Ионизация рентгеновскими лучами

Ионизация газа рентгеновскими лучами. К процессам объёмной фотоионизации газа следует отнести также и ионизацию рентгеновскими лучами, так как эта ионизация происходит за счёт поглощения частицами газа квантов рентгеновского излучения. [c.124]

Ионизация газа рентгеновскими лучами. Одним из мощных и довольно удобных для применения внешних ионизаторов является облучение газа рентгеновскими лучами. Ионизация рентгеновскими лучами происходит за счёт энергии кванта рентгеновского излучения. Поэтому ионизацию рентгеновскими лучами можно отнести к явлениям фотоионизации в широком смысле этого слова. Наряду с этим фотоионизация рентгеновскими л> ами отличается от фотоионизации ультрафиолетовым излучением рядом дополнительных элементарных процессов и может быть разделена на три отдельных случая. [c.235]

Хотя отношение заряда электрона к его массе было измерено Томсоном в 1897 г., абсолютную величину заряда электрона удалось установить только в 1911 г., когда Роберт Милликен (1868-1953) поставил остроумный опыт, иллюстрируемый рис. 1-13. Он впрыскивал пульверизатором мельчайшие капельки масла между горизонтально расположенными пластинами конденсатора и затем облучал эти капельки рентгеновскими лучами. Возникающие при ионизации воздуха электроны прилипали к капелькам масла, на которых таким образом возникало один, два или несколько электронных зарядов. Милликен сначала измерял скорость свободного падения заряженных капелек в воздухе с известной вязкостью. Затем он измерял напряжение, которое необходимо приложить к пластинам конденсатора, чтобы заставить капельки масла неподвижно повиснуть между пластинами. Он вычислил, что заряд на любой капельке масла всегда представляет собой целое кратное величины 1,602 10 Кл, и пришел к правильному выводу, что это и есть заряд 1 электрона. [c.50]

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]

Дифрагированное излучение вызывает в зависимости от его интенсивности соответствующие степень ионизации газа в цилиндре и импульс тока. На шкале регистрирующего прибора получают показания, пропорциональные интенсивности рентгеновских лучей. Запись ионизационной кривой интенсивности / осуществляется в координатах /—20 (рис. 90). [c.154]

Схема установки, сконструированной Милликеном, изображена на рис. 1. Основной ее частью являлся электрический конденсатор, состоящий из латунных пластин I и 2, который находился в металлической камере 3, заключенной в термостат 4. При помощи распылителя 5 в камере создавался туман из маленьких капель масла. Через отверстие 6 в верхней пластине капли могли попадать в конденсатор. За их движением между пластинами конденсатора можно было наблюдать в зрительную трубу 7. Освещение находящегося в приборе воздуха рентгеновскими лучами (их источником служила трубка 10) вызывало ионизацию образующиеся в результате этого свободные электроны (или положительные ионы) попадали на капли масла, и капли получали электрический заряд е . Изменяя напряжение на пластинах конденсатора, можно было подобрать такое его значение, при котором сила электрического поля уравновешивала силу тяжести заряженной капли, и она оставалась неподвижной в поле зрения. Тогда [c.7]

У тяжелых атомов линии видимого спектра обусловливаются перескоками лишь самих внешних электронов, тогда как при перескоках в более глубоких слоях получаются линии, отвечающие ультрафиолетовым или рентгеновским лучам. Энергия ионизации для этих атомов понимается как энергия, необходимая для удаления наименее прочно связанного электрона, каковым является один из занимающих самые внешние орбиты. [c.71]

Основное различие между свойствами характеристического рентгеновского излучения и характеристическими электронами (оже-электронами) при определении состава твердого тела состоит в разной глубине выхода из образца. Как рентгеновское излучение, так и оже-электроны образуются в результате ионизации под действием электронов пучка внутренних оболочек, а поэтому полученные методом Монте-Карло картины актов ионизации (например, рис. 3.7—3.9) дают одно и то же распределение генерации рентгеновского излучения и оже-электронов в области взаимодействия. Последующее распространение рентгеновских лучей и оже-электронов в образце до его поверхности [c.93]

При рассмотрении физической стороны механизма радиационного повреждения смазочных материалов облучающие частицы можно разделить на две группы легкие и тяжелые. В первую группу входят бета-частицы (электроны), рентгеновские лучи, гамма-кванты и другие виды электромагнитных излучений. Взаимодействие легких частиц с веществом в диапазоне энергий, обычно используемых для изучения радиационных повреждений (/ 1 — 5 Мзв), происходит главным образом посредством ионизации и возбуждения атомов и молекул. [c.238]

Радиолиз с помощью у-излучения или рентгеновских лучей вызывает возбуждение, ионизацию молекул и образование радикалов. В результате радиолиза органических соединений образуется смесь продуктов. Например, при облучении метана образуются этилен, пропан, бутан, изооктан, ацетилен и другие соединения. [c.219]

Воздействие на полимеры у-лучей, рентгеновских лучей, а также света УФ- и видимой областей спектра, как и других видов проникающей радиации, приводит к увеличению электрической проводимости. Известно, что облучение вызывает ионизацию и возбуждение макромолекул. Часть обусловленных этим изменений строения и свойств наблюдается лишь в процессе облучения и носит обратимый характер. Эти обратимые изменения наиболее существенно влияют на электрическую проводимость полимера. [c.55]

Если энергия йсо фотона превышает энергию ионизации атома, ТО поглощение фотонов будет сопровождаться переходом электрона из связанного состояния в состояние непрерывного спектра. Такое явление носит название фотоэффекта. Фотоэффект играет существенную роль в поглощении рентгеновских лучей и -квантов веществом и в ряде других физических явлений. [c.472]

Газы и пары при обыкновенном давлении практически не проводят электричества, но если газ ионизирован (под действием лучей радия, рентгеновских лучей и пр.), то он становится проводником. При ионизации молекула газа теряет один или большее число электронов, а оставшаяся часть молекулы заряжается положительно. С освободившимся электроном связываются нейтральные молекулы именно этот сложный комплекс, состоящий из молекул и электрона, и является отрицательным газовым ионом. Точно так же к положительно заряженному остатку молекулы присоединяются нейтральные молекулы этот комплекс образует положительный ион газа. Под влиянием приложенной разности потенциалов отрицательные ионы притягиваются к положительному электроду, а положительные к отрицательному и отдают соответствующему электроду свои заряды, чем и осуществляется прохождение тока. В электрическом поле разноименно заряженные ионы перемещаются в противоположных направлениях. Скорость этого перемещения тем больше, чем больше разность потенциалов, приложенная к электродам. Под влиянием высокого напряжения газовые ионы могут приобрести настолько большую скорость, что они при столкновениях с нейтральными молекулами производят в свою очередь ионизацию последних, и тогда в газе начинает проходить самостоятельный ток без посредства ионизирующего агента. Самостоятельные токи всегда связаны с явлениями свечения (явления тихого разряда). [c.252]

Действие различных видов излучений — а-, р-, у-лучей, рентгеновских лучей, электронов, дейтронов и др. на углеводороды приводит к ионизации и разрыву связей С—С и С—Н в молекуле углеводорода, к образованию новых веществ как с большим. [c.276]

При неупругом взаимодействии с ядрами вещества электроны теряют энергию в кулоновском поле ядер и вызывают эмиссию рентгеновского излучения со сплошным спектром. Неупругие столкновения могут вызвать ионизацию атомов, в результате чего возникают характеристические рентгеновские лучи или Оже-электроны. Если неупругие взаимодействия происходят между первичным пучком электронов зонда и слабо связанными внешними электронами вещества, испускаются вторичные электроны, имеющие энергию не выше нескольких десятков электрон-вольт. Кроме процессов, связанных с возбуждением внутренних и валентных оболочек атома, существуют плазменное и фононное возбуждения. Первый тип возбуждения характеризуется осцилляцией свободных электронов объекта в месте прохождения первичного пучка за счет энергии последнего. Фононное возбуждение является результатом взаимодействия зонда с кристаллической решеткой, что приводит к колебаниям атомов в решетке, испусканию световых квантов и в конечном счете к локальному разогреву вещества. Время элементарного акта возбуждения электронов внутренних оболочек атома и плазменного возбуждения составляет 10 с, процесс передачи энергии решетке длится 10" °—10 с. [c.218]

Эти зависимости выполняются при ионизации молекул газов рентгеновскими лучами, причем означает константу скорости бимолекулярной рекомбинации ионов [75]. [c.141]

Ионизация световыми квантами. Возбуждение и ионизация могут также происходить, если налетающей частицей является фотон или квант света (фотоионизация). Здесь различают два случая когда энергия поглощенного кванта hv — величина того же порядка, что и энергия ионизации, и когда она значительно больше энергии ионизации. Пары щелочных металлов легко ионизируются фотонами с энергией порядка энергии ионизации. При этом необходимое излучение находится в ультрафиолетовой области. Для ионизации инертных газов и молекулярных газов требуются кванты из далекой ультрафиолетовой области или из области мягких рентгеновских лучей. [c.83]

Ионизационная камера. Рентгеновские лучи, проходя через газ, вызывают его ионизацию. Если в ионизированном газе помещены электроды, то при приложении напряжения между ними возникает электрический ток. Это повторяется всякий раз, когда в межэлектродный промежуток попадает квант рентгеновского излучения. Так работают ионизационные детекторы рентгеновского излучения. Поглощение одного кванта вызывает ионизацию нескольких сотен атомов. Например, практически независимо от длины волны рентгеновского и 7-излучения на образование одной пары ионов в воздухе тра- [c.153]

Под ионизирующим излучением обычно понимают рентгеновские и 7-лучи или потоки заряженных быстрых частиц (протоны, дейтоны, а-частицы, -лучи и катодные лучи ). При прохождении заряженных частиц через воду молекулы воды ионизируются под действием ударов и по следу каждой ионизирующей частицы или непосредственно примыкающих 8-лучей возникают пары ионов. Рентгеновские лучи и у-лучи состоят из квантов большой энергии в результате поглощения такого кванта молекулой воды вылетает фотоэлектрон или комптоновский электрон отдачи с большой энергией. Образующиеся быстрые вторичные электроны ионизируют при ударах другие молекулы воды, так что по конечному результату поглощение рентгеновских лучей и у-лучей весьма близко к поглощению потока быстрых электронов, т. е. катодных или -лучей. Существенным различием между рентгеновскими, у-, - и катодными лучами, с одной стороны, и потоками тяжелых частиц (протоны, дейтоны, а-частицы), с другой стороны, является значительно большая плотность ионов в последнем случае. Так, например, Ли [35] вычислил, что число первичных актов ионизации на 1 j. пути электрона с энергией в 100 eV в воде равно 4,7, в то время как для тяжелой частицы с энергией в 1 MeV соответственное число равно 264. [c.97]

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]

РЕНТГЕНОВСКИЕ ЛУЧИ — электро магнитные колебания весьма малой длины волн, возникающие при воздействии на вещество быстрыми электронами. Р. л. открыты в 1895 г. В. Рентгеном. Волновая природа Р. л. установлена в 1912 г. М. Лауэ, открывшим явление интерференции Р. л. в кристаллах. Это открытие явилось основой развития рентгеноструктурного анализа. Р. л. невидимы для глаза, обладают способностью вызывать яркую видимую флюоресценцию в некоторых естественных и в искусственно изготовляемых кристаллических веществах, они действуют на фотоэмульсию и вызывают ионизацию газов. Этими свойствами Р. л. пользуются для обнаружения, исследования и практического использования Р. л. Различают два типа Р. л. тормозное и характеристическое излучение. Тормозное излучение возникает при попадании электронов на антикатод рентгеновской трубки оно разлагается в сплошной спектр. Характеристические Р. л. образуются при выбивании электрона из одного из внутренних слоев атома с последующим переходом на освободившуюся орбиту электрона с какого-либо внен)не-го слоя. Они обладают линейчатым спектром, аналогичным оптическим спектрам газов, с той лишь разницей, что структура характеристического спектра, в отличие от оптического спектра газов, не зависит от вещества, дающего этот спектр. Зависимость от вещества проявляется только в том, что с увеличением порядкового номера элемента в периодической системе элементов Д. И. Менделеева весь его характеристический рентгеновский спектр смещается в сторону более коротких волн. Другой особенностью характеристических спектров является то обстоятельство, что каждый элемент дает свой спектр независимо от того, возбуждается ли этот элемент к испусканию в свободном состоянии или в химическом соединении. Это свойство является основой рентгеноспектрального йпализа. Р. л. широко используются в науке и технике. Высокая про- [c.213]

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 ОСНОВНОМ сводится к следующему. Кристалл закрепляют на вращающейся подставке и помещают в центр круга. В одной пз точек,. нежащих на окружности, проектируется пучок рентгеновских лучей, направленный под определенным углом к выбранной грани кристалла. Интенсивность отраженных рентгеновских лучей устанавливают по производимой пмп ионизации газов. (Например, таких легко ионизируемых, как бромистый метил.) Наибольшая интенсивность отраженного излучения соответствует к = 1. Менее интенсивные отражения отвечают углам 02, 03 и т.д., удовлетворяющим соответственно условиям 2d sin02=2X, 2d sin 0з=ЗХ и т. д. В простых кристаллах (типа Na l) все такого рода углы соответствуют только одному значению d. Это говорит о том, что в данном случае единичная ячейка кристалла представляет собой куб, в углах которого расположены ПОНЫ. Более сложные кристаллы дают несколько различных значений d , 2, ( 3 и т. д. Эти величины определяют строение элементарной ячейки кристаллов. Подробнее этот вопрос рассмотрен в гл. ХП1. [c.27]

Самый ценный вывод, который был сделан на основании данных, полученных методом рентгеноструктурного анализа, состоит в том, что основной группой, отщепляющей протон от 2 -гидроксила, является Н1з-12, в то время как кислотная группа, отдающая протон уходящему 5 -кислороду, принадлежит Н1з-П9 [59]. (Любопытно, однако, что синтезированное производное рибонуклеазы с М -карбоксиметилированным остатком Н13-12 проявляет некоторую каталитическую активность — факт, в связи с которым возникает ряд вопросов [60].) Характер зависимости активности рибонуклеазы от pH согласуется с предложенным механизмом, поскольку найдены два значения р а (5,4 н 6,4), соответствующие двум группам, состояние ионизации которых контролирует активность фермента. (На основании ЯМР-спектров, показанных на рис. 2-42, было получено значение р/Са, равное 5,8.) Вблизи двух остатков гистидина расположен остаток Ьуз-41. Возможно, его положительный заряд используется для частичной нейтрализации отрицательного заряда на атомах кислорода фосфатной группы, облегчая атаку нуклеофильным агентом. С точки зрения химии рибонуклеазы интересен тот-факт, что под действием бактериальной пептидазы отщепляется фрагмент, содержащий двадцать аминокислотных остатков. Этот 5-пептид . Может воссоединяться с остальной частью молекулы с образованием активного фермента, называемого рибонуклеазой 5. Структура этого, фермента была определена методом дифракции рентгеновских лучей и по существу оказалась аналогичной структуре нативной рибонуклеазы. [c.121]

Напротив, уже давно предложенный в патентах Брауна [53] и Гроссли [54] четвертый вариант — уменьшение поляризации путем ионизации радиоактивными (рентгеновскими) лучами— стал в настоящее время весьма актуальным (ср. разд. 1.9). [c.54]

СТРУКТУРНЫЙ АНАЛИЗ - анализ структуры материала и его дефектов. Для исследования атомно-кристаллической структуры исполт,зуют дифракцию и рассеяние рентгеновских лучей (см. Рентгеноструктурный анализ), электронов (см. Электронографический анализ) и нейтронов (см. Нейтронографический анализ). Получили распространение методы анализа с использованием ориентационных эффектов при рассеянии тяжелых заряженных частиц (см. Ме-тодом ориентационных аффектов анализ), а также автоионный микроскопический анализ, в к-ром используют ионизацию атомов (или моле-ку.т) газа в неоднородном электр. поле у поверхности образца. При рассеянии потоков излучений атомами, находящимися в узлах идеальной кристаллической решетки, возникают резкие максимумы и диффузный фон вследствие комптоновского рассеяния. По положению и интенсивности максимумов определяют тип кристаллической решетки, размеры элементарной ячейки и расположение атомов в ней. Нарушения идеальности кристалла, напр, колебания атомов, наличие атомов различных хим. элементов, дислокаций, частиц новой фазы и др., изменяют положение, форму и интенсивность максимумов и вызывают дополнительное диффузное рассеяние, что дает возможность получать информацию об этих нару-шеннях. Дифракционными методалш изучают также строение веществ (напр., аморфных), пе обладающих строгой трехмерной периодичностью. Теории дифракции всех излучений имеют много общего, в то же время в них есть особенности, обусловли- [c.470]

Потенциалы ионизации, определяемые методом разности задерживающих потенциалов , дают результаты, значительно более близкие к данным, рассчитанным на основании спектроскопических величин, по сравнению с методами, не применяющими моноэнергетические электроны. Это особенно типично для таких молекул, как бензол [633, 965, 1450, 1451], в котором имеются возбужденные состояния иона, близкие к основному [676, 1452]. Тем не менее остается еще ряд проблем, неразрешенных и этим методом [1485], в частности эффективное распределение энергии электронов 0,1 эв неадекватно для всех изучаемых молекул. Не представляется также возможным каждый участок ионизационной кривой приписать отдельному процессу ионизации. Было показано [1835], что в процессах ионизации широко происходит автоионизация. Возможно, что атом при возбуждении двух электронов, будет содержать более чем достаточно энергии для ионизации путем удаления одного из электронов. Такой атом, возбужденный до дискретного энергетического уровня выше первого потенциала ионизации и в области сплошного спектра, характеризуется теми же квантовыми числами и четностью он может участвовать в переходах без излучения в состояния, где он существует как ион и как электрон. Этот эффект иногда называется эффектом Аугера, по аналогии с явлениями, наблюдаемыми для рентгеновских лучей. [c.481]

Проходя через вещество, рентгеновские лучи вызывают, ионизацию атомов, возбуждение в них флоуресцентного (вторичного) излучения и образование Оже-электронов. Эти процессы ответственны за поглощение рентгеновских лучей. Кроме того, интенсивность лучей, проходящих через вещество в направлении падающего пучка, уменьшается из-за рассеяния его электронами вещества по всем направлениям. Наконец, рентгеновские кванты очень-большой энергии (/lv>l МэВ), пролетая около ядер, вызывают появление электронно-позитронных пар. Все-это уменьшает интенсивность проходящего пучка тем больше, чем толще пронизываемый им слой вещества. [c.147]

Рентгеновская фотоэлектронная или рентгеноэлектронная спектроскопия основана на измерении кинетической энергии фотоэлектронов, испускаемых веществом под действием квантов рентгеновского излучения с известной энергией. Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта позволяет определить энергию ионизации или энергию связи электронов в=/tv—Екаа. В качестве источников рентгеновского излучения (рис. 23.8), используют обычные рентгеновские трубки с анодами из Си, Сг, А1, Mg, которые дают -излучение с энергией 8048, 5415, 1487, 1254 эВ. Для улучшения разрешающей способности спектрометра существенна монохроматизация рентгеновских лучей (с помощью фильтров или кристалл-монохроматоров). [c.578]

Механизм ионизации под действием электронов и а-частиц одинаков, однако в случае электронов существенное значение имеют также другие эффегаы. Взаимодействие электронов с веществом обычно делится на два типа а) неупругое рассеяние ионизация и образование рентгеновских лучей) и б) упругое рассеяние (отклонение полями электрона и ядра без потери энергии). Ионизация является наиболее важным видо а взаимодействия с веществом не только для а-излучения, но и для электронов. В пределах [c.23]

Прежде чем продолжать обсуждение явлений, сопутствующих облучению растворов, следует остановиться более подробно на различиях между действием различных видов излучения на чистую воду. Быстрые электроны возбуждают или ионизируют не более 1% молекул, через которые они проходят, и поэтому распределение радикалов, образующихся первоначально в воде под действием такого излучения, почти однородно. Излучения, связанные с большей плотностью ионизации, как, например, медленные электроны и а-частицы или другие тяжелые частицы, имеют значительно больше шансов вызвать ионизацию при прохождении через молекулу в случае действия таких излучений радикалы образуются поэтому первоначально в большой концентрации в узкой зоне, расположенной вдоль следа частицы. Многие из этих радикалов рекомбинируют друг с другом, прежде чем им удается выйти в основной объем жидкости и реагировать с растворенными веществами. Только та доля радикалов, которая выходит в раствор, может быть использована для зарождения цепей обратной реакции. Те радикалы, которые не выходят в раствор, обусловливают образование некоторого количества водорода и перекиси водорода. Доля выходящих радикалов не может достигнуть единицы даже в случае облучения быстрыми электронами потому, что быстрые электроны с течением времени могут замедлиться, а в качестве медленных электронов они будут вызывать в конце своей траектории ионизацию большой плотности, аналогичную ионизации, вызванной а-частицами. Эти малые участки плотной ионизации ( горячие точки ) обеспечивают постоянный источник водорода и перекиси водорода при облучении раствора жесткими рентгеновскими лучами или быстрыми электронами независимо от того, что происходит с большей частью свободных радикалов, доступных для реакции с растворенньши веществами. Стационарные уровни разложения, очевидно, непосредственно связаны с количеством свободных радикалов, соединяющихся в горячих точках. Чем больше доля радикалов, которым не удается выйти из горячих точек, тем выше должна быть концентрация продуктов [c.87]

В настоящем обсуждении этот предмет, известный под названием радиационной химии, подробно рассматриваться не будет. В основном внимание будет сосредоточено на обладающих большой энергией и обычно радиоактивных атомах, которые возникают при ядерных реакциях, протекающих с изменением заряда ядра. Несмотря на то, что эти частицы имеют большую энергию, они в большинстве случаев являются в основном не ионизирующими, так как благодаря своей большой массе они имеют небольшую скорость. Мы будем рассматривать их как частицы, которые при столкновениях передают свою энергию другим атомам, ионам и молекулам в системе и достигают в конце концов некоторого стабильного или метастабильного состояния. Наша задача заключается в том, чтобы предсказывать и объяснять эти конечные состояния. Эта точка зрения основывается на принципе, который нуждается в дальнейшем пояснении, а именно, что вероятность диссоциации любой определенной молекулы в результате ионизации вообще очень мала. Предположим, например, что процесс поглощения рентгеновских лучей каким-то образом обусловливал бы радиоактивность атома кислорода в молекуле воды каждый раз, когда происходит выбивание электрона. В этом случае сформулированный выше принцип означает, что выделяющийся газообразный кислород не содержал бы почти весь радиоактивный кислород, а фактически мог бы содержать лишь немногим больше, чем можно ожидать при равномерном распределении его среди всех молекул воды, т. е. точно так же, как если бы процессы ионизациии появления радиоактивности были бынезависимы. [c.223]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология