые промежуточные положения. [c.22]

Некоторые стороны механизма радиационно-химических реакций изучены достаточно хорошо. Излучения, представляющие собой потоки заряженных частиц (например, а- или р-лучи), взаимодействуя с веществом, вызывают образование ионов и возбужденных молекул вдоль трека каждой частицы. Излучения, не являющиеся потоками заряженных частиц (например, у-лучи или нейтронные потоки), действуют на вещество совершенно так же, образуя вначале быстрые заряженные частицы. Характер последующих реакций зависит от линейной плотности первичных процессов вдоль трека. Здесь возможны два крайних случая. В первом последовательные акты ионизации и возбуждения совершаются вдоль трека на большом расстоянии друг от друга. Возникающие при этом реакционноспособные продукты могут реагировать с растворенным веществом. Во втором первичные акты следуют друг за другом настолько плотно, что реакционноспособные продукты реагируют между собой. Наблюдаемые в действительности процессы, вызванные действием различных видов излучений, занимают промежуточные положения между указанными крайними случаями. [c.38]

Расчет за1цитиых экранов базируется на законах взаимодействия различных видов излучений с веществом. Защита от альфа-1кзлумеинн достаточно проста, так как альфа-частицы нормальной энергии поглощаются слоем живой ткапи 60 мкм, в то время как толщина эпидермиса равна 70 мкм. Слой воздуха в несколько сантиметров или лист бумаги являются достаточной защитой от альфа-частиц. [c.58]

При рассмотрении взаимодействия различных видов излучения с веществом мы ограничимся четырьмя видами излучения гх-частицами, электронами, уквантами и нейтронами. Таким образом, будут рассматриваться как заряженные, так и незаря.жен-ные частицы. Первые взаимодействуют с атомами вещества непосредственно, нейтральные виды излучения взаимодействуют косвенно, через электроны, которые они производят на своем пути (см. п. 3. 1 и 4. 1). [c.36]

Таким образом, в результате поглощения любого типа ионизирующей радиации веществом образуются треки возбужденных и ионизованных частиц (активные продукты). Продукты взаимодействия излучения с данным веществом в основном тг же самые независимо от вида или энергии излучения. Поэтому все типы ионизирующего излучения дают качественно одинаковые химические э4 екты. Однако излучения различных типов и энергий с разной скоростью теряют свою энергию в веществе, и плотность первичных активных продуктов в треках зависит от вида излучения. Следовательно, наблюдаемые различия в химических эффектах имеют закономерный характер (соотношение химических продуктов определяется типом излучения) — зависят от плотности первичных активных продуктов в треках. Такого рода трековый эффект играет особенно важную роль в жидкостях, где миграция активных первичных продуктов из трека затруднена в результате воздействия окружающих молекул. В газах активные продукты могут относительно легко покидать треки поэтому под действием разных типов [c.66]

Радиационная химия изучает хи.мнческие превращения, происходящие при воздействии ионизирующих излучений. Действие всех видов радиационного излучения п конечно.м счете сводится к взаимодействию заряженных частиц с электронами вещества, поэтому химический эффект действия различных излучений в значительной мере одинаков. Наиболее существенное отличие радиационно-химических реакций от фотохимических связано с неизбирагельным характером поглощения ионизирующего излучения. В то время как свет поглощается, если его частота соответствует частоте поглощения молекулы, энергия радиации поглощается всеми молекулами, вызывая акты ионизации и переводя молекулы в возбужденное состояние. Сохраняя все преимущества фотохимического инициировании (слабая температурная зависимость, отсутствие загрязнений в реакционной среде и др.), радиационное инициирование не накладывает каких-либо особых требований на реакционную среду. Эта среда может быть многокомпонентной, непрозрачной, находиться в разных агрегатных состояниях, кроме того, конструкция реактора может быть произвольной. [c.261]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология