химический каталог




Курс физической химии. Том II

Автор Я.И.Герасимов

>в котором энергетическим катализатором является молекула азота. Не всегда обязательна, вероятно, и крайняя степень активации молекул, т. е. диссоциация их на атомы. В иных случаях, например при ударах второго рода, могут появляться молекулы, находящиеся на высоких уровнях колебательного возбуждения. Такие молекулы также могут быть химически активными,

ГЛАВА XI

ХИМИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ ИЗЛУЧЕНИЙ БОЛЬШОЙ ЭНЕРГИИ (РАДИАЦИОННАЯ ХИМИЯ)

§ 1. Предмет радиационной химии

Раздел физической химии, посвященный изучению химических реакций под действием излучений большой энергии, называют радиационной химией. К числу частиц, вызывающих химические реакции, относятся нейтроны, электроны, положительно и отрицательно заряженные ионы и кванты энергии более 50 эв (рентгеновские и у-лучи)*. Химические реакции, протекающие под действием излучений большой энергии, получили название радиолиза.

Хотя впервые действие излучений обнаружили в 1896 г. (Бек-керель отметил почернение фотографической пластинки под действием излучения калийуранилсульфата), исследования действия излучений на химические реакции проводились в ограниченных масштабах из-за отсутствия достаточно интенсивных источников таких излучений. Только в последние годы в связи с развитием атомной энергетики начали широко проводить исследования действия излучений большой энергии на вещество; созданы первые промышленные процессы с Использованием этих излучений.

§ 2. Источники излучений

Источниками излучений большой энергии, используемыми в радиационной химии, могут служить отходы, получаемые при работе ядерного реактора. При делении каждого ядра 235U образуются два новых ядра с приблизительно равными массами. Эти продукты образуют группу изотопов с массовыми числами от 72 до 162. Атомы продуктов деления нестабильны; в процессе ^-распада идет превращение одного химического элемента в другой. В ряде случаев образую- -щееся после испускания {5-частицы ядро находится в возбужденном состоянии? переход такого ядра в нормальное, или основное состояние, сопровождается излучением одного или нескольких у~квантов- Максимальная энергия {3-частиц, испускаемых продуктами деления, равна 3,5 Мэв, энергия улУчеи — 3,8 Мэв. Однако такой энергией обладают в основном недолговечные продукты деления.

* В радиационной химии не рассматривается действие света, энергия квантов которого не превышает 12 эв.

Облучение можно производить и внутри активной зоны атомного реактора. Около 10% выделяющейся в реакторе энергии приходится на {3- и у*излучение. Источниками излучения в реакторах являются: а) продукты распада атомного горючего (расщепляющегося материала), б) потоки топлива в наружных контурах реакторов, работающих на жидком горючем (раствор ураииловых солей—нитратуранила или уранилсульфата в воде), в) активная зона реактора. Выгруженное твердое горючее также может быть использовано для облучения.

§ 4. Первичные процессы

243,

Другими источниками излучения являются некоторые искусственно получаемые радиоактивные изотопы, в частности 60Со. Такие радиоактивные вещества получаются в ядерных реакторах при облучении нейтронами различных материалов. В зависимости от времени облучения нейтронами, можно получить препарат с определенным содержанием изотопа 60Со, т. е. препарат определенной активноси. Период полураспада 60Со равен 5,3 г. Энергии улУчеи 60Со равны 1,16 и 1,30 Мэв.

Кроме того, в качестве излучений высокой энергии можно использовать протоны, дейтоны, а-частицы, ускоренные в специальных ускорителях (циклотрон, генератор Ван-деТраафа). Пучки быстрых электронов можно получать, используя электронные ускорители или радиоактивные изотопы некоторых элементов (например, 90Sr, I37Cs и др.). Источником квантов больших энергий, кроме уже указанных искусственно получаемых радиоактивных элементов, могут служить мощные рентгеновские трубки; для получения У"излУчении можно также использовать торможение быстрых электронов, полученных в ускорителях (бетатроне, линейном ускорителе электронов, генераторе Ван-де-Граафа). Источниками нейтронов, кроме атомных реакторов, могут быть радий-бериллиевые и полоний-бериллиевые источники или специальные ускорители нейтронов.

§ 3. Отличие радиолиза от фотохимического процесса

Так как энергия частиц, применяемых в радиационной химии, во много раз превосходит энергию квантовых уровней валентных электронов веществ—участников химической реакции, то в отличие от фотохимических процессов первичный акт взаимодействия излучений большой энергии с веществом не носит избирательного характера. Этот первичный акт взаимодействия излучений большой энергии с веществом приводит обычно к ионизации вещества и возникновению свободных радикалов. Поглощение ионизирующих излучений зависит от порядкового номера поглощающего элемента. Первичные продукты взаимодействия образуются вдоль путей ионизирующих частиц, причем ионизация возрастает к концу пути частиц и зависит от их природы и массы. В фотохимических реакциях вторичные процессы являются в большинстве случаев чисто химическими (реакциями радикалов). В отличие от веществ, получающихся в результате фотохимических реакций, вещества, возникающие под действием радиации большой энергии, подвержены дальнейшему воздействию излучений. Вторичные процессы в радиационно-химических процессах могут быть процессами взаимодействия возникающих в первичном акте электронов, ядер отдачи или квантов меньшей энергии с веществом.

§ 4. Первичные процессы

Прохождение всех видов излучений через вещество приводит в итоге к потере энергии частицами и квантами. До тех пор, пока энергия частиц и квантов больше энергии ионизации молекул и атомов, она растрачивается в основном на ионизацию последних.

Торможение а-частиц в веществах обусловлено главным образом взаимодействием этих частиц с электронами. Последние захватываются а-частицами, в результате чего образуются однозарядные ионы и электронейтральные атомы гелия. Но вследствие огромной скорости движения частицы присоединенные электроны отщепляются, причем процесс этот повторяется многократно. Одновременно из атомов и молекул поглощающей среды образуются ионы. На один акт образования пары ионов в воздухе а-частиЦа расходует энергию, равную в среднем 34 эв. Электроны, выбиваемые а-частицами из атомов и молекул, обладают большой кинетической энергией и сами могут вызывать ионизацию атомов и молекул.

р-Частицы обладают большей проникающей способностью, чем а-частицы, и гораздо меньшей, чем у_лУчи- При движении через вещество fJ-частицы также выбивают электроны из атомов и молекул, которые превращаются в положительно заряженные ионы, р-частицы на единице длины своего пути в воздухе образуют в сотни раз меньше пар ионов, чем а-частицы на том же пути. Для практических целей р-излучение можно использовать в том случае, если нужно создать ионизацию только в поверхностном слое облучаемого вещества или осуществить цепную химическую реакцию в газе. Там, где необходимо, чтобы излучение проникало на большую глубину, например при осуществлении химических реакций в жи

страница 64
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173

Скачать книгу "Курс физической химии. Том II" (5.2Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
поставка под телевизор
Гарант Консул 06009.R
вентилятор канальный влагозащищенный
tokio hotel купить билет москва

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(09.12.2016)