Первичные процессы поглощения энергии ионизирующих излучений

ПЕРВИЧНЫЕ ПРОЦЕССЫ ПОГЛОЩЕНИЯ ЭНЕРГИИ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ [c.16]

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 взаимодействия, излучений большой энергии с веществом приводит обычно к ионизации вещества и возникновению свободных радикалов. Поглощение ионизирующих излучений зависит от порядкового номера поглощающего элемента. Первичные продукты взаимодействия образуются вдоль путей ионизирующих частиц, причем ионизация возрастает к концу пути частиц и зависит от их природы и массы. В фотохимических реакциях вторичные процессы являются в большинстве случаев чисто химическими (ре- акциями радикалов). В отличие от фотохимических реакций, вещества, возникающие под действием радиации большой энергии, подвержены дальнейшему воздействию излучений. Вторич- [c.258]

Импульсный радиолиз возник в радиационной химии, которая изучает химические и физико-химические превращения веществ под действием ионизирующего излучения. Его широко применяют для выяснения механизма радиолитических превращений, где с его помощью достигнуты крупные успехи установлено образование сольватированных электронов (ег) при радиолизе жидкостей, экспериментально обнаружено наличие шпор в облученных воде и этаноле, определены времена сольватации электронов в ряде жидкостей, идентифицированы другие первичные продукты радиолиза многих систем, исследована их реакционная способность и т. д. Кроме того, импульсный радиолиз часто используют для решения различных общехимических проблем. Этим методом получают и исследуют сольватированные электроны, неорганические и органические свободные радикалы, анион- и катион-радикалы, ионы металлов в необычных состояниях окисления, возбужденные молекулы и атомы, карбанионы и карбокатионы, ионные пары. Его применяют для изучения многих свойств указанных короткоживущих частиц реакционной способности, оптических спектров поглощения, коэффициентов диффузии, величин рК электролитической диссоциации и т. п. Нередко он находит применение для исследования особенностей химических и физико-химических процессов кинетики быстрых реакций, туннелирования электронов, переноса протонов, передачи энергии возбуждения, химической поляризации электронов и других. [c.123]

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]

Энергия частиц, применяемых в радиационной химии, во много раз превосходит энергию квантовых уровней валентных электронов веществ — участников химической реакции, поэтому, 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 [c.328]

Величина экспозиционной дозы радиации характеризует свойства источника и может быть измерена по ее способности произвести ионизацию в воздухе. Она соответствует суммарному заряду ионов каждого знака в единице массы воздуха. Величина поглощенной дозы излучения характеризует энергию, внесенную в единицу массы данного вещества ионизирующим излучением. Следовательно, соотношение между этими двумя величинами в первую очередь определяется тем количеством энергии, которое должно быть затрачено на образование в данном веществе двух ионов разного знака. Поскольку эта величина зависит от свойств молекул вещества, то соотношение между экспозиционной и поглощенной дозами излучения, вообще ( оря, будет различным для разных веществ. Соотношение между этими величинами определяется не только различиями в энергии ио-низации молекул. Так как значительная часть энергии излучения -. )(более 50%) тратится в первичном процессе на возбуждение, то об- )цая энергия, полученная веществом, т. е. величина поглощенной дозы Ч излучения, будет зависеть от того, в какую форму энергии трансфор-мируется энергия возбуждения молекул или других частиц. Если на частично высветится и не будет поглощена облучаемой средой, о это также будет влиять на соотношение между экспонированной поглощенной дозами. Соотношение между этими величинами, а "также некоторые другие вопросы, связанные с поглощением энергии радиации в облучаемой среде, рассмотрены в работах [7—12]. [c.17]

Величина поглощенной дозы характеризует энергию, внесенную в единицу массы данного вещества ионизирующим излучением. Следовательно, соотношение между этими двумя величинами в первую очередь определяется тем количеством энергии, которое должно быть затрачено на образование двух ионов разного знака в данном веществе. Поскольку эта величина зависит от свойств молекул вещества, то соотношение между экспонированной дозой и поглощенной дозой, вообще говоря, будет различным для разных веществ. Соотношение между этими величинами определяется не только различиями в энергии ионизации молекул. Так как значительная часть энергии излучения (более 50%) тратится в первичном процессе на возбуждение, то общая энергия, полученная веществом, т. е. вели- [c.18]

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 взаимодействия излучений большой энергии с веществом приводит обычно к ионизации вещества и возникновению свободных радикалов. Поглощение ионизирующих излучений зависит от порядкового номера поглощающего элемента. Первичные продукты взаимодействия образуются вдоль путей ионизирующих частиц, причем ионизация возрастает к концу пути частиц и зависит от их природы и массы. В фотохимических реакциях вторичные процессы являются в большинстве случаев чисто химическими (реакциями радикалов). В отличие от веществ, получающихся в результате фотохимических реакций, вещества, возникающие под действием радиации большой энергии, подвержены дальнейшему воздействию излучений. Вторичные процессы в радиационно-химических процессах могут быть процессами взаимодействия возникающих в первичном акте электронов, ядер отдачи или квантов меньшей энергии с веществом. [c.243]

Процессы фотохимического и радиационного распада различаются распределением поглощаемой энергии. Фотоны видимой и ультрафиолетовой частей спектра поглощаются в поверхностных слоях вещества, вследствие чего фотохимические реакции являются преимущественно негомогенными каждый квант участвует только в одном первичном акте взаимодействия с определенными атомами или связями макромолекул. Ионизирующие излучения высокой щ)они-кающей способности обусловливают протекание радиационно-химических реакций в облучаемой среде достаточно равномерно по всему объему вещества. Доли поглощенной энергии излучения, расходуемые на ионизацию и возбуждение, примерно одинаковы. [c.58]

ГИИ фотона над работой ионизации недостаточен для сообщения первично образующимся электронам (фотоэлектронам) ионизирующей способности. В этом случае также рассеяние фотона не дает достаточной энергии для ионизации. В случае рентгеновского излучения можно считать, что вся ионизация производится фотоэлектронами, поскольку они обладают большой энергией. Рассеяние фотона в этом случае также играет большую роль в процессе ее ионизации. Вероятность фотоионизации пропорциональна плотности излучения. Она наибольшая для фотонов с энергией, равной работе ионизации, и быстро убывает с возрастанием энергии частоты). Поскольку фотоионизация происходит при поглощении кванта, очень важную роль играет коэффициент поглощения излучения газом,являющийся характеристической величиной, зависящей от длины волны поглощаемого света и от рода и плотности газа. Для излучения с очень малой длиной волны (0.1—10 А) коэффициент поглощения прямо пропорционален кубу длины волны, а для одной и той же длины волны увеличивается с увеличением порядкового номера (в периодической системе Менделеева) поглощающего элемента. Известны случаи, когда фотоионизация происходит при поглощении излучения с частотой меньшей, чем это соответствует энергии, равной работе ионизации. [c.16]

Сведения о начальных процессах поглощения энергии излучения необходимы для выяснения механизмов радиобиологических процессов. Возникающие на физической стадии ионизированные и возбужденные молекулы запускают сложную цепь реакций, приводящих в конечном счете к тестируемому биологическому эффекту. Поэтому информация о первичных событиях (число ионизаций, характер их распределения и т. д.) служит отправной точкой биофизического анализа механизмов биологического дейстзия ионизирующих излучений. [c.43]

В последнее время стала развиваться радиационная химия углеводородов и появились исследования радиол иза алканов, доложенные на симпозиуме по радиационной химии углеводородов в 1957 году [146]. Под влиянием облучения таза пучком электронов с энергией порядка 1,5 мэв при обыч-ной температуре могут свободно происходить процессы расщепления молекул алкана на радикалы и непосредственного отщепления молекул водорода и метана На основе изучения цримесей этилена и пропилена в качестве веществ, поглощающих атомы водорода и метил-радикалы, а также результатов изотопического исследования радиолиза смеси этана и полностью замещенного дейтероэтана на масспектрометре, было показано, что большая часть водорода образуется при радиолизе этана путем прямого отщепления его молекул от молекул этана в первичном процессе [146]. Изучение изото-лического распределения метана, образованного при радиолизе системы этан и дейтероэтан, дало доказательство того, что метан возникает путем непосредственного отщепления его молекулы от исходных молекул этана. Таким образом, процессы радиолиза алканов могут происходить под воздейст- вием больщой энергии облучения при обычных температурах по другому механизму, с отщеплением молекул в первичном акте, без участия радикалов. В этом отношении радиолиз несколько схож с высокотемпературным крекингом, при котором относительный вес радикально-цепных процессов снижается и возрастает роль процессов распада, проходящих по молекулярному механизму, что соответствует более высоким порядкам энергий в том и другом случаях. Интересно также, что в условиях радиолиза (25°) могут возникать горячие радикалы, энергия которых соответствует гораздо более высоким температурам, чем температура экспериментов, т. е. распределение по энергиям для таких радикалов не является Максвелл-Больцмановским. С другой стороны, при действии радиации на алканы возникают и радикалы, которые могут тшициировать процессы распада. В этих случаях важной характеристикой инициированного крекинга является общий выход радикалов, способных индуцировать крекинг, отнесенный к определенному количеству поглощенной энергии. Вследствие того, что ионизирующее излучение поглощается молекулами не избирательно, количество поглощенной энергии пропорционально общему числу электронов в единице объема и не зависит от химического строения алкана [147]. В то же время выход радикалов, отнесенный к одинаковой поглощенной энергии, весьма зависит от строения поглощающих молекул. С процессами образования радикалов конкурируют процессы спонтанной де.чактивации возбужденных молекул алканов, связанной с превращением энергии элект- [c.71]

Образование Од. Образование озона принадлежит к числу реакций, в которых первичное возбуждение молекул кислорода играет доминирующую роль. При облучении кислорода ионизирующей радиацией могут образовываться молекулы кислорода во всех нозбуж-денных состояниях, возбужденные и нормальные атомы кислорода, атомарные и молекулярные ионы. На процессы ионизации кислорода расходуется около 40 Ь поглощенной энергии излучения. [c.128]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология