Трека эффект

Поэтому радиоактивные изотопы с энергией а-частиц 4—5 МэВ целесообразно использовать для облучения пленок толщиной до 10— 15 мкм. Для увеличения деструкции материала в направлении вдоль трека целесообразно проводить облучение частицами в сочетании с дополнительным облучением ультрафиолетовым светом, рентгеновскими лучами, -лучами или электронами. При облучении ультрафиолетовым светом длина волны должна быть подобрана таким образом, чтобы наиболее сильно воздействовать на радиационно поврежденные места пленки. Например, для пленок из поликарбоната оптимальная длина волны составляет около 280—300 нм (2800—3000 А), большие длины волн практически не дают эффекта, а при меньших начинает происходить сильное разрушение всей поверхности пленки. [c.53]

Детектирование любого вида излучения сводится в итоге к детектированию заряженных частиц и основано на регистрации эффектов, вызываемых заряженной частицей при ее прохождении через вещество, проявляющихся вблизи траектории частицы и в начальный момент локализованных в области, размеры которой соизмеримы с межатомными расстояниями. Эффекты, которые можно регистрировать, разделяются на две группы первая — это ионизация и возбуждение вещества в треке частицы, вторая — это излучения различной природы (излучение Вавилова — Черенкова, звук, тормозное излучение и т. п.), генерируемые частицей и выходящие из трека и, возможно, из объема детектора. [c.63]

Перечисленными выще различными способами можно измерить плотность ионизации вдоль треков частиц высокой энергии. На рис. 12 показано изменение плотности ионизации с величиной пробега в воздухе для а-частиц КаС. Сравнение бооо этой кривой с рис. 9 (стр. 38), на котором приведено число а-частиц как функция длины пробега, иллюстрирует большую ионизующую способность более медленных частиц, отмеченную выше. Наибольший эффект наблюдается, как ясно видно на рисунке, в конце трека. [c.43]

Вторая причина независимости радиационно-химических превращений полимеров от вида и интенсивности действующего на них излучения заключается в малой длине кинетических ценей протекающих реакций или в эффекте клетки . Этот эффект подавляет влияние концентрации активных частиц на выход реакции. Вследствие этого излучения с большой плотностью ионизации (а-частицы, протоны, дейтроны), отличающиеся высоким значением линейной передачи энергии (ЛПЭ), не обнаруживают заметного снижения выхода химических реакций, протекающих в треках. Аналогично этому изменение интенсивности проникающих излучений (у-излучение, рентгеновское излучение) на много порядков заметно не сказывается на выходе реакций (в расчете на поглощенную энергию). Характер взаимодействия между активными частицами в треках, образуемых различными ионизирующими излучениями в твердых полимерах, в большинстве случаев неясен. Данные, относящиеся к влиянию мощности дозы и величины ЛПЭ, могут быть весьма полезны при разработке гипотез о механизме протекающих реакций. [c.97]

Добавление таких соединений, как аллилтиомочевина, анилин, бензо-хинон или 8-оксихинолин, приводит к уменьшению степени радиационной деструкции ПММА [185, 204, 205]. Защитное действие этих соединений, по-видимому, в основном обусловлено, непосредственно эффектом передачи поглощенной энергии, а не конкурирующим взаимодействием радикалов. Передача энергии к молекулам нафталина не вызывает в последних заметных химических превращений, при добавлении 8-оксихино-лина наблюдается заметное его разложение [206]. Анализ облученного ПММА на содержание в его макромолекулах включенных в них молекул нафталина показал отсутствие химических мостиков между фрагментами деструктированных макромолекул. Защитное действие добавок выражено значительно слабее при облучении тяжелыми частицами с высокой плотностью ионизации в треках [197]. Включение в полимерную [c.102]

Изучение пространственного распределения ПЦ представляет принципиальный интерес. При выяснении особенностей кинетики и механизма реакций в твердой фазе, количественном сопоставлении скоростей реакций в жидкой и твердой фазах, и т. д. в первую очередь необходимо учесть реальное распределение активных центров по объему. В твердых телах (а иногда и в достаточно вязких жидкостях) вследствие замораживания трансляционной подвижности пространственное распределение ПЦ может отражать либо гетерогенность распределения молекул, из которых образуются активные центры, либо гетерогенный характер процессов, приводящих к образованию радикалов. Начальная гетерогенность может возникнуть из-за макро- или микроскопического разделения фаз при кристаллизации, скопления дефектов, сферо-литной структуры полимеров и т. п. Причиной гетерогенного механизма образования активных центров является, например, зарождение их в приповерхностном слое и трековые эффекты при радиолизе. Представления об ионизации Б треках лежат в основе теории процессов радиолиза. Размеры и геометрия областей, в которых происходит ионизация, зависят от энергии и массы ионизирующей частицы, однако в любом случае образующиеся ионы или возбужденные молекулы распределены небольшими группами или роями вдоль пути ионизирующей частицы. Если стабилизирующиеся вторичные активные центры (радикалы и др.) образуются непосредственно в результате диссоциативной ионизации или рекомбинации первичных ионов, то их пространственное распреде- [c.201]

Осколки деления, как известно, в камере Вильсона образуют жирные треки длиной около 2 см (при нормальных температуре и давлении). В противоположность ионизационному эффекту, вызываемому а-частицами, плотность ионизации здесь убывает к концу трека. Это объясняется тем, что осколок, внешние электронные оболочки которого первоначально были сорваны (чему [c.188]

С точки зрения радиационной химии газы наиболее благоприятны для исследования, чем жидкие или твердые вещества. Радиационные явления в газах проще исследовать из-за низкой плотности изучаемых систем, что значительно уменьшает эффект ЛПЭ. Так, а-частицы и у-излучение в газах дают практически одинаковые выходы кроме того, образовавшиеся в треках активные продукты легко мигрируют в объем реакционной смеси. Таким образом, первичные активные продукты действия излучения (положительные ионы, электроны и возбужденные атомы, молекулы) распределяются в газах более или менее гомогенно. [c.174]

Иная картина наблюдается в жидкостях или твердых телах, где ионы и возбужденные атомы (молекулы) удерживаются главным образом в треках и шпорах (эффект клетки). Довольно часто газы можно исследовать методами, неприменимыми к жидким и тем более твердым системам. Типичные методы изучения радиационных явлений в газах следующие определение степени ионизации масс-спектрометрия, позволяющая получать сведения об ионах и ион-молекулярных реакциях исследование фотохимического или фото-сенсибилизированного разложения газов для анализа реакций с участием возбужденных продуктов и образовавшихся из них свободных радикалов. [c.174]

Очень сходный эффект наблюдается в 2,2,4-триметилпентане из существующих данных можно грубо оценить степень соединения метильных радикалов с другими радикалами в треках. Известны выходы радикалов [43] и проведены исследования продуктов, образующихся при радиолизе [52, 53]. При мощности дозы [c.35]

Этот обмен заряда приводит к понижению кривых тормозной способности ниже примерно 100 кэв для протонов и примерно 500 кэв для ионов гелия. Если энергия нейтральной частицы низка, она может выбивать атомы из жидкости. Протекание срывов становится преобладающим механизмом осуществления химических эффектов, например протонов с энергией <20 кэв. Для процесса срыва требует ся примерно 10 эв энергии, поэтому только протон в конце своего трека вызовет меньше 2000 актов такого процесса [202]. [c.80]

Для того чтобы проверить пять гипотетических моделей ЛПЭ, перечисленных в разд. 3.1.4, представляет значительный интерес знание мгновенных выходов вблизи конца треков частиц, где наблюдается большинство эффектов ЛПЭ и где разные модели обещают дать различные результаты. Облучение частицами малой энергии, однако, трудно регулировать вследствие незначительной проникающей способности излучения. Поэтому многие из опубликованных до сих пор измерений выполнены с частицами, обладающими большей энергией, чем энергия, которая соответствовала бы максимуму в брэгговской кривой поглощения. Экстраполяция измеренных кривых зависимости Е А от к = О дает поэтому только оценку тех дополнительных выходов продуктов, которые имеют место где-то вблизи конца трека частицы. Это означает, что при помощи указанных измерений нельзя сделать выбора между истинным эффектом ЛПЭ, который вызывал бы наибольшие выходы продуктов при максимальном значении ЛПЭ для частиц (модели I—V), и псевдоэффектом ЛПЭ преимущественно происходящим на нисходящей части брэгговской кривой поглощения (модель IV). [c.97]

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]

Продукты взаимодействия излучения большой энергии с данным веществом мало зависят от вида или энергии излучения. Все виды излучений высокой энергии дают качественно одинаковые химические эффекты. Однако излучения разных типов и энергий с разной скоростью теряют свою энергию в веществе, поэтому плотность первичных активных продуктов в треках зависит от вида излучения. Эта зависимость особенно явная в случае ионизации жидкостей, вследствие затруднительности диффузии активных первичных продуктов из трека. В газах активные продукты относительно легко покидают треки, и поэтому разные типы излучений обычно не влияют на выход радиационнохимических реакций. [c.317]

На большую роль реакций с участием радикалов в радиолизе эфиров указывают также данные, полученные при добавлении иода к облучаемому ионами Не изо-пропиловому эфиру [96]. Эти данные приведены иа рис. 52. Как видно, при добавлении 1.2 выход всех основных продуктов радиолиза эфира понижается. На это указывают также различия в выходе основных продуктов радиолиза изо-пропи-лового эфира при действии нонов Не , электронов и > -излучения [96]. Этот эффект, очевидно, связан с большим удельным весом процессов рекомбинации радикалов в треках Не . Более подробно эти данные рассматриваются в гл. УН1. [c.245]

Эффекты трека при облучении тяжелыми частицами очень разбавленных водных растворов ( 10" М) в общем мало изменяются по сравнению с облучением чистой воды, поскольку концентрация растворенных веществ мала по сравнению с концентрацией радикалов в треке. При облучении же растворов, концентрация которых по порядку величины приближается к концентрации радикалов в треках ( 0,1 М), процессы рекомбинации в треках могут заметно подавляться, что и приводит к уменьшению выхода молекулярных продуктов радиолиза воды. В частности, это справедливо для выхода Нз и НзОз- Для растворов, содержащих ионы N0 и Вг , зависимость (166) может выполняться в более широкой области концентраций, если вместо величины концентрации использовать величину активности растворенного вещества [70]. [c.266]

На примере радиолиза воды были рассмотрены некоторые общие особенности радиационно-химических процессов в жидкой фазе, в частности образование треков и связанная с ними неравномерность образования продуктов радиолиза в облучаемой среде. Особенностью процессов в жидкой фазе является также эффект клетки, обусловливающий обратную рекомбинацию радикалов, образующихся при диссоциации молекул. Наконец, образование сольватированных электронов, играющих заметную роль в процессах радиолиза, также является характерной особенностью радиационно-химических реакций в жидкой фазе. [c.271]

На количестве стабилизирующихся (вследствие эффекта трека) в твердом теле радикалов, по-видимому, может существенно сказываться и природа излучения. Так, выход стабилизированных радикалов на поглощенную энергию излучения при облучении аморфных замороженных 60—75%-ных растворов НчО. —НлО заметно изменяется при замене рентгеновского излучения облучением тяжелыми частицами [125] [c.316]

РАДИОМЁТРЙЯ (от лат. radio-излучаю и греч. metreo-измеряю), регистрация с помощью радиометрич. приборов излучений, испускаемых ядрами радионуклидов. Основана на разл. эффектах взаимод. излучения с в-вом (ионизация, люминесценция, излучение Черенкова-Вавилова, образование треков в прозрачных средах, тепловое действие излучения, воздействие на фотографич. материалы и др.). [c.169]

Трековые детекторы позволяют тем или иным способам получить фотографшо следа (трека) частицы, т. е. регистрируют эффекты, вызываемые частщей в среде вблизи своей траектории. Их можно отнести к классу ионизационных детекторов. Принвдшы регистрации заряженных частиц в различных средах существенно отличаются. Однако это отличие проявляется на последней стадии образования трека и при его регистрации (табл. 6.2.10). К таким детекторам относятся [c.92]

Чем тяжелее частица и чем выше ее заряд, тем ближе расположен этот пик максимального эффекта к концу трека частицы. Отсюда, естественно, вытекает, что чем выше энергия частицы, тем глубже (Внутри поглотителя наблюдается максимальный эффект. Найдено также, что если сравнить действие пучка частиц с широким распределением энергий (как на рис. 14) с действием гомогенного пучка, все часгицы которого имеют энергию, [c.44]

А. Купперман [189], проведя диффузионно-кинетические расчеты модели облученной воды, качественно рассмотрел особенности радиолиза водных растворов при высоких мощностях дозы. Как следует из этих расчетов, эффекты, обусловленные перекрыванием треков ионизирующих частиц, становятся заметными при мощностях дозы, превышающих 2,5- эв/мл - сек, т. е. примерно на три порядка выше, чем это наблюдается на опыте (см, стр. 129). Однако, если учесть, что некоторые радиационные реакции в водных растворах протекают с участием вто- [c.130]

Теоретическая обработка этих явлений весьма сложна. Эта обработка производится с помощью методов диффузионной кинетики. Здесь необходимо учитывать негомогенное распределение радикалов Н и ОН при этом диффузионные процессы протекают одновременно с процессами взаимодействия. Д. Ли [22], А. Самюэль и Дж. Маги [21] предположили, что процессы диффузии радикалов подчиняются законам Фика, а процессы взаимодействия — обычным кинетическим уравнениям второго порядка. В наиболее общей форме такая обработка была проведена А. Купперманом 189, 259], который проинтегрировал диффузионно-кинетические уравнения с помощью высокопроизводительной электронной счетной машины. При математической формулировке общей диффузионно-кинетической модели он исходил из того, что если мощность дозы достаточно низка и перекрывания треков не наблюдается, то химическое действие ионизирующего излучения МОЖно рассматривать как сумму эффектов отдельных частиц. В этом случае скорость изменения во времени концентрации с,- частиц д ,- в положении Р раствора есть сумма эффектов общей скорости диффузии данных частиц в это положение и их скоростей появления и исчезновения вследствие химических реакций,, протекающих [c.147]

А. Гангули и Дж, Маги [264], используя аналитические методы решения диффузионно-кинетических уравнений, рассмотрели однорадикальную модель, приняв во внимание эффекты, связанные с перекрыванием шпор в пределах одного трека. Ими, в частности, было показано, что для Р-частиц с энергией 0,01 Мэв получается кривая зависимости отноаителыных выходов молекулярных продуктов от концентрации акцептора с заметным падением Онг по мере роста [5] вместо почти пологой части вплоть до [5] 10- М, наблюдаемой в случае р-частиц с энергией 1 Мэв. [c.150]

Ирен Кюри и Фредерик Жолио-Кюри обнаружили, что данное излучение, испускаемое бериллием под действием а-частиц, выбивает из водородсодержащих веществ, например парафина, протоны отдачи с пробегом в воздухе до 26 см, что соответствует энергии протонов в 4,3 Мэе. Подобные протоны можно наблюдать как по их трекам в камере Вильсона, так и с помощью обычной ионизационной камеры. Если предположить, что эти протоны отдачи возникают в результате процессов столкновения с ними весьма жестких уквантов, испускаемых облучаемым а-частицами бериллием, т. е. в результате комптон-эффекта на протонах, то по максимальной энергии протонов отдачи можно вычислить энергию данных у-квантов. Рассматривая лишь лобовые столкновения кванта с протоном, мы можем написать (см. гл.УП). [c.148]

Дозиметрия импульсного излучения — это, по существу, дозиметрия излучений весьма высокой интенсивности. Действительно, при использовании данного вида излучения очень часто приходится иметь дело с мощностями поглощенной дозы, превышающими 10 °—10 эв1мл-сек. Это вносит свою специфику в методы определения поглощенной дозы. Можно ожидать, что в результате эффекта перекрывания треков ионизирующих частиц выходы радиолитических превращений в наиболее распространенных дозиметрических системах (ферросульфатной и церие-вой будут отличаться от выходов для этих систем в условиях низких мощностей дозы . [c.77]

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]

Штёрм и Шварц [51 ], изучая эффект ЛПЭ на радиолиз иодистого метила, нашли, что выходы этана, метана, водорода, ацетилена и этилена увеличиваются в зависимости от ЛПЭ излучения так же, как повышаются выходы молекулярных продуктов радиолиза воды. Эти результаты соответствуют механизму, предложенному Хемиллом с сотр. [45], по которому данные продукты образуются в шпорах при реакциях, зависящих от диффузии радикалов. Поскольку выход ацетилена зависит от ЛПЭ, Штёрм и Шварц предполагают, что ацетилен является вторичным продуктом реакций в треках аналогично перекисному радикалу НОг- при радиолизе воды. [c.293]

Температурный эффект особенно интересен, так как ожидается, что в этом температурном диапазоне иод должен быть одинаково эффективен в акцептировании алкильных радикалов, и выходы ал-килиодида не должны изменяться, если первичные процессы не зависимы от температуры. Эти результаты могут означать, что начальный выход радикалов зависит от температуры, потому что при повышенных температурах существует возрастающая вероятность выйти из трека. [c.11]

С другой стороны, различные гипотетические модели реакций, предложенные для объяснения реакций в шпорах и треках, могут проверяться путем распространения исследования эффектов ЛГЗ на системы, содержапхие акцептируюш,ие энергию детекторные молекулы , изучения эффектов ЛГЗ при особо низких энергиях частиц и использования облучений с исключительно высокими мошностями дозы. Дальнейшие исследования в газовой фазе могут пролить некоторый свет на возможную роль ионных реакций, вызываемых излучением. Наконец, лучшее понимание процессов переноса энергии от растворителя к молекулам растворенного вещества позволит применить эти реакции в качестве детектирующих реакций в исследованиях с импульсным облучением. Более того, вероятно, что на таких реакциях переноса энергии могут основываться синтетические методы. [c.155]

Если растущий полимер выпадает в осадок из раствора, в котором он образуется, то обрыв путем взаимодействия растущих цепей затруднен, и это приводит к увеличению скорости полимеризации выше значения, которое можно ожидать в соответствии с законом (Мощность дозы) . Таким образом, для акрилонитрила в воде скорость полимеризации при низких мощностях доз пропорциональна мощности дозы в степени не ниже, чем 0,95 (В59, С108]. Аналогичное поведение отмечено у концентрированных растворов акрилонитрила в диметилформамиде [Р49 и у стирола в спиртах [С21, С23]. Оно не характерно для эффектов излучения. Одно время полагали, что высокое значение показателя степени у мощности дозы является следствием образования инициирующих радикалов в треках [С 108], однако в настоящее время эта точка зрения более не поддерживается. [c.112]

Среди других химич. последствий ядерных превращений надо назвать также возникновение множества горячих атомов, способных инициировать многие химич. реакции, в т. ч. п сильно эндотермические плп требующие значительно энергип активации. Широкому исследованию подвергаются происходящие прп участии таких горячих атомов процессы в твердых телах и жидкостях, обусловленные распадом вводимых в их состав радиоактивных атомов или ядерными реакциями вроде захвата нейтронов. При этом подразделяются такие изменения свойств вещества, к-рые являются обратимыми или необратимыми (соответственно говорят об отжиге плп удержании химич. эффектов ядерных превращений). Реакции с участием радиоактивных горячих атомов пспользуются для получения меченых хпмич. соединений, находящих себе прпменение в разных областях науки, техники и медицины. Еще б олее существенный практич. интерес может приобрести осуществление эндотермич. химич. реакций в треках наиболее спльно ионизпрующих ядерных частиц — осколков деления. Такие [c.537]

Одна и та же частица может вызывать в твердом веществе как ионизационные эффекты, так и эффекты сл1ещения. Соотношение. между ними в каждом конкретном случае зависит от вида частицы и ее энергии. Легкое электромагнитное излучение вызывает в основном ионизационные эффекты, к-рые могут сопровождаться и эффектами смещения, гл. обр. за счет вторичных электронов. В случае бамбардировки заряженными частицами вероятность ионизационных эффектов увеличивается с увеличением энергии частицы. По мере уменьшения энергии возрастает роль процессов смещения, поэтому, по мере движения в твердом теле заряженной частицы, в начале трека частицы преобладают ионизационные эффекты, а затем эффекты смещения, пока энергия частицы не достигнет оптимального порогового значения. В конце трека число соударений частицы с ядрами атомов, расположенными в узлах кристаллич. решетки, становится настолько большим, что смещениями захватываются все атомы внутри сферы радиуса 10 —10 сл . Эта зона, образующаяся в ко1ще трека частицы, аналогична локальному расплавлению твердого тела и наз. тепловым клином. При бомбардировке нейтронами практически вся энергия их расходуется на смещения атомов, к-рые затеи, перемещаясь в решетке, могут вызвать и ионизационные эффекты. Наибольшее число с.меще-ний на частицу дают продукты деления. От пары осколков деления ядра урана образуется в решетке свыше 25 ООО смещенных атомов. [c.217]

Величины С (Но), приведенные в табл. 43 и 44, расходятся приблизительно в два-три раза, причем выход под действием у-ь-злу-чения меньше, чем под действием ионов Не - . Выход СН4 также значительно. меньше при у-раднолнзе спиртов. Поскольку образование Н.2 происходит в значительной лгере в результс1те вторичных реакций, это расхождение может быть следствием эффекта трека при облучении спирта Не . Однако другие данные для у-излучения не согласуются с результатами работы [46]. [c.231]

Аналогичная картина наблюдается при облучении парафиновых углеводородов. Радикал - СНд был обнаружен при у-облучении твердого метана [49, 50], а - gHs — при облучении твердого этана [50], причем радикалы СНд в последнем случае не были обнаружены. При радиолизе высших парафиновых углеводородов образуются алкильные радикалы. Hj—СН— H или СНз—СН—СНд. Методом ЭПР-спектроскопии ие было получено данных, указывающих на то, что при облучении парафиновых углеводородов радикалы образуются в результате диссоциации ио связи С—С. По-видимому, если и происходит разрыв связи С—С, то возникающие при этом фрагменты ие стабилизируются вследствие эффекта клетки. Атомы же водорода, отрывающиеся от молекул углеводородов, могут обладать некоторой кинетической энергией, что позволяет им покинуть трек и вступить в реакцию с молекулами углеводорода [c.295]