Действие электронного облучения на объект

Действие электронного облучения на объект [c.45]

Некоторые результаты действия электронного облучения на объект — образование загрязняющего углеродного слоя и горение объектов в электронном микроскопе — указаны ранее, когда описывалось охлаждение объектов в микроскопе. Однако рассматриваемый вопрос значительно шире и понимание его имеет важное значение для практического выполнения электронно-микроскопических исследований. Под действием электронного облучения в микроскопе происходят радиационнохимические и иногда термические превращения. Более просты и изучены последние, которые целесообразно рассмотреть вначале. [c.45]

Обладает ли лазерный луч каким-либо специфическим действием на биологические объекты по сравнению с видимым светом Естественно, что сжигающий эффект не обладает какой-либо биологической спецификой, а зависит только от плотности энергии. При лазерном облучении возможно двухфотонное заселение высших электронных уровней. Первые указания на возможную биологическую роль подобного рода процессов были получены Л. Б. Рубиным с сотр. На примере дрожжей, бактерий, водорослей и вирусов ими было показано, что после достижения определенной мощности лазерного импульса УФ-света (около 100 кВт/см ) квантовый выход летального действия возрастает почти на порядок. Одновременно в опытах на ДНК в растворе при тех же мощностях зарегистрировано десятикратное увеличение квантового выхода димеризации тимина. Характерно, что, согласно специальным расчетам, при мощностях УФ-излучения, превышающих 50 кВт/см действительно создаются условия для осуществления двухквантовых фотохимических реакций. Приведенные данные, по мнению Л. Б. Рубина, указывают на то, что дважды возбужденные молекулы тимина обладают повышенной вероятностью вступления в химическую реакцию димеризации. [c.362]

Спиральная развертка пучка может быть полезной в исследовательской практике, где часто требуется равномерное поле облучения значительной протяженности, и в промышленном производстве, когда объекты облучают на конвейере периодического действия, при условии, что продолжительность облучения каждого из них намного превышает промежуток времени, необходимый для замены облученного объекта необлученным. Если в основу такой развертки положить движение пучка по спирали Архимеда — пучок смещается вдоль радиуса /г, вращающегося с постоянной угловой скоростью, то для создания равномерного поля облучения необходимо с увеличением линейной скорости пучка синфазно увеличивать отдачу электронной пушки. Это может быть достигнуто соответствующим увеличением потенциала на управляющем электроде пушки в течение периода развертки. Спиральная развертка может быть реализована при питании сдвинутых друг относительно друга на угол 2n k обмоток отклоняющей системы статорного типа (k — число пар обмоток) [108] смещенными по фазе на тот же угол синусоидальными токами с линейно нарастающей амплитудой. На рис. 2.2, в показано отклоняющее магнитное поле как функция времени для одной из обмоток системы. Из условия сохранения скорости перемещения пучка вдоль радиуса, пренебрегая длительностью его обратного хода, получаем для смещения электрона [c.31]

В заключение следует вернуться к вопросу об устойчивости органических препаратов в электронном микроскопе. Как отмечалось выше, при охлаждении лишь стенок камеры объекта препараты сгорают под действием облучения. Однако этого не происходит при одновременном охлаждении самого объекта. [c.32]

Дальнейшие наблюдения показали, что такое быстрое превращение серебра произошло лишь на участке, облучаемом электронами, тогда как на соседних участках, экранированных от облучения, сохранялась исходная структура. Контрольные опыты в нагреваемой трубке, проведенные в идентичных сравнительно с газовой микрокамерой условиях, показали, что такое же быстрое взаимодействие серебра с сероводородом имеет место при температуре 95—100°. При температуре ниже 80° сколько-нибудь заметного изменения в структуре серебра за 2—3 мин. не наблюдается. Отсюда автор вывел заключение, что электронный пучок оказывает термическое действие на объект, ускоряя реакцию. Кроме того, в ряде случаев наблюдалось уменьшение количества вещества на облучаемом участке и увеличение на соседнем, что, по-видимому, являлось следствием перепада телшератур между этими участками. [c.39]

Наряду с положительным воздействием электронного пучка, способствовавшего более быстрому течению реакции, наблюдалось также его отрицательное действие, выражавшееся в образовании на объекте загрязняющего слоя. Появление слоя, толщина которого увеличивалась пропорционально времени и интенсивности облучения, приводило к значительному снижению контраста изображения. В некоторых случаях это обстоятельство вызывало прекращение реакции на одной из начальных стадий, но-видимому, вследствие блокировки поверхности серебра. [c.39]

Кроме единиц грэй, рад и рентген, используют еще единицу бэр — биологический эквивалент рада. Бэр — единица дозы любого вида ионизирующего излучения в биологической ткани, которая создает тот же эффект, что и доза в 1 рад рентгеновского или 7-излучения. Если условно принять биоэффект 7-излучения за единицу, то для медленных нейтронов она будет равна 5, для быстрых — 20 и для а-частиц — 10. Бактерицидное действие ионизирующих излучений связано с образованием свободных радикалов, с активацией молекул цитоплазмы и ядра клетки, приводящих в конечном итоге к гибели и разрушению микроорганизмов. В ряде случаев лучевая стерилизация возможна при обработке термолабильных объектов и материалов, стекла, пластмасс. Для большинства объектов выбрана доза облучения 2. .. 4 Мрад (1 Мрад = 1 X X 10 рад). Для стерилизации используют изотопные ( кобальтовые ) установки, ускорители электронов и источники излучения, связанные с атомными реакторами. [c.472]

Перспективность метода обеззараживания осадков гамма-лучами и ускоренными электронами обусловливается сильным бактерицидным и вирулицидным действием, а также тем, что у объектов, подвергающихся облучению, отсутствует индуцированная радиоактивность [19]. [c.20]

Одним из объектов настоящего исследования была выбрана окись цинка. Окись цинка — типичный примесный полупроводник, характеризующийся электронной проводимостью. Ширина запрещенной зоны 3,3 эв. Следует отметить, что при температуре 20° С на окиси цинка хемосорбция водорода наблюдается и в отсутствие у-облучения. В поле у-излучения на окиси цинка происходит наложение, а возможно, и взаимное влияние термической и радиационной хемосорбции водорода. Частично это явление имеет место и для хемосорбции кислорода на ZnO, хотя термическая хемосорбция кислорода в этих условиях незначительна, что согласуется с данными [7]. На рис. 2, а приведены кинетические кривые хемосорбции водорода и кислорода на ZnO, снятые при действии ионизирующего излучения при температуре 20° С и начальном давлении, равном 0,8—1,0 мм рт. ст., на рис. 2, б — кинетические кривые термической хемосорбции водорода и кислорода на ZnO при тех же условиях. Как следует из приведенных данных, для радиационных составляющих хемосорбции адсорбированное количество и скорость радиационной хемосорбции Оз на ZnO превышают таковые для водорода на ZnO. На рис. 3 представлены кинетические кривые радиационной хемосорбции [c.243]

Влияние эффектов дегидратации, загрязнения и радиационного повреждения может быть уменьшено окрашиванием образцов солями тяжелых металлов. Такое окрашивание проводят перед высушиванием образца, и связавшийся с ним краситель значительно менее чувствителен к действию дегидратации и электронной бомбардировке, чем легкие атомы, образующие объект. Кроме того, соли тяжелых металлов обладают значительно большей электронной плотностью, что уменьшает влияние загрязнений на качество изображения. Однако и в этом случае необходимо добиваться максимальной чистоты внутренних элементов конструкции микроскопа и поддерживающих образец медных сеточек, а также применять различные технические средства, позволяющие уменьшить дозу облучения образца. [c.551]

Таким образом, применение электронного микроскопа в ряде случаев позволило получить убедительные доказательства интенсивной поверхностной подвижности атомов и молекул npig сравнительно невысоких температурах. Можно думать, что в недалеком будущем этим методом удастся получить не только качественные, но и количественные данные, например, определить коэффициенты поверхностной диффузии наподобие того, как это было осуществлено в классических работах Фольмера при номопщ светового микроскопа. Отсутствие до сих пор таких работ связано с методическими трудностями — необходимостью помещать объект в вакуум и с действием электронного облучения на него, приводящего, в частности, к покрытию объекта углеродной пленкой. Это затрудняет последовательнее изучение одних и тех же мест препарата после каких-либо обработок его вне микроскопа с целью фиксирования изменений структуры. В работах [57, 58] это затруднение было обойдено путем термической обработки препаратов, причем загрязняющий слой углерода выгорал. Успехи в конструировании газовой камеры и приспособлений для нагревания объекта в микроскопе позволяют надеяться, что в дальнейшем удастся осуществить прецизионные количественные измерения поверхностной диффузии в самом электронном микроскопе. [c.205]

Оба метода (прямой и косвенный) имеют преимущества и недостатки, и выбор метода зависит прежде всего от целей исследования. При исследованиях по методу реплик изменения препарата под действием электронов минимальные и изображения получаются с хорошим контрастом, однако при этом методе несколько снижается разрешающая способность микроскопа (по отношению к первоначальному объекту). Основное преимущество прямых методов исследования заключается в том, что они обеспечивают максимальное разрешение. Кроме этого, с помощью специальных приспособлений прямые методы позволяют наблюдать поведение объекта при различных воздействиях на него непосредственно в колонне электронного микроскопа (деформация, нагревание, охлаждение и др.) и микроднфрак-цию. Однако контрастность изображения при прямых методах исследования, как правило, незначительна, а изменение объекта при облучении электронами не всегда возможно предотвратить. [c.175]

В результате этих и других работ было твердо установлено, что при облучении в микроскопе объектов в обычных условиях они покрываются слоем углерода. Толщина углеродной пленки в зависимости от условий увзличивается на 1—10 А в 1 мин. благодаря крекингу под действием электронного пучка паров углеводородов, которые всегда в небольших количествах имеются в колонне микроскопа (пары смазки и диффундирующие из объема металла углеводороды, захваченные во время технологического процесса). Если работают с микроскопом, имеющим разрешающую способность 30—50 А, это явление не представляет особой опасности оно в одних случаях равноценно постепенному утолщению подложки и не будет сказываться на потере разрешения при не слишком больших экспозициях, а в других случаях будет приводить к постепенному увеличению размеров частиц (если изучают объекты, оттененные тяжелым металлом, то положение будет наиболее благоприятным в связи со слабой рассеивающей способностью углерода по сравнению с металлом). Но для микроскопов с разрешением в несколько ангстрем, появление которых следует ожидать в недалеком будущем, загрязнение объектов углеродом угрожало бы превратиться в лимитирующий фактор и задержать прогресс в этой области. [c.26]

Однако в общем случае использование электронного облучения для осуществления химического взаимодействия имеет вои отрицательные стороны 1) под действием электронной 5омбардировки происходит не только нагревание объекта, но гакже возбуждение образующих его атомов и молекул вплоть до разрушения последних 2) температура объекта не может [c.39]

Теоретические расчеты последнего времени из числа указанных выше, проводившиеся с учетом этого обстоятельства, привели к согласованному заключению, что температура объектов благодаря действию электронного пучка при обычно применяемых плотностях тока не должна повышаться более чем на несколько десятков градусов. Это заключение было подтверждено экспериментальными исследованиями, в которых достижение определенной температуры фиксировалось по визуально наблюдаемому плавлению препаратов или по изменению их дифракционной картины [54, 55, 60]. Так, в работе [60], электронографически было доказано, что тонкие кристаллы парафина с температурой плавления 50° сохраняются при облучении в электронном микроскопе. [c.46]

По той же причине вместо самих биологических препаратов, например, вирусов, бактерий, в электронном микроскопе фактически наблюдают их углеродные оболочки. Путем сравнительного изучения изменений органических препаратов, наблюдаемых в результате электронного облучения и температурной обработки в вакууме, удалось отделить термические повреждения от тех, которые вызываются специфическим действием электронов [66]. Было установлено, что изменение ряда свойств органических объектов — исчезновение растворимости, иовышенио термостойкости, уменьшение рассеивающей способности электронов — обусловлено ионизирующим действием электронного пучка. Были определены зависимости между дозой облучения объекта и изменением указанных выше его свойств [66, 67]. После облучения частиц латекса дозой 3,5-10 а-сев/сж они уже практически не растворяются в амилацетате. Было изучено изменение свойств полистироловых, нитроцеллюлозных, углеродных и других пленок после их облучения электронами дозами до нескольких а-сек1см [68, [c.50]

Наилучшими слоями в отношении контрастности, зернис-гости, химической устойчивости и устойчивости во время электронной бомбардировки являются, вероятно, слои из чистой латины. Платина сплавляется с вольфрамом, поэтому возникают трудности при ее испарении. Платину лучше испарять не из спирали, как обычно принято, а с /-образной вольфрамовой проволоки, на которую навешивается кусочек платиновой проволоки. Хорошие результаты могут быть получены также при катодном распылении платины в- атмосфере кислорода [58]. При этом на объекте образуются не кристаллики платины, а мельчайшие частицы окиси платины, размеры которых находятся за пределом разрешения микроскопа. Было найдено, что сплав платины с палладием испарять легче, чем одну платину [54]. Если не имеется готового сплава, то на вольфрамовую нить наносят кусочки металлов в соотношении Р1 Рс1 как 3 1 но весу. При нагревании первым плавится палладий, который затем сплавляется с платиной и предотвращает взаимодействие платины с вольфрамом. Слои палладия обладают достаточной рассеивающей способностью, но под действием интенсивного электронного облучения в них протекают процессы грануляции. В начальной стадии развития метода оттенения часто применяли золото, пока не была замечена его тенденция также образовывать зернистую структуру под действием электронного пучка. Эта тенденция может быть ослаблена сплавлением золота с марганцем. Что касается толщины наносимых слоев платины, ее сплава с палладием и урана, то в зависимости от объекта ее варьируют в пределах от 3 до 15 А. [c.84]

Однако в условиях опытов Сокилл а химические изменения азидов могли быть вызваны как повышением температуры кристаллов, так и первичным действием электронного пучка. IIo-этому в дальнейшем исследования проводились при помощи растрового микроскопа, который может работать на просвет или на отражение [59]. В растровом микроскопе изображение получается подобно тому, как в телевизионной камере электронный пучок, сфокусированный в пятно, диаметром около 200 А, быстро перемещается по объекту. Если последний имеет неоднородную структуру, то для разных участков будет различным количество возникающих вторичных электронов, которые используются для образования изображения нри работе на отражение. Преимуществом растровой микроскопии является пониженная средняя интенсивность электронного облучения, что позволяет исключить возможность заметного нагревания препарата, недостатком — пока что низкое разрешение, которое в основном определяется диаметром пятна. [c.184]

Изменения физико-химических свойств и структуры неот-вержденных эпоксидных смол, происходящие в различных условиях под действием ионизирующих излучений, исследованы методами инфракрасной спектроскопии (ИКС), электронного парамагнитного резонанса (ЭПР), масс-спектрометрии (МС) и другими современными методами [2, 3, 9, 10, 33, 39, 41, 42, 44, 46, 69, 70]. Объектами изучения в этих и других работах служили жидкие и твердые эпоксидно-диановые смолы ЭД-20, ЭД-16, ЭД-10, ЭД-8, Э-40, Э-33, Э-41 и другие с молекулярными массами от 390 до 1100 и более и содержанием эпоксидных групп от 0,35 до 21,9. Эти смолы были синтезированы на основе эпихлоргидрина и дифенилолпропана, а также эпихлоргидрина и таких дифенолов, как п, га -диоксидифенилпропан 2,2-ди-(4-оксифенил)- пропан 2,2-ди-(4-оксифенил)-бутан и 1,1-ди-(4-ок-сифенил)-циклогексан. Смолы облучали до поглощенных доз 10—20 000 кДж/кг на воздухе и в вакууме при температурах 20—100° С 7-лучами °Со и потоком электронов высоких энергий соответственно на универсальных изотопных установках и электронных ускорителях. Мощность поглощенной дозы Р при у-облучении варьировали от 0,84 до 21 Вт/кг, а при электронном облучении мощность достигала 10 МВт/кг. Изучение молекулярной структуры облученных эпоксидных смол методом инфракрасной спектроскопии, проведенное на спектрофотометрах иК-10, ИКС-14 и других в диапазоне длин волн 400—4000 см на отпрессованных образцах в виде таблеток с ЫаС1, ЫР и 14 [c.14]

Как уже отмечалось выше, современные ускорители электронов, применяемые в качестве источников излучений в исследовательской практике и промышленном производстве, обычно снабжаются вспомогательным оборудованием — системами и устройствами, обеспечиваюш,ими заданную геометрию облучения объектов, а также заданные форму и равномерность распределения плотности тока ускоренных электронов по поверхности (поверхностям) облучаемых объектов при достаточно высокой эффективности использования энергии пучка. В основу действия этих систем положен принцип управления электронными пучками с помопхью электрических и магнитных полей, а сами системы являются неотъемлемой частью любой ускорительной установки, спроектированной как источник излучения. Во многих случаях они имеют общую с ускорителем вакуумную систему, единое конструктивное оформление, а иногда работающую синхронно с блоком инжекции ускорителя электронную схему управления. [c.25]

Такую возможность предоставляет применение оптического и электронного микроскопов. Причем при помощи последнего может быть получено не только изображение сферолита и отдельных его участков, но и картина электронной дифракции в малых и больших-углах. Так же, как и в случае монокристаллов, исследуемых в трансмиссионном электронном микроскопе, ограничение на непосредственное изучение тонких сферолитных пленок таким способом накладывает высокая радиационная повреждаемость полимерных объектов. Наибольшей устойчивостью к воздействию ионизирующего облучения обладают фторсодержащие полимеры, в частности, поливинилиденфторид (ПВФ). Электронномикроскопическое и электроннодифракционное исследование растянутых тонких пленок ПВФ, содержащих сферолиты, дало очень много ценной информации в отношении действующих мод деформации при растяжении сферолитов [40]. [c.189]

Объектом исследования являлся полиэтилен низкой плотности в виде пленок и пластинок толщиной 0,2—0,5 мм, а также таблеток с плоскопараллельными гранями толщиной 2 мм. Образцы пленки выдерживали в аллилметакри-лате до равновесного набухания при комнатной температуре. Применяли как чистый аллилметакрилат (плотность— 0,9339 г/сл , показатель преломления — 1,4370, i = 59 — 6ГС при 43 мм рт. ст.), так и аллилметакрилат, стабилизированный 0,2% гидрохинона. Образцы подвергались действию у-излучения Со при мощностях дозы 1,18 х X 10 и , 2Ъ W рад/сек и электронами с эффективной энергией 200 кэв при мощности дозы 5,6 10 рад сек на воздухе и в атмосфере аргона. При облучении у-излуче-нием образцы (для обеспечения электронного равновесия и предотвращения испарения аллилметакрилата) помещали между пластинами из триацетилцеллюлозы, практически не набухающей в аллилметакрилате. При этом, как показали результаты контрольных опытов, концентрация аллилметакрилата в образцах за время, соответствующее наибольшей длительности облучения, не менялась. В контрольных опытах было также установлено, что при мощностях доз до 6 10 рад сек температура на поверхности образцов не отличается от комнатной. При мощностях доз более 6-10 род/сек образцы заметно разогревались, что приводило к потерям аллилметакрилата. При проведении [c.120]

Мэе, нужен слой воды толщиной 100 см. Таким образом, только небольшая доля энергии, испускаемой источником Со , может полезно поглощаться образцом обычных размеров, и доступные мощности доз от таких источников обычно составляют 100— 100 000 рад мин. Интенсивности излучения электрических ускорителей значительно больше, частично благодаря большой мощности типичных ускорителей, но особенно благо-годаря тому, что электроны имеют малую проникающую способность. Например, ускоритель Ван де Граафа на 500 вт ц 2 Мэе может давать столько же энергии, сколько и источник Со в 35 ккюри, и может полностью отдать эту энергию в нескольких граммах вещес1ва. В результате сфокусированный, но неразвернутый поток от этого ускорителя может дать мощность дозы 50-10 —100-10 рад сек. На 1 Мрад поглощенной энергии рассеивается 2,4 кал г. Благодаря такому высокому подводу тепла исследования полимеризации с неразвернутыми электронными пучками указанного типа невозможны, и обычно пучок электронов не только развертывают по поверхности приблизительно 100 см , но также через облучаемый образец пропускают прерывистый развернутый поток электронов. Характер подвода энергии при этом становится сложным, энергия подводится в виде импульсов продолжительностью, скажем, 0,2 мсек и повторяющихся 400 раз в 1 сек. Поэтому следует различать мгновенную мощность дозы 100 Mpad K и интегральную мощность дозы 1 Mpad eK. Кроме того, облучаемый объект можно проводить через пучок электронов несколько раз, и эффективная мощность дозы может зависеть от промежутка между проходами, приближаясь к 10 рад мин при одном проходе в 1 мин. В соответствии с этим с помощью электрического ускорителя невозможно воспроизвести такую же подачу энергии, как от источника Со , что создает трудности при сравнении протекания реакции во времени при облучении обоими источниками. Это положение напоминает полимеризацию под действием прерывистого освещения (вращающийся сектор), где известно, что скорость полимеризации зависит от соотношения между периодом освещения и временем жизни растущих молекул. [c.511]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология