Ионизация газа радиоактивными излучениями

ИОНИЗАЦИЯ ГАЗА РАДИОАКТИВНЫМИ ИЗЛУЧЕНИЯМИ 125 [c.125]

Ионизация газа радиоактивными излучениями. Ионизация газа радиоактивными излучениями сводится в случае а- и -лучей к ионизации путём неупругих соударений первого рода (ядер гелия и быстрых электронов [830—833]), а в случае т-лу-чей — к фотоионизации газа квантами. излучения, обладающими очень большой энергией [834—836]. В отношении -лучей установлено, что вероятность ионизации при каждом отдельном соударении электрона в области очень больших скоростей электронов продолжает убывать с увеличением скорости и по мере при- ближения скорости электронов к скорости света приближается к нулю. [c.237]

Остаточная ионизация. Действие космических лучей. С ионизацией газа радиоактивными излучениями приходится иметь дело не только при специально поставленных для её наблюдения лабораторных опытах. Действием радиоактивных излучений, исходящих из радиоактивных веществ, находящихся в почве и вообще в коре земного шара, объясняется та остаточная ионизация, которая является в лабораторных условиях предпосылкой возникновения самостоятельного разряда в любом разрядном промежутке, не подвергаемом действию какого-нибудь специального внешнего ионизатора. Тем же действием объясняется и постоянное наличие ионов в земной атмосфере. Остаточная ионизация не исчезает, как бы тщательно мы ни отгораживали газ от земных радиоактивных излучений. Мало того, при подъёме вверх от поверхности земли остаточная ионизация сперва уменьшается в связи с уменьшением интенсивности земных радиоактивных излучений, достигающих данной высоты, затем, начиная с высоты около 17г км, остаточная ионизация вновь увеличивается и на больших высотах достигает больших значений. Для иллюстрации этого факта приводим во втором столбце таблицы 13 число ионов, образующихся в течение [c.240]

Дифференциальное детектирование заключается в том, что на выходе из колонки измеряется какое-либо свойство бинарной смеси (газ-носитель — компонент) и сравнивается со свойством чистого газа-носителя. Примером такого детектора является катарометр, в котором сравнивается теплопроводность чистого газа-носителя и газа-носителя в смеси с компонентом. По величине силы тока, измеряемой микроамперметром, можно судить о количественном содержании компонента. Наиболее чувствительными являются ионизационные детекторы. Ионизация молекул в них происходит под влиянием радиоактивного излучения, электрического разряда или пламени. [c.227]

Детекторы сечения ионизации. Детектирование газов можно осуществить на основе поглощения ими радиоактивного излучения. Л еханизм процесса, проходящего в камере такого детектора, заполненного водородом в качестве газа-носителя, может быть представлен следующим образом [c.44]

В аналитической химии используют три основных метода обнаружения и регистрации излучений а) электрическое детектирование ионизации газов под действием излучения б) измерение светового излучения, возникающего при облучении некоторых веществ в) прямую регистрацию излучений фотографическим методом. Последний из перечисленных методов по существу применяется только для определения характера распределения радиоактивных веществ по поверхности твердых тел, таких, как минералы или биологические объекты. [c.384]

Один из ионизационных приборов для измерения радиоактивных излучений — газоразрядный счетчик Гейгера (рис. 5). Он представляет собой стеклянный или металлический цилиндр, заполненный смесью инертных газов (аргона и неона) с добавкой галогенов— хлора и брома. Боковая поверхность металлического цилиндра (или слой металла, нанесенный на поверхность стекла) является катодом счетчика. Анод —тонкая металлическая нить, находящаяся внутри цилиндра. На электроды счетчика поступает постоянное напряжение. При попадании радиоактивного излучения в объем счетчика через тонкое слюдяное окошко происходит ионизация газа в объеме счетчика. При этом электроны устремляются к аноду, а положитель- ные ионы — к катоду. В результате в цепи счетчика возникает импульс тока, а на сопротивлении нагрузки — импульс напряжения. Последний усиливается специальной счетной установкой Б-2 и приводит в действие механический счетчик — регистратор импульсов. [c.20]

Аргоновый детектор Ловелока. В качестве газа-носителя применяется аргон. Для ионизации молекул аргона применяется радиоактивное излучение. Принцип действия детектора сводится к следующему. При электронной бомбардировке аргона возникают возбужденные метастабильные атомы энергия возбуждения их достигает 11,6 эв. Они в свою очередь ионизируют анализируемые молекулы. Ионизация молекул происходит в том случае,если их потенциал ниже энергии возбуждения атомов аргона. Вследствие этого детектор не пригоден для определения азота, кислорода, метана, двуокиси углерода, паров воды. Он пригоден для определения большинства органических веществ, обладающих низким ионизационным потенциалом.. [c.249]

Особенности аэрозолей заключаются в том, что из-за низкой вязкости воздуха седиментация и диффузия частиц аэрозоля протекают очень быстро. Кроме того, дымы и туманы легко переносятся ветром, что используют для создания дымовых завес, окуривания и опрыскивания сельскохозяйственных культур. Электрические свойства аэрозолей чрезвычайно сильно отличаются от электрических свойств систем с жидкой средой, что объясняется резким различием плотностей и диэлектрических свойств газов и жидкостей. В газовой среде отсутствуют электролитическая диссоциация и ДЭС. Однако частицы в аэрозолях имеют электрические заряды, которые возникают при случайных столкновениях частиц друг с другом или с какой-нибудь поверхностью. Возможна также адсорбция ионов, образующихся при ионизации газов под действием космических, ультрафиолетовых и радиоактивных излучений. Для аэрозолей характерна крайняя агрегативная неустойчивость. Их длительное существование связано с высокой дисперсностью и малой концентрацией. Это значит, что устойчивость аэрозолей является лишь кинетической, термодинамические факторы устойчивости отсутствуют. [c.447]

При напряжениях, лежащих выше точки В, электроны, образовавшиеся под действием радиоактивного излучения, разгоняются в электрическом поле до таких скоростей, что производят вторичную ионизацию молекул газа. В области ВС вторичная ионизация пропорциональна величине первичной ионизации. Эта область напряжений, в которой работает пропорциональный счетчик. [c.335]

Другой широко распространенной группой детекторов, применяющихся во многих марках газовых хроматографов, являются детекторы, действие которых основано на измерении тока, з/ юат проходящего через ионизированный газ между двумя электродами. К этой группе относятся детекторы, в которых ионизация молекул может осуществляться под действием электрического разряда в вакууме либо в пламени при наличии электрического поля или под действием радиоактивного излучения. Наиболее распространен пламенно-ионизационный детектор. Работа его основана на том, что пламя чистого водорода почти не содержит ионов и поэтому обладает очень малой электропроводностью (фоновый ток порядка Ю А). При наличии газов или паров анализируемых веществ (за исключением СО, СО2, OS, Sj, H.jS, О2, Н2О, инертных газов) происходит ионизация пламени, возникают ионы и радикалы, электропроводность пламени резко возрастает (ток порядка 10- А), что и служит индикатором на присутствие в газе-носителе анализируемых веществ. Схема одного из пламенно-ионизационных детекторов приведена на рис. 38. Элюат смешивают с водородом и подают в сопло горелки, куда поступает очищенный воздух. Горение [c.93]

Для аргона энергия метастабильного возбуждения составляет 11,6 эв. Вещества, энергия ионизации которых ниже 11,6 эв (а к ним относятся иочти все органические вещества), ионизируются при передаче им энергии возбуждения атомов аргона в значительно большей степени, чем непосредственно под действием излучения радиоактивного препарата. В этом случае такой препарат служит главным образом для ионизации газа-носптеля, в результате которой возникают электроны, ускоряющиеся в электрическом иоле [c.144]

В ионизационных радиоизотопных В. для ионизации газа используют гл. обр. а-излучение. Особенность таких В. в отличие от электронных-отсутствие электрода, ускоряющего а-частицы, энергия к-рых при радиоактивном распаде очень велика. Достоинство строго линейная зависимость тока ионизации от давления, недостаток не очень высокая чувствительность. [c.344]

Природа газа-носителя влияет на чувствительность детектирования во-первых, в разных газах при неизменных условиях хроматографирования различна энергия и подвижность электронов, а, следовательно, и вероятность захвата неодинакова. Во-вторых, в разных газах различна подвижность ионов, а, следовательно, и скорость процессов рекомбинации. В-третьих, радиоактивное излучение проникает в разных газах на различное расстояние, т.е. поглощение излучения и ионизация будут различны. [c.76]

Обнаружение радиоактивных излучений. Основными методами обнаружения излучений, применяющимися в аналитических исследованиях, являются 1) измерение степени ионизации газа электрическим путем, 2) наблюдение вспышек видимого света, производимого излучением (сцинтилляции), и 3) фотографический метод. Непосредственное действие радиоактивных излучений на фотографические материалы особенно удобно для составления карт распределения радиоактивных веществ в поверхностных слоях твердых материалов, таких, как минералы или биологические образцы. Этот процесс известен под названием радио- [c.212]

Первичные активные центры, но-видимому, могут возникать в результате прямого воздействия радиоактивного излучения на любую молекулу, будь то молекула реагирующего вещества, продукта реакции или молекула примеси, о чем свидетельствуют измерения ионного выхода для некоторых реакций в присутствии различных инертных газов. Результаты таких измерений приведены в табл. 52. Как видно из данных этой таблицы, ионный выход мало изменяется в присутствии инертного газа. Между тем при разбавлении реагирующих веществ инертным газом соответствующая часть энергии излучения расходуется на ионизацию молекул этого газа. Наблюдающееся при этом малое изменение ионного выхода можно объяснить тем, что ионы инертного газа мало уступают по их активности [c.467]

В ряде справочников приведены основные свойства наиболее важных радиоактивных ядер — период полураспада каждого изотопа с указанием вида распада и энергии излучения. Различные виды излучения можно регистрировать несколькими способами, самый простой из. них — почернение фотографической эмульсии. В количественных исследованиях используются методы, основанные на измерении степени ионизации, которую образует излучение в трубке, наполненной газом (счетчики Гейгера или пропорциональные счетчики), или интенсивности видимого света, образуемого фосфоресцирующим веществом при его облучении (сцинтилляционные счетчики). [c.110]

Ионизация газа радиоактивными излучениями. Ионизация газа радиоактивными излучениями сводится в случае а-п р-лучей ионизаци т путём неупругих соударени первого рода ядер гелия и быстрых электронов с молекулами газа, а в случае (-лучей—к фотоионизации газа квантами излучения. В отношении р-лучей установлено, что вероятность ионизации при каждом отдельном соударении в области очень больших скоростей электронов продолжает убывать по мере приближения к скорости света. [c.125]

Несомненно, что ноток электронов, идущий с катода электронной ламны, может быть эквивалезгтен излучению, идущему от радиоактивного препарата. Манометры, основанные на ионизации газов радиоактивным излучением, в последнее время стали входить в практику. Ионизационный ток (г р), создаваемый радиоактивнылт препаратом, связан с давлением газа уравнением [c.17]

Ионизационные методы основаны на измерении электрич. проводимости ионизованных газовых смесей. Ионизацию осуществляют радиоактивным излучением, электрич. разрядом, пламенем, УФ-излучением, на нагретой каталитически активной пов-сти. Напр., метод, основанный на измерении разницы сечений (вероятностей) ионизашш газов радиоактивным излучением, используют для анализа таких бинарных смесей, как Н2—N2, Nj— Oj, а также иек-рых углеводородов (МОК ок. 10 мол. %). Метод, основанный на ионизации орг. соед. в водородном пламени, применяют для определения орг. примесей в бинарных газовых смесях и воздухе (МОК ок. 10 мол. %). Метод в к-ром определяемый компонент предварительно переводят в аэрозоль, используют для изменил содержания в воздухе примесей NH3, НС1, HF, NOj, аминов, паров HNO3, карбонилов Ni и Со и др. МОК, как правило, от 10 до 10 мол. %. [c.470]

В зависимости от вида источника ионизации ионизационные манометры делятся на несколько типов термоэлектронные, магнитные и радиоизотопные манометры. В термоэлектронном манометре для ионизации газа используются электроны, эмитти-руемые накаленным катодом, а в магнитном манометре — холодным катодом. В радиоизотопном манометре применяется ионизация газа а-излучением радиоактивных изотопов. [c.84]

Радиоактивностью называется снособность атомов неустойчивых и,зотопов некоторых элементов к самопроизвольному лучеиспусканию. Последнее обладает рядом общих свойств, которые служат для его качественного и количественного определения. Важн( й иими свойствами радиоактивного излучения являются а) действие его на фотографическую эмульсию, вызывающее ее почернение б) ионизация газов, т. е. возбуждение в них электро-нрово.цности в) высокий тепловой эффект процесса, отличающий его от обычных химических превращений г) возбуждение свечения некоторых веществ, напрнмер 2п.Я д) значительная проникающая способность и др. [c.61]

Ионизация газа осуществляется двумя способами 1) самостоятельно, при достаточно высокой разноии потенциалов на электродах 2) несамостояте.гьно — в результате воздействия излучения радиоактивных веществ, рентгеновских лучей и т. д. [c.61]

Детектирование может быть интегральным и дифференциальным. При интегральном детектировании фиксируется общее количество компонентов (например, их общий объем). Вследствие малой чувствительности и инерционности интегральные детекторы применяют крайне редко. Дифференциальное детектирование (более чувствительное) обеспечивает фиксацию концентрации компонентов. Наиболее распространенными детекторами являются ка-тарометры (регистрируют изменение теплопроводности газов по изменению электрического сопротивления проводника), ионизационные детекторы (по току ионизации молекул газа под воздействием пламени или радиоактивного излучения), детекторы плотностн, или плотномеры (по плотности газа), пламенные детекторы (по температуре пламени, в котором сгорает элюат) и др. [c.178]

На нонизацпонном эффекте, производимом радиоактивным излучением, основан принцип работ следующих типов детекторов ионизационной камеры, пропорционального счетчика и счетчика Гейгера — Мюллера. Все эти детекторы представляют собой наполненные той или иной газовой смесью сосуды, которые имеют два электрода. Схема включения детектора показана на рис. 125. Механизм ионизации газов излучением различного типа и энергии не одинаков, но энергия, затрачиваемая на образование пары ионов во всех случаях составляет около 34 эв. Величина первичной ионизации, т. е. ионизация, производимая ядерной частицей непосредственно, зависит только от доли энергии, [c.334]

Радиометрические методы анализа твердых и жидких веществ основаны на использовании явлений поглощения и отражения радиоактивных излучений веществом или на возбуждении вторичного излучения в анализируемой пробе. При анализе газов эти эффекты не подходят, так как газы вследствие их малой плотности почти не оказывают влияния на излучение. Важное значение имеет изменение электропроводности газов при воздействии излучения, обусловле.шое ионизацией атомов и молекул газа. Индуцированная электропроводность зависит от химических и физических свойств газов, что позволяет провести анализ газов или их смесей. На этом принципе основано действие ионизационных анализаторов. Ионизационный анализатор состоит из ионизационной камеры и прибора, измеряющего ток ионизации (рис. 6.13). В камере закреплен радиоактивный препарат, излучение которого вызывает ионизацию пробы анализируемого вещества, находящейся в межэлектродном пространстве. Электрометром измеряют возникающий ионный ток, который при постоянной толщине радиоактивного препарата и постоянном электрическом поле зависит от плотности и состава газа. [c.324]

Во многих случаях устойчивость аэрозолей увеличивается благодаря присутствию стабилизатора. Стабилизация при этом осуществляется путем приобретения электрического заряда или путем образования защитных слоев на поверхности частиц. Электрический заряд частиц возникает либо в результате адсорбции ионов-из газовой среды или за счет ионизации газа (воздуха) под действием ультрафиолетовых, рентгеновских и космических лучей, а также радиоактивных излучений либо, наконец, за счет трения. Знак заряда пылевых частиц зависит и от химического состава пыли и дыма основные вещества (СаО, ZnO, MgO, РегОз) дают отрицательно заряженные пыли, а кислые (SiOj, РгОб, а также уголь) — положительно заряженные. В отличие от гидрозолей частицы аэрозолей не имеют диффузного слоя ионов (слоя противоионов) кроме того, частицы в аэрозолях могут jie TH paMH4№ie по знаку и величине заряды или быть нейтральными. При этом наибольшую устойчивость проявляют аэрозоли с одноименно заряженными частицами. [c.350]

Существуют также детекторы по теплоте сгорания (термохимические), по плотности газов (денситометрические) и др. Наиболее чувствителен аргоновый детектор Ловелока. В нем в качестве газа-носителя применяется аргон, а для ионизации молекул — какой-либо источник радиоактивного излучения. Детекторы, даже работающие по одному принципу, имеют различные конструктивные особенности. Например, детектор по теплопроводности может быть двух- и четырехплечевым. Чувствительность четырехплечевого детектора в два раза выше, чем двухплечевого. [c.67]

При умеренных температурах ионы могут образовываться из молекул газа под действием частиц высоких энергий или жесткого электромагнитного излучения. Это происходит, -например, при прохождении через газ а- и (З-частиц и у-излучения при радиоактивном распаде, при облучении рентгеновскими луча ,и1, при действии пучка электронов или других частиц, полученного в ускорителях элементарных частиц, при действии нейтронов в ядерных реакторах, при прохожденш через газ электрического разряда. В частности, ионизацией газа сопровождается действие жесткой солнечной радиации и космических лучей на верхние слои атмосферы н действие газовых разрядов на нижние слои атмосферы. [c.27]

В детекторе по сечениям ионизации газ, выходящий из колонки, проходит между двумя электродами маленькой ионизационной камеры н облучается радиоактивным источником, установленным в камере. Под действием этого излучения атомы либо возбуждаются, либо ионизируются. Мерой вероятности того, что атом будет ионизирован пролетающей мимо электрически заряженной частицей, служит в большинстве случаев поперечное сечение ионизации атома. Оно не идентично геометрическому поперечному сечению и зависит главным образом от электронной структуры атома. Сечение ионизации растет с числом заполненных электронных оболочек и с числом электронов на частично заполненной внешней электронной оболочке (Отвос п Стивенсон, 1956). Поперечные сечения ионизации. молекул во многх х случаях могут быть очень точно вычислены путем суммирования поперечных сечений ионизации атомов, входящих в молекулу. В табл. 2 даны отно- [c.136]

Ионизация газа в ионизационпом детекторе может производиться также и другими способами, например электронами, ускоренными в электрическом поле (Райс и Брайс, 1957), ультрафиолетовым излучением (Лавлок, 1960а) или пламенем (разд. 3). Однако излучение радиоактивного источника имеет в сравнении со всеми другими методами ионизации то преимущество, что его интенсивность совершенно не зависит от внешних условий. [c.139]

Электронозахватный Д. х. представляет собой камеру с двумя электродами, к-рые используют для измерения ионного тока, и радиоизотопным источником для ионизации газов. В качестве источника используют Р-активные (напр., N1) и а-а(стивные (напр., Ри) излучатели, а в качестве газа-носителя N3, Н2, Не. Под влиянием радиоактивного излучения газ ионизируется с образованием электронов. Если приложить к электродам камеры определенный потенциал, возникает заметный фоновый ток. Молекулы анализируемых в-в, обладающие сродством к электро- [c.26]

В качестве источника ионизации можно применять радиоактивное излучение, в частности р-излучение. Однако такого типа детекторы, так же как и детекторы с электрическим разрядом, являются мало чувствительными и поэтому не получили широкого распространения. Исключение составляет аргоновый детектор Дж. Е. Ло-велока [16], оказавшийся самым чувствительным из всех известных в настоящее время детекторов. Дело в том, что атомы аргона обладают одним из самых высоких потенциалов ионизации (11,6 эа). При воздействии на них радиоактивного излучения, например р-из-лучения стронция-90 или прометия-147, возникают возбужденные метастабильные атомы, которые при столкновении с молекулами других веществ могут передать свою избыточную энергию электронам этих молекул. Если при этом окажется, что потенциал их ионизации будет ниже энергии возбуждения атомов аргона, то произойдет ионизация молекул. В результате возникнет ток ионизации, который может оказаться значительно больше тока, вызванного ионизацией самого аргона. Это свойство дает возможность определять весьма малые примеси паров почти всех органических веществ, а также газов, кроме N2, СО2, О2, СН и паров воды. [c.177]

Как указацо в табл.14.1, все. виды радиоактивных излучений (за исключением нейтронов) производят значительную ионизацию веществ, в которые они попадают. (Именно эта ионизация и является неяосред-ственной причиной разрушения живых тканей иод действием излучений.) Измерение ионизации иод действием излучений наиболее легко производится в газах. [c.213]

Ниже описаны приборы для измерения энергии и интенсивности радиоактивных излучений с целью определения вида и содержания радиоизотопа в веществе определенпя химического состава иерадиоактивиых веществ (методы радио изотопного разбавления, активационного анализа) исследования поведения веществ в различных физико-химических процессах методами меченых атомов определения физических и механических характеристик объектов (плотности, толщины, распределения дефектов, числа преДаметов, скорости перемещения и т. д.) дозн-метрии (определения характеристик полей излучения, дозы облучения). Их действие основано на регистрации процессов, возникающих при воздействии радиоактивного излучения на вещество (ионизация газа, жидкости, твердых веществ, возбуждение световых вспышек в сцинтилляторах, поглощение, отражение и рассеяние излучения веществом). [c.199]

Ионизационный радиоактивный вакуумметр. Ионизационный радиоактивный вакуумметр — альфатрон (рис. У-36) использует радиоактивное излучение альфа-частиц для ионизации газа, давление которого измеряется. Измерительная цепь аналогична примененной в ионизационном ламповом вакуумметре с горячим катодом, но более чувстзительна, так как ток ионизации здесь слабее. [c.393]

Радиоактивные излучения, проникая во внутрь счетчика, в межэлектродное пространство, вызывают ионизацию содержащихся газов и образуют внутри счетчика положительные ионы и электроны. Электроны, ускоряясь в электрическом поле счетчика, напряженность которого имеет наибольшую величину около анода, приобретают энергию, достаточную для повторной ионизации нейтральных молекул. Вновь образующиеся электроны, ускоряясь в электрическом поле электродов счетчика, в свою очередь производят дальнейшую ионизацию и т. п., в результате чего происходит лавинообразное нарастание потока электронов. Одновременно с ионизацией образуются возбужденные атомы или молекулы, которые являются источником коротковолнового ультрафиолетового излучения. Это излучение, попадая на катод, вызывает появление фотоэлектронов, которые образуют новые лавины ионов вдоль нити, поэтому через очень короткий промежуток времени (порядка 10- сек) весь объем счетчика охватывается разр.ядом. Так как подвижность положительных ионов на несколько порядков меньше цодвижности электронов, электронная лавина собирается на аноде значительно раньше, чем перемещаются к катоду положительные ионы. При этом анод оказывается окруженным положительно заряженными ионами, что понижает напряженность электрического поля вблизи нити, в результате чего дальнейшая ионизация газа приостанавливается, а вместе с ней замедляется и активная стадия разряда. [c.8]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология