Возбуждение излучением высокой энергии

IV. Возбуждение ускоренными частицами или излучением высокой энергии. . . . . ....100 [c.73]

Излучения высоких энергий обладают сильным химическим действием, однако различие и специфика их действия большею частью обусловлены вторичными процессами, так как первичными являются процессы отделения или возбуждения внутренних электронов. Например, при воздействии на вещество а-частиц последние захватывают электроны, в результате чего образуются электронейтраль-ные атомы гелия и однозарядные ионы. При взаимодействии [c.364]

Проникая в твердое вещество, излучение в зависимости от величины его энергии может затрагивать только валентные электроны, всю электронную оболочку атомов или же, при достаточно высокой энергии, и атомные ядра. В последнем случае оно производит не только возбуждение электронов, ионизацию, но и смещение атомов данного вещества из их нормальных положений. Зто относится как к электромагнитному излучению (видимому свету, ультрафиолетовым и рентгеновским лучам, 7-излучению), так и к потокам частиц (электронов, ионов, например, протонов или а-частиц и др.). При этом энергия излучения трансформируется частично в тепловую, вибрационную энергию твердого вещества, которая передается соприкасающимся с ним веществам, а частично в электромагнитное излучение сниженной частоты по сравнению с частотой поглощенной лучистой энергии. Местные изменения структуры твердого вещества, возникающие при его взаимодействии с излучением высоких энергий, принято называть радиационными дефектами. Радиационные дефекты, равномерно распределенные по всему сечению луча, проникающего в твердое вещество, создаются фотонами, электронами, а-частицами и т. д. [c.121]

СОСТОЯНИЙ на самый низкий синглетный уровень возбуждения приблизительно одна и та же для всех ароматических молекул (доноров и акцепторов). Они предположили, что это может сделать правдоподобным наблюдения одинаковой зависимости выхода люминесценции от концентрации сцинтиллятора, как в случае возбуждения излучением высокой энергии, так и в случае ультрафиолетового излучения, несмотря на то что при высоких концентрациях сцинтиллятора путь переноса энергии различен для двух типов возбуждения. [c.121]

Радиационное окисление [5.5, 5.20]. Метод основан на воздействии ионизирующего излучения (V и р-лучи, ускоренные электроны, ускоренные ионы, нейтроны и др.) на обезвреживаемое соединение с получением ионов и возбужденных молекул, которые затем участвуют в реакциях. При действии излучений высоких энергий на разбавленные водные растворы органических соединений возникает большое число окислительных частиц, обусловливающих радикальное окисление. Полнота разложения соединений зависит от вида соединения, его начальной концентрации, продолжительности облучения и температуры стоков. Так, при очистке сточных вод от фенола с начальной концентрацией 100,0 мг/л разложение на 100% происходит через 1,5 ч, а при концентрации 10 мг/л — за 0,33 ч. [c.497]

Радиолиз существенно отличается от фотолиза. Поглощение излучений, обладающих значительно большей энергией, чем видимые, инфракрасные или ультрафиолетовые лучи, вызывает возбуждение или отрыв электронов от внутренних оболочек атомов. Первичный акт взаимодействия излучений высоких энергий с веществом [c.363]

Радиационно-химические реакции (радиолиз) протекают, в отличие от фотохимических, под действием излучений высокой энергии. Обычно—это поток электронов, нейтронов, протонов, а-частиц и т. п., а также рентгеновские и у-лучи, приводящие к более сильному возбуждению молекул, чем это было при фотохимических реакциях. В остальном (механизм процесса, общие закономерности и т. п.) радиационно-химические реакции подобны фотохимическим. [c.188]

Это химические реакции, проте кающие под действием излучения высокой энергии (рентгенов ское и 7 излучение поток электронов, протонов и т п ) Такие излучения имеют значительно больщую энергию чем энергия световых квантов и поэтому их действие сильно отличается от действия света Например для возбуждения фотохимической реакции требуется свет определенной частоты Лучи света, вызывающие одну фотохимическую) реакцию, могут быть совер шенно неактивными для другой реакции Излучения же высокой энергии не обладают такой специфичностью [c.316]

Образование возбужденных молекул заслуживает особенного внимания и без сомнения представляет собой общее явление. Стало привычным рассматривать действие излучения высокой энергии как результат одного лишь эффекта ионизации. Такое предположение почти всегда делается в биологических исследованиях. Однако уже давно установлено, что по крайней мере половина энергии излучения участвует в создании возбужденных молекул и радикалов, так как энергия 1 , необходимая для создания пар ионов, как было указано выше, для большинства веществ ио крайней мере вдвое превышает минимальный потенциал ионизации. Потенциал ионизации воздуха равен 16 в, в то время как = 32,5 эв. Для водяного пара разница еще больше [c.53]

По крайней мере один из них также оказывается в возбужденном состоянии и может претерпеть дальнейшую деструкцию. Если В+ обладает особо стабильным строением, т. е. в состоянии быстро рассеивать энергию без ее длительной локализации на какой-либо одной связи, диссоциация происходит лишь изредка. По этой причине ароматические кольца обладают особенно большой стойкостью по отношению к излучению высокой энергии (стр. 71 и сл.). [c.55]

Если вещество излучает энергию непосредственно после поглощения энергии излучения, то говорят, что оно флуоресцирует. Поглощаемым излучением может быть видимый свет, ультрафиолетовое или инфракрасное излучение, электроны, а-частицы, рентгеновские или улучи. Испускаемое излучение обычно лежит в видимой области электромагнитного спектра. Однако при возбуждении атомов излучением высокой энергии могут испускаться рентгеновские, ультрафиолетовые или инфракрасные лучи. [c.284]

IV. ВОЗБУЖДЕНИЕ УСКОРЕННЫМИ ЧАСТИЦАМИ ИЛИ ИЗЛУЧЕНИЕМ ВЫСОКОЙ ЭНЕРГИИ [c.100]

Инициирование К. п. свободными катионами К+ наиболее отчетливо проявляется в случаях возбуждения процесса излучением высокой энергии. Первичный процесс взаимодействия излучения с нек-рой молекулой К —К" системы сводится к отрыву от этой молекулы электрона е с образованием катион-радикала (ионизация) . + [c.486]

Рентгеновская спектроскопия до сих пор не находит широкого применения из-за того, что с этим методом связаны все трудности, характерные для работ с излучением высоких энергий, в том числе такие, как совместное возбуждение и перекрывание полос, приводящее к низкой разрешающей способности, и даже разложение вещества в ходе исследования. [c.398]

В определенном отношении -резонансная спектроскопия — совершенно уникальный спектроскопический метод исследования, так как в нем исиользуются источники высоких энергий для обнаружения очень малых изменений энергии. Вероятно, эта особенность метода обусловливает весьма малую ширину линий благодаря сравнительно большому времени жизни возбужденного ядерного состояния. Конечно, в этом методе остаются проблемы, связанные с разрешением в спектрах, однако основной трудностью является очень низкая плотность фотонного излучения источника и связанные с этим проблемы детектирования сигналов. Преодоление указанных трудностей требует статистической обработки результатов измерений. Таким образом, общей проблемой для всех методов, использующих излучение высокой энергии, является разрешение спектра, которое требуется для отнесения спектральных переходов и установления связи между спектрами и параметрами, характеризующими геометрическое и электронное строение молекул. [c.398]

За последнее время большое значение приобрело изучение деструкции под действием излучений высокой энергии (рентгеновские лучи, а-, р- и у-излучение). При поглощении р- или у-излучения происходит возбуждение молекулы полимера и диссоциация ее либо на свободные радикалы, либо на радикал и ион. Продолжительность жизни образующихся ионов чрезвычайно мала, поэтому в разнообразные химические реакции (радиохимические превращения) вступают в основном свободные радикалы. При этом конечными продуктами деструкции могут быть полимеры линейного, разветвленного и пространственного строения. [c.65]

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]

Разложение высокомолекулярных соединений под действием УФ-света и излучений высокой энергии, к которым относят как частицы, движущиеся с большими скоростями В -частицы, нейтроны), так и электромагнитные излучения (рентгеновские и у-лучи), связано с явлением электронного возбуждения и с образованием свободных радикалов, инициирующих цепные реакции. Процессы фотохимического и радиационного распада различаются распределением поглощаемой энергии. Фотоны видимой и ультрафиолетовой частей спектра имеют энергию примерно такого же порядка, как и химические связи они поглощаются в поверхностных слоях вещества, вследствие чего фотохимические реакции являются негомогенными каждый квант участвует только в одном первичном акте взаимодействия с определенными атомами или связями макромолекул. Радиационные излучения обладают высокой проникающей способностью, и поэтому радиационно-химические реакции в облучаемой среде протекают достаточно равномерно по всему объему вещества. В отличие от квантов УФ- и видимого света для проникающих излучений характерно множественное взаимодействие каждого кванта с различными атомами или связями макромолекул, и селективность взаимодействия имеет здесь меньшее значение . [c.307]

Ионы, возникающие при прохождении излучения высокой энергии, в конечном счете рекомбинируют с электронами, при этом могут возникать электронно-возбужденные состояния молекул и осколков молекул. Эти состояния теряют энергию различными способами и в результате ступенчатых переходов становятся состояниями, получаемыми обычными методами фотохимии. Часто химические эффекты излучения высокой энергии не слишком сильно отличаются от фотохимических эффектов. [c.76]

Поэтому при поглощении молекулой ультрафиолетового излучения высокой энергии наблюдаемый спектр поглощения состоит из широких полос, являющихся результатом наложения большого числа узких полос, соответствующих различным переходам между близко расположенными подуровнями. Сложная природа электронных спек-ров многоатомных молекул делает очень трудным их полный анализ даже при использовании приборов высокого разрешения, т. е. высоко монохроматичных потоков излучений. Отсутствие вращательной и вращательно-колебательной структур можно наблюдать в спектрах жидких веществ и растворов, что связано с взаимодействием между соседними молекулами растворенного вещества и влиянием сольватации (большинство химических исследований относится именно к этим условиям). Полярные растворители обусловливают обычно значительно большие изменения в полосах поглощения, чем неполярные. Это объясняется тем, что оптические спектры возникают в результату поглощения или излучения света внешними электронами, наименее прочно связанными с ядром, которые требуют для возбуждения меньше энергии, чем внутренние электроны. [c.8]

Механизм действия излучений высокой энергии на органические системы в некотором отношении отличается от механизма фотохимических реакций (см. гл. 6) [1]. Если для фотохимической реакции характерно образование единственного вполне определенного возбужденного состояния при поглощении света, то поглощение излучения высокой энергии, не будучи селективным, может приводить к образованию целого ряда возбужденных состояний, а также и ионов. Кроме того, каждый световой фотон возбуждает только одну молекулу и возбужденные частицы равномерно распределяются в системе энергия фотона ионизирующего излучения вполне достаточна для возбуждения и ионизации многих молекул, концентрирующихся вдоль пути прохождения ионизирующей частицы. [c.145]

Первичные акты взаимодействия излучения высокой энергии с веществом приводят к образованию положительных ионов и возбужденных молекул [c.43]

Результаты действия ионизирующих излучений на вещества находятся в прямой зависимости от характера химических связей в их молекулах. Наиболее важными результатами действия излучений высокой энергии на органические соединения являются возбуждение и ионизация их молекул. Удаление электрона с электронной оболочки или даже перевод его на более высокий энер- [c.10]

Бём, изучая влияние ионизирующего излучения высоких энергий на полибутадиен с содержанием 2,8 % Цис-, 9,70 % транс- и 87,5 % винильных звеньев, сформулировал на основании экспериментальных данных четкие представления о возникновении ион-радикалов, ионов, возбужденных частиц и о путях структурирования в этой системе [33]. Образование реакционноспособных частиц происходит в результате отрыва боковых цепей, разрыва главной цепи, изомеризации двойных связей и т. п. Основываясь на известном факте, что потенциал ионизации я-электронов значительно меньше потенциала ионизации <т-электронов алифатической цепи, и результате действия ионизирующего излучения, можно предполагать, что ион-радикалы возникают в основном за счет винильной группы. Линейное и циклическое структурирование полибутадиена происходит по ионному механизму взаимодействия карбониевых ионов с винильными группами. [c.228]

Изменения, происходящие в полимерах под действием излучения высокой энергии, легко регистрируются спектральными методами, что используется в дозиметрии. Для той же цели применяют пластмассовые сцинтилляторы [32], которые приготовляют, вводя, например, в полимеры стирола такие люминофоры, как производные оксазола, оксадиазола, металлоргаиические соединения. При этом макромолекулы полимерной основы, поглощая излучение, возбуждаются, а затем передают энергию возбуждения сцинтилля-ционной добавке, которая испускает видимый свет. Пластмассовым сцинтилляторам можно придавать любую удобную для практического применения форму. [c.640]

Химические превращения, протекающие в полимерах при действии на них лучистой энергии, уже давно интересовали человека. До последнего времени из различных видов излучений внимание исследователей привлекал главным образом свет. Та роль, которую играет свет в биохимических превращениях полимеров, а также в процессах их деструкции или старения, определяет необходимость того, что в будущем, как это было и в прошлом, большое число исследований в области полимерной химии будет по-прежнему посвящено исследованию фотохимических проблем. Преобладающее значение при этом приобретают работы по использованию световых воздействий в определенных контролируемых условиях для модификации свойств полимеров. Однако в последнее десятилетие еще более интенсивно, чем фотохимические превращения полимеров, исследовались вопросы взаимодействия полимерных веществ с ионизирующими излучениями (излучениями высокой энергии). Развитие исследований в этой области в большой степени связано с созданием промышленной ядерной технологии и новых более совершенных электронных и ионных ускорителей. Но оно было вызвано также и тем ожидаемым многообразием химических реакций, протекание которых должно стать возможным под действием излучений высокой энергии. Одновременное присутствие электронов, ионов, свободных радикалов и молекул в возбужденных и термолизованных состояниях явилось причиной появления многочисленных гипотез, имеющих целью объяснение наблюдаемых радиационно-химических превращений. Все более сложные экспериментальные исследования обеспечили получение данных, которые позволяли проверять и изменять эти гипотезы. Как будет видно из дальнейшего рассмотрения, ни один из предложенных механизмов нельзя считать однозначно доказанным. [c.95]

Исслодовапие закономерностей гетерогенных радиационно-химических реакций представляет большой интерес, так как на границе раздела фал твердое тело (металл, нолупроводннк) — раствор возбуждение химических реакций излучением происходит значительно эффективнее. Полупроводник, находящийся в растворе, не только увеличивает поглощен]1с излучения, но и выполняет роль трансформатора -[-квантов высокой э]1е )-гии в энергию электронного возбуждения. В результате к зоне реакции (поверхность раздела фаз) подводятся возбунеденные электроны полупроводника с энергией порядка нескольких электронвольт. Сенсибилизирующее действие полупроводников в радиационно-химических процессах представляет существенный интерес, как путь повышепия эффективности химического и электрохимического действия излучений высоких энерги . [c.50]

Специфика действия излучения высоких энергий (а-, -,у-излучеиия) при возбуждении сенсибилизированных иолуироводниками (ZnO)l процессов заключается, прежде всего, в возможности превращения [c.58]

Слабовозбужденные электроны, по-видимому, должны иметь большое значение в системах, содержащих несколько компонент, один из которых имеет уровень возбуждения Е , значительно меньший, чем уровень возбуждения основного компонента Ер. В этом случае практически все слабовозбужденные электроны с энергиями между Е и Ер будут отдавать свою энергию Ет данному компоненту, который может играть в радиолитических превращениях смеси гораздо ббльшую роль, чем это соответствует его концентрации. В связи с этим уже нельзя применять формулы (4.21) и (4.23) для расчета доли энергии, поглощаемой каждым компонентом смеси, так как энергия селективно переносится к одному из соединений. Платцман оценил, что для излучения высокой энергии около 15—20% поглощенной энергии переносится слабовозбужденными электронами. [c.138]

ДО хорошо известного уровня энергии. Если в этих случаях получаются сравнимые величины ktJk или ktJ ktQ для ультрафиолетового излучения и излучения высокой энергии, то часто делается вывод, что перенос энергии в обеих системах вызван одним и тем же возбужденным состоянием донора. Примеры типичных измерений описываются в разд. 3.3.6. Одна из наибольших трудностей, связанных с такими измерениями, заключается в том, что акцепторы энергии в принципе могут взаимодействовать в различных стадиях последовательности реакций, и соответственно не всегда находится индивидуальное возбужденное состояние. [c.92]

Среди продуктов, образующихся из глюкозы с меньшим выходом, находится глицеральдегид [Р26]. Глицеральдегид легко изомеризуется в диоксиацетон, особенно в щелочных условиях. Присутствие глицеральдегида и диоксиацетона, вероятно, приводит к появлению полосы поглощения вблизи 265 ммк, которая обнаружена в облученных растворах глюкозы и других углеводов [Н89, К32]. Не ясно, как по простой свободнорадикальной реакции может образоваться глицеральдегид. В этой связи уместно вспомнить, что продукты облучения глюкозы, по-видимому, подобны продуктам, образующимся при ультрафиолетовом облучении [В88]. Это наводит на мысль о том, что при действии излучения высокой энергии может происходить возбуждение некоторого количества молекул сахара. [c.238]

IV. Дефекты, вызванные излучением. Дефекты, образуемые в почти идеальном графите и частично графитпзирован-ном углероде бомбардировкой нейтронами или другим излучением высокой энергии, отличаются по структуре от описанных выше дефектов. Под действием радиации атомы углерода сначала смещаются со своих нормальных положений в решетке. При этом они могут образовать замыкающие цепи между углеродными макромолекулами, подобно замыкающим цепям в облученных полимерах. Однако при обычных температурах значительная часть таких смещенных атомов, но-видимому, остается на месте, с той лишь разницей, что они обладают менее прочными связями по сравнению с нормальными. Можно ожидать, что присутствие возбужденных атомов углерода будет влиять как на физические свойства [414, 535], так и на химическую активность. [c.24]

Процесс ионизирующей радиации значительно более сложным образом влияет на макромолекулы, чем пиролиз, так как излучение высокой энергии приводит к образованию целого ряда промежуточных соединений, ионов и возбужденных частиц в дополнение к радикалам, обычно образующимся в результате термической деструкции. Помимо разложения частицы высокой энергии и электромагнитное излучение могут вызывать процессы ветвления, прививки и сшивки полимерных цепей. В общем было замечено, что полимеры, характеризующиеся при термическом распаде большой величиной зипа и высокими выходами мономера, имеют тенденцию разлагаться и под действием радиации, в то время как полимеры, имеющие небольшую величину зипа, при радиолизе скорее снш-ваются, чем разлагаются. Более бедная энергией ультрафиолетовая радиация непосредственно и более избирательно осуществляет такие воздействия на полимер, как электронное возбуждение и диссоциация на радикалы. [c.157]

Первым этапом химических превращений под действиел излучения высокой энергии является взаимодействие между электромагнитным полем у-лучей или электронов больших энергий и электронами полимерной молекулы. Такое взаимодействие приводит к ионизации молекулы или к возбуждению электронов. Плотность связанных электронов для большинства полимерных молекул близка к плотности воды. Первичное действие излучения осуществляется за период времени намного меньше периода колебаний молекул. [c.389]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология