Атомы горячие см Атомы отдачи

Ядерная реакция. . . С13 (п, p)S 5 N (n, p) i Po Ц—, a)Pb Атом отдачи (горячий атом)....... S35 С РЬ [c.394]

Реакции отдачи. Химия горячих атомов. После осуществления акта ядерной реакции образовавшийся новый атом несет в себе значительную энергию, которая в сотни раз превышает энергию химической связи. Это приводит к своеобразному поведению вновь образовавшегося, или, как его часто называют, горячего атома. Обычно горячий атом отрывается от молекулы, в состав которой он входил, и переходит в новую химическую форму. Так, при облучении йодистого этила нейтронами происходит реакция Р (я, -у) 1 . Образующийся в результате реакции П обладает настолько большой энергией, что он отрывается от углеводородного радикала и в молекулярной форме растворяется в йодистом этиле, откуда легко может быть извлечен водным раствором какого-либо восстановителя (например, тиосульфата). [c.100]

К другой разновидности радиохимического синтеза относятся методы, основанные на внедрении атомов радиоактивного изотопа в химическое соединение в процессе ядерных превращений. Радиоактивный атом, образующийся в результате ядерной реакции (например, реакции пу), получает в результате отдачи избыточную энергию, часто значительно большую, чем энергия связи в исходной молекуле в итоге такой горячий атом покидает материнскую молекулу и может внедриться в молекулу другого соединения, примешанного к облучаемому веществу. Использование реакции горячих атомов для меченого синтеза требует учета разнообразных 174 [c.174]

Атом отдачи галогена имеет значительно большую массу, чем любой другой атом в молекуле галогенозамещенного углеводорода. Поэтому после упругого столкновения горячего атома [c.262]

Потеря последних сотен электрон-вольт энергии атомом отдачи происходит в действительности по более тонкому механизму [19, 21]. Однако конечный результат сводится к тому, что в случае ионной решетки атом отдачи будет задержан в горячей области объемом в несколько сот атомов, в которой рассеяна (в отличие от горячей области по модели Либби) лишь небольшая часть начальной энергии атома отдачи, зависящая как от величины 2 этого атома, так и от величины 2 атомов среды. Вследствие этого горячая область находится при температуре выше точки плавления в течение такого незначительного промежутка времени (10 сек.), что даже не достигается беспорядок, присущий жидкому состоянию. В случае молекулярных кристаллов, благодаря меньшей теплопроводности и более низкой температуре плавления, горячая область будет больше по объему и будет дольше находиться в расплавленном виде, в результате чего достигается большая близость к жидкому состоянию. Поскольку жидкости проводят тепло лучше, чем твердые тела, длительность существования горячей области в случае жидкой фазы будет меньше, чем в случае твердой фазы. [c.321]

Несмотря на малое время существования горячей области, атом отдачи успеет прореагировать с частицами, находящимися в непосредственной близости от него, даже если это взаимодействие требует умеренной энергии активации [21]. При этом выход продуктов горячей реакции повышается с увеличением продолжительности существования горячей области. [c.322]

Рассмотрим случай, когда атом отдачи обладает достаточно большой энергией, так что < 1. Согласно модели Либби, атом отдачи должен оказаться захваченным в горячей области, в которой рассеяна вся энергия отдачи. Согласно же модели Зейтца — Колера, атом отдачи оказывается захваченным в области, где рассеяно строго определенное для данной среды и атома отдачи с данным 2 количество энергии (100—200 эв в случае углерода и среды, состоящей из легких атомов), совершенно не зависящее от первоначальной энергии отдачи остальная энергия рассеяна вдоль пути, пройденного атомом отдачи. [c.322]

При такой температуре время существования горячей области до момента затвердевания будет настолько мало (10 сек.), что беспорядок, свойственный жидкому состоянию, успеет установиться только в самом центре этой области и охватит всего 5—10 ионов. Таким образом, перед затвердеванием горячей области к атому отдачи С успеют продиффундировать только ближайшие к нему соседние атомы. В рассмотренном же выше случае расчета по модели Либби время существования горячей области до затвердевания было бы в 1000 раз больше, так что беспорядок, присущий жидкому состоянию, охватил бы гораздо большее число атомов. Поэтому, используя модель Либби, можно было бы ошибочно ожидать значительного влияния на атом отдачи С ионов, которые не являются его ближайшими соседями [19]. [c.323]

Как указывалось выше, углеродный атом отдачи, независимо от начальной кинетической энергии, к моменту захвата его горячей областью находится либо в состоянии однократно заряженного отрицательного иона, либо в состоянии нейтрального атома (если в среде, в которой происходит торможение атома отдачи, отсутствуют двукратно и более высоко заряженные отрицательные ионы). Из табл. 2-9 видно, что радиоактивный углерод в конечном итоге оказывается в самых различных окислительных состояниях (от —4 до +4), что указывает на большую роль процессов окисления-восстановления, протекающих в горячей области В случае,-когда заряды ионов в простом ионном кристалле-мишени различаются не очень сильно, можно ожидать более или менее симметричного распределения радиоактивного углерода по окисленным и восстановленным формам. Это подтверждается для нитрида бериллия данными, приведенными в табл. 5-9 [29]. [c.327]

Следует обратить внимание на образование метилгидразина при использовании в качестве мишени нитрида бериллия. Дело в том, что метилгидразин — единственный из выделенных продуктов, в котором окислительное состояние азота отличается от —3 (т. е. от окислительного состояния его в аммиаке и нитрид-ионе). Возможно, что это соединение и является результатом передачи электрона от иона № к атому отдачи С захваченному горячей областью. [c.327]

В ранних работах по химическим эффектам реакции Ы ( , р)С большинство авторов придерживалось того мнения, что продукты ре-вступления образуются в результате горячей реакции по механизму выбивания , вытекающему из модели Либби. Согласно этому механизму, атом отдачи С в результате лобового столкновения с атомом близкой ему массы, полностью теряет свою кинетическую энергию и, таким образом, оказывается захваченным молекулой, из которой был выбит один из атомов. Ряд экспериментальных данных как будто бы подтверждает эту точку зрения. [c.329]

Как и в случае облучения ацетамида, образование большинства меченых соединений можно объяснить химическими реакциями различных реакционноспособных молекулярных форм, которые появляются в горячей области в результате присоединения к атому отдачи С одного или нескольких атомов водорода. Теперь становится понятно, что в рассматриваемом [c.339]

Соударения по типу жестких сфер. Постулируем, что замедление атомов отдачи происходит в результате упругих соударений реакции горячих атомов идут в определенном интервале энергий, и до этого интервала энергии атом отдачи теряет энергию в результате многих соударений, так что устанавливается постоянный энергетический спектр атомов отдачи. [c.157]

Модель горячей зоны основана на. представлениях физики твердого тела о движении и торможении заряженных частиц в кристаллической решетке. Предполагается, что вначале высокоэнергетическая частица теряет свою энергию за счет неупругих столкновений (производя ионизацию и возбуждение атомов решетки). Дальнейшее торможение происходит за счет упругих столкновений,. причем последние порции энергии атом отдачи рассеивает в нескольких температурных пиках, отстоящих друг от друга на расстояниях порядка межатомных. Температурный пик — ограниченная область в твердом теле, где температура атомов выше температуры нормальных тепловых колебаний решетки. Объединение температурных пиков, совершающееся за время нескольких периодов колебания решетки, приводит к образованию горячей зоны . [c.241]

Если горячий атом обладает значительной энергией отдачи, то при замедлении в твердом веществе он создает зону нарушений — клин смещения , представляющую собой область атомов, смещенных из узлов решетки. Например, при рассеянии 300 эв кинетической энергии в ионном кристалле атом отдачи с массой, равной 100 а. е., смещает 5—6 атомов из узлов решетки. Процесс передачи энергии остальным атомам среды от смещения атомов приводит к образованию горячих атомов, которые сливаются в течение 10 2 сек, образуя горячую зону. В этот момент горячая зона имеет размер, равный примерно пяти атомным радиусам ( 125 атомов), и температуру 10 ° К. Спустя 10" сек зона включает 1000 атомов и имеет температуру 10 ° К. Через 10 ° сек размер зоны увеличивается в несколько раз, а температура падает до 400°К. Возможно, что во всем объеме зоны замедления не происходит процесса плавления вещество по-прежнему представляет собой твердую фазу с той или иной степенью нарушений регулярной [c.201]

Горячая область ( > 0,025 эв) — в этой области все реакции атомов отдачи протекают до того, как атом отдачи достигает состояния теплового равновесия в результате постепенной потери энергии. [c.362]

При реакции газообразного метана с образуется СНд с хорошим выходом [37]. Атом отдачи С1, возникающий в ядерной реакции С1(л, у) С1, замещает атом водорода в метане и других углеводородах, а также их галогенпроизводных [38]. Реакции происходят также в облучаемой среде в присутствии свободного галогена, который может захватывать радикалы. Это показывает, что реакции происходят в основном в горячей области, т. е. при взаимодействии горячего атома или иона) с молекулами углеводородов, а не при [c.366]

Если начать, изложение с поиска ответа на последний вопрос, то сразу станет ясным, что все химические методы анализа продуктов реакции страдают тем, что в процессе растворения метастабильные промежуточные химические формы, содержащиеся в твердом теле, так или иначе разрушаются горячий атом в процессе растворения реагирует не только с молекулами растворителя, но и с продуктами растворения ближайших дефектов . Поэтому анализ не есть некая безразличная к условиям радиационного эксперимента химическая процедура и в конце концов мы стоим перед труднейшей задачей восстановления спектра состояний атомов отдачи в твердом теле по спектру продуктов радиохимического анализа. [c.166]

Непосредственно с методом нейтронного облучения тесно связан метод горячих атомов или, как его называют иначе, метод ядер отдачи. Этот метод основан па том, что радиоактивный атом, только что образовавшийся в результате ядерных превращений, несет избыточную энергию отдачи, достаточную для того, чтобы вызвать разрыв связей атома с молекулой. Горячие атомы в течение некоторого времени способны замещать атомы в органических молекулах с образованием определенных органических соединений. Облучение нейтронами азотсодержащих органичес-. них соединений пиридина, анилина и т. п. в смеси со сложными органическими веществами позволяет получить последние с введением в их молекулу изотопа С . Метод горячих атомов представляет ценность прежде всего в тех случаях, когда использование синтетического метода или изотопного обмена связано с большими трудностями или вообще невозможно. Этим методом можно получать сложные природные вещества, меченные С , такие как [c.138]

При горячем синтезе 30—50% атомов отдачи получается в виде молекулярного водорода Н Н, 10—50% замещает атом водорода в исходном соединении, а остальные стабилизируются в виде других органических соединений. [c.493]

Химия .горячих атомов. При радиоактивном распаде неустойчивого ядра выбрасываемая вторичная частица или у-фотон и дочернее ядро резко отталкиваются друг от друга (явление отдачи). Дочернее ядро приобретает огромную скорость и кинетическую энергию, отвечающую температуре в сотни тысяч градусов. В связи с этим подобные атомы получили название горячих , или гипертермальных (греч. hyper — сверх и thermos — теплый). Энергия этих атомов во много раз превосходит энергию химических связей. Поэтому горячий атом, чрезвычайно быстро перемещаясь в той или иной среде, на своем пути разрушает множество молекул среды, превращая их в ионы. Атом при этом растрачивает избыток своей энергии, которая вскоре становится равной химической — атом переходит в эпитермальную область (греч. epi — после). [c.24]

Химик-органик обычно имеет дело с реакциями, протекающими с достаточными скоростями при минимальных затратах энер- ГИИ. Термин горячий атом или радикал используется для обозна-, чения разновидности, которая обладает большим избытком электронной, поступательной или колебательной энергии по сравнению с той энергией, которую атом имел бы, находясь в равновесии с его окружением. Особый интерес в связи с 5н2-реакциями представляет получение горячих атомов с помощью ядерных превращений. При этом образуются атомы, обладающие значительным из-, бытком кинетической энергии, вследствие чего, они способны инициировать реакции, которые не происходят с термолизованными атомами. Среди реакций горячих атомов наиболее известны за мещение атома на атом и атома на радикал. Замещение атома на атом, по-видимому, наиболее эффективно для процессов с участием ядра отдачи трития (Н или D На Т) и гораздо менее эффективно [c.14]

Горячий атом в результате большого числа столкновений с молекулами трека растрачивает избыток своей энергии и постепенно переходит в состояние, когда его кинетическая энергия становится соизмеримой с энергиями химических связей ( кинет 10 зб). Такой остывший (эпитермаль-ный) атом теперь уже не может больше пересиливать цепкие валентные связи и за счет последних в конце концов как бы попадает на привязь в качестве одной из составных частей той или иной вновь образующейся молекулы сложного вещества. Другими словами, атом отдачи заканчивает свой пробег тем, что вступает в химическое взаимодействие с веществами, содержащимися в данной системе. Получающиеся при этом одно или несколько новых соединений [c.395]

Как указывалось выше, замещение атома в материнском (исходном) соединений на такой же атом отдачи приводит к образованию меченых веществ, для которых исходное соединение является носителем. Однако кроме этого основного процесса наблюдается, как правило, протекание нескольких конкурирующих реакций атомов отдачи с молекулами среды. Так, при изучении реакций горячих атомов Вг 2, получающихся при облучении нейтронами бромуксусцой кислоты, было обнаружено, что наряду с мечеными молекулами материнского вещества образуются ди-бромпроизводные и бромистые алкилы, меченные Вг . При облучении нейтронами смеси уксусной кислоты и броМа получаются значительные количества СНаВг СООН и СНзВг [ЮО]. [c.59]

Атом отдачи на своем пути внутри вещества вследствие потери энергии при торможении создает расплавленную зону, которая включает, по расчетам С. Флюгге и К. Цименса, от 100 до 10 слоев кристаллической решетки (от 10 до 10 атомов). За время существования горячей зоны только небольшая часть атомов эманации успевает выйти на поверхность зерна, однако диффузия остальной части атомов эманации будет существенно облегчена внутри перекристаллизованного вещества, образовавшегося при остывании этой зоны. [c.760]

Виллардом была предложена теория стабилизации горячих атомов в конденсированных системах, согласно которой атом отдачи, паряду с реакциями прямого замещения атома на атом в результате [c.173]

Несмеяновым и Бабешкиным предложена термодинамическая модель стабилизации горячих атомов в твердых веществах. По этой модели на первом этапе атом отдачи после выделения энергии в локальной области твердого вещества в результате жесткосферных соударений создает в кристалле нестабильное микроскопическое образование, включающее атомы в стехиометрии исходного соединения твердого вещества. Свободная энергия локальной области в кристалле резко возрастает. Параметры локальной области с повышенной энергией (размер, время образования и др.) определяются так же, как и по теории горячей зоны. [c.181]

Фридман и Либби [Р47] полагают, что реакции последнего типа могут протекать в тех случаях, когда атом отдачи Вг82 претерпевает прямого столкновения с другим атомом брома и поэтому, постепенно расходуя свою энергию при столкновениях с атомами водорода и углерода, проходит через эпитермальную область энергии (т. е. ту область энергии, в которой энергия отдачи является величиной того же порядка, что и энергия химической связи). В этой области энергий атом отдачи Вг может столкнуться с молекулой галогенного органического соединения и перевести ее в возбужденное состояние если такая возбужденная молекула или радикал и замедленный атом Вг82 остаются вместе в ячейке , может произойти реакция замещения. В случае этих реакций с низкой энергией жесткие ячейки , которые имеются в твердой фазе, должны быть более благоприятны для протекания реакции, чем ячейки в жидкой фазе, и поэтому естественно, что в случае холодных твердых мишеней наблюдаются более высокие выходы реакций замещения (см. табл. 43). В случае горячих реакций энергия настолько велика, что жесткие твердые ячейки , повидимому, расплавляются и реакции протекают в таких же условиях, как и при мишенях из жидких веществ этим объясняется независимость реакций изомеризации и вхождения атомов отдачи в органические молекулы от температуры и от агрегатного состояния мишени. [c.208]

Дочерний атом подвергся горячим реакциям, переведшим его в форму материнского соединения. Например, атом отдачи Вг , возникший при нейтронном облучении eHsBr, может заместить обычный атом брома в неактивированной молекуле за счет механизма упругого лобового столкновения [c.244]

Впоследствии Ферми с сотр. (1935) показал, что ядро после поглощения нейтрона будет сильно возбуждено и энергия возбуждения соответствует энергии связи нейтрона. Избыток энергии тут же теряется при 7-излучепии, и достигается стандартное состояние этого ядра (рис. 5.5). Так как момент количества движения должен остаться неизменным, возбужденный атом иода в процессе эмиссии испытывает отдачу. Ферми удалось показать, что в результате отдачи происходит разрыв связи углерод—иод. Можно показать, что эта энергия отдачи пропорциональна квадрату энергии у-лучей в случае атома иода она равна примерно 96 Мэе (благодаря испусканию у Излучеиия с энергией 4,8 Мэе). Энергия, необходимая для разрыва связи С—I, равна только 2,0 Мэе, так что каждый атом иода, который поглощает нейтрон, должен оторваться от молекулы. Вследствие большого избытка энергии каждый из этих атомов будет сильно возбужден ( горячий атом), и поэтому на него могут оказать влияние только столкновения с частицами сравнимой массы. В этом случае единственными такими частицами, конечно, являются атомы 2 1 при этих столкновениях энергия передается от к 1, выбивая его из молекулы. Захваченный 1281 может затем взаимодействовать с образовавшимся радикалом этила. Поэтому не удивительно, что только 90% радиоактивности можно выделить в виде Ag 2 I, а остаток присутствует в виде благодаря описанной выше рекомбинации. Боль- [c.177]

Для горячих атомов водорода в настоящее время известно несколько типов реакций замещение и отщепление водорода, разрыв связи С—С, присоединение по двойной связи. В результате реакции замещения водорода образуются меченые материнские молекулы. Процесс отщепления реализуется в выходе меченого водорода. Разрыв связи С—С сопровождается образованием продуктов замещения атомных групп, например, из этана образуется меченый метан (СНзТ), из пропана — С2Н5Т, СН3Т и т. д. При реакции присоединения трития по двойной связи дополнительно к энергии присоединения (2 эв) выделяется та энергия, которую имел атом отдачи в момент столкновения с молекулой. [c.199]

Превращения атомов отдачи, после того как они вырвались из облучаемых молекул, Либби [428] рассмотрел, основываясь на клеточном строении жидкостей [429, 72]. Мы кратко остановимся лишь на качественных представлениях, находящихся в основе этой теории. Клетка образована рассматриваемой молекулой и ее ближайшими соседями — такими же молекулами или молекулами растворителя. Атом отдачи, образовавшийся в такой клетке, быстро выходит из нее, если его энергия достаточна для преодоления потенциального барьера, образованного силами взаимных притяжений частиц. В противном случае ои длительное время пребывает в клетке, испытьшая много соударений с ее содержимым и стенками прежде, чем он продиффундирует в другую клетку. Горячий атом отдачи галоида охлаждается , рассеивая свою избыточную энергию путем соударений. Встречаясь с атомами Н или С галоидоорганического соединения, он им передает лишь небольшую долю энергии из-за большой разницы масс. Такой атом легко выходит из клетки. Если же соударение произошло с атомом галоида той же массы, то атом отдачи передает последнему [c.205]

Большое количество исследований было посвящено реакциям горячих атомов в твердых неорганических соединениях. Окончательную форму, в которой стабилизировался атом отдачи, определяли исключительно путем разделения различных химических соединений после растворения облученного твердого образца в соответствующем растворителе, обычно воде. Величины удержания, найденные таким методом, могут достигать 90%, например для К2СГ2О7 в других случаях удержание мало — 19% для КаСЮз. [c.217]

Химия горячих атомных процессов. В реакции (п, [) ядро мишени испытывает отдачу со значительной кинетической энергией, так как 5 в процессе испускания у-лучей импульс сохраняется. Кинетическая энергия ядра отдачи обычно гораздо больше, чем энергия связи, так что ядро, испытываюш ее отдачу, покидает молекулу и разрывает связи в других молекулах по мере того, как оно расходует свою избыточную энергию. Частица, испытываюш ая отдачу в результате внутренней конверсии и процесса Оже, может быть многократно ионизирована. Такой атом, обладающий гораздо большей энергией, чем тепловые энергии, называется горячим атомом . Так как химическое состояние ядер меняется нри поглощении нейтронов, то с помощью химических методов они могут быть отделены от материала мишени. Нанример, когда иодис- тый этил облучается медленными нейтронами, то реакция (п, [) с в иодистом этиле дает Энергия отдачи атома достаточна для разрыва связи С—I. Атом или ион обладает высокой энергией по сравнению с энергиями химических связей и поэтому он отделяется от молекулы иодистого этила. Такой горячий атом испытывает превращения разных типов. Он может терять кинетическую энергию нри нескольких столкновениях, не вступая в реакцию с другой молекулой иодистого этила. Если горячий атом образует молекулы или НР , то его можно отделить от иодистого этила путем экстрагирования раствором едкого натра. Этот метод получения почти совершенно чистых радиоактивных изотопов известен под названием реакции Сциларда — Чалмерса. Горячий атом или ион реагируя с молекулой иодистого этила, замещает водород или заставляет молекулу разрываться на осколки. Если молеку--лярный иод добавляется до облучения, то вероятность возвращения Р н органическое соединение очень сильно уменьшается в связи с этим молекулярный иод называется акцептором радикалов . [c.742]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология