химический каталог




Курс физической химии. Том II

Автор Я.И.Герасимов

дких и твердых телах, следует использовать у-лучи.

Поглощение у_лУчеи в веществе происходит по одному из трех механизмов. Если энергия у-квантов составляет около 10 кэв (Х~> 1,5А), то при взаимодействии фотона с атомом наблюдается фотоэлектрический эффект. Кинетическая энергия выбитого электрона равна энергии поглощенного фотона за вычетом энергии, необходимой для удаления электрона из атома. Фотон при этом полностью поглощается и, следовательно, такой процесс не изменяет энергию фотонов проходящего пучка, а лишь уменьшает общее число фотонов. По мере увеличения энергии падающих фотонов существенную роль начинает играть эффект Комптона. Фотон сталкивается с атомным электроном и претерпевает упругое рассеяние, при этом энергия падающего кванта распределяется между электроном отдачи и фотоном рассеяния. Возникающий электрон отдачи, в свою очередь, вызывает ионизацию вещества. В случае эффекта Комптона общее число фотонов остается неизменным, хотя энергия их уменьшается (увеличивается длина волны X) и, кроме того, изменяется направление их движения. Эти рассеянные фотоны также могут вызывать ионизацию вещества. Вероятность комптоновского взаимодействия зависит от числа электронов, приходящихся на единицу площади поперечного сечения вещества. Если энергия уквантов больше 1,02 Мэв (Я<10~2А), то более вероятен третий процесс — образование пар. Фотон при этом превращается в пару электрон — позитрон. Так же, как и при фотоэлектрическом эффекте, при образовании пар происходит полное исчезновение фотона.

Поскольку рентгеновские лучи отличаются от у-квантов только меньшей частотой и соответственно меньшей энергией, об их первичном действии на вещество можно сказать то же самое, что и о у-лучах небольшой энергии.

Нейтроны, проходя через вещество, сталкиваются и взаимодействуют только с ядрами атомов и могут быть поглощены ими, а элемент, таким образом, превращается в изотоп. В результате распада ядер этих изотопов могут образоваться новые элементы. Если нейтрон не захватывается ядром, то он может выбить атом из молекулы. Скорость выбитого атома может быть настолько большой, что он потеряет один или несколько электронов. При небольших энергиях нейтронов скорость выбитого атома невелика и он сохраняет свою электронную оболочку, хотя она может придти в возбужденное состояние.

§ 5. Поглощенная доза излучения. Доза излучения.

Мощность дозы

Изменения, происходящие в облучаемом объекте под воздействием различного рода излучений, зависят от величины энергии, поглощенной облучаемым объектом. Количество энергии любого вида излучения, поглощенной 1 г вещества, называется поглощенной дозой излучения, которая измеряется в радах; рад равен 100 эрг энергии, поглощенной 1 г любого вещества (независимо от вида ионизирующей радиации). Производными единицами являются миллирад (мрад) и микрорад (мкрад).

1 мрад = Ю-3 рад — 0,1 эрг/г

1 мкрад = Ю-6 рад = 0,0001 эрг/г

Для расчетов удобно пользоваться средней поглощенной дозой

D = Mdi—рад' (XI1)

где N — число частиц, падающих на 1 см2 поверхности облучаемого объема в 1 сек; Е — средняя энергия падающих частиц, Мэв; t — время облучения, сек\ 1,6 ? Ю-6 — термический эквивалент 1 Мэв (1 Мэв = 1,6 • 10"6 эрг); 100 —энергетический эквивалент 1 рад (1 рад = 100 эрг/г); d — длина пробега ионизирующей частицы в облучаемом веществе, см; р — плотность облучаемого вещества, г/см3.

Доза, поглощенная в единицу времени, называется мощностью поглощенной дозы и измеряется в рад/ч, рад/мин, рад/сек.

Дозы рентгеновского и уизлУчении обычно измеряют в рент* генах. Рентген (р) — это доза рентгеновского или у-излУчения, при которой сопряженная корпускулярная эмиссии на 0,001293 г воздуха (1 см3 атмосферного воздуха при температуре 0°С и давлении 760 мм рт. ст.) производит в воздухе ионы, несущие заряд в одну электростатическую единицу.

Производными рентгена являются миллирентген (мр) и микрорентген (мкр):

\р= Ю3 мр = 106 мкр

Заряд однозарядного иона равен 4,8 * 1010 СГСЕ (заряд электрона), поэтому 1 р образует в 1 смъ воздуха

Энергия, затрачиваемая на образование одной пары ионов, равна в среднем 34 эв, следовательно, доза в 1 р соответствует поглощению энергии, равной

Е = 2,08 • 10в • 34 = 7,07. 10'° эв = 0,113 эрг или в 1 г воздуха

„ о.пз й_ .

?==W293- = 87 ЭРФ

Следовательно, при дозе в 1 р энергия, поглощенная в воздухе, равна 87 эрг/г или поглощенная доза излучения равна 0,87 рад.

В рентгенах допускается измерять излучения с энергией до 3 Мэв.

§ 6. Активность радиоактивного изотопа

Для характеристики активности радиоактивного изотопа применяют единицу, называемую кюри (с); эта единица определяется количеством радиоактивного вещества, в котором происходит 3,7 • 1010 распадов в 1 сек. Производными единицами являются милликюри (мкюри) и микрокюри (мккюри)

1 мкюри = 10 кюри = 3,7 «10 расп/сек

1 мккюри = Ю-6 кюри — 3,7 • 104 расп/сек

Для характеристики активности уизлУчения пользуются еще одной величиной — грамм-эквивалентом радия. Грамм-эквивалент радия — это такое количество радиоактивного вещества, которое при одинаковых геометрических условиях создает ту же дозу, что и один грамм радия в равновесии со своими продуктами распада.

§ 7. Вторичные процессы

Детальный механизм радиационно-химических процессов пока неизвестен. Однако известны основные процессы, которые протекают под действием любых излучений. К таким процессам относятся ионизация и возбуждение молекул и последующая диссоциа§ 7. Вторичные процессы

247

ция их с образованием свободных радикалов или атомов. Возникающие под действием излучений активные частицы — ионы, атомы и радикалы, вступают во вторичные процессы. Это приводит к большой сложности радиационно-химического процесса в целом.

Рассмотрим возможные элементарные процессы, которые детально были уже рассмотрены в разделах, посвященных закономерностям распада и образования молекул, фотохимии и химическим реакциям в электрических разрядах.

Если действие излучения начинается с ионизации молекулы А, то процесс можно изобразить в виде

А -ЛЛА> А+ -f- е

Стрелка с зигзагом указывает на поглощение определенной доли радиации (аналогично символу -\-hv для фотохимических процессов). Масс-спектрометрические исследования показывают, что наиболее вероятны процессы однократной ионизации исходной молекулы.

Далее возможен процесс нейтрализации и образования возбужденной молекулы А:

Л+ + е —> Л*

Одновременно с этим процессом вырванный при ионизации электрон может быть захвачен другой молекулой М (причем М может быть молекулой того же сорта, что и А, либо отличаться от нее)

М + е —> М"

Если ион А+, образованный в исходной реакции, приобретает затем более устойчивую конфигурацию, то нейтрализация может осуществляться путем взаимодействия А+ с ионом противоположного знака М-:

А+ + М" —> А* + М

Возбужденная молекула А* может распадаться на свободные атомы или радикалы R и X либо расщепляться на более мелкие стабильные молекулы В и С:

—> В+С В жидкой фазе более вероятен второй проц

страница 65
< 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
профнастил в кургане цена размеры
купить линзы через интернет season
стол журнальный 736-05
приточно-вытяжная установка dvs ris официальный сайт

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
(06.12.2016)