Н.С. Зефиров - Химическая энциклопедия, том 4 (1110091), страница 99
Текст из файла (страница 99)
В зависимости от назначения, типа и мощности ИИ рабочие камеры м. б. небольшими (единицы, десятки дм'), с местной (свинцовой, чугунной, стальной) защитой, позволяющей размещать аппараты практически в любом производств. помещения, либо-крупногабаритными (дссятки— сотни дм ), Для последних требуется стр-во спец. помещений с толстостенной (обычно бетонной) защитой с лабиринтными входами, защитными дверями и др. Имеются универсальные установки, предназначенные для исследований радиац. эффектов в в-вах в любых агрегатных состояниях в широком диапазоне т-р н давлений, а также опытно-пром, и иром.
установки для произ-ва определенной продукции или для проведения процессов (напр., для очистки и обеззараживания сточных вод). В большинстве радиац. установок ИИ служат потоки электронов (из ускорителей), т. к. они обладают рядом преимуществ перед у-излучением радионуклидов (леСо, зСз]: высокая плотность потока энергии излучения, приводящая к большим мощностям поглощенных доз и, как следствие, к малым временам облучения, что дает возможность, в частности, сократить производств. площади, проводить раднац.-хим. процесс на воздухе: относительно низкая сгонмость облучения; отсутствие радиац. опасности установки в выключенном состоянии (прн монтаже, ремонте и. т. и.). В связи с тем, что ускоренные электроны (и В-излучение радионуклидов) обладают сравнительно небольшим пробегом в в-вах, применение этих излучений возможно лишь при проведении процессов в тонких слоях (полимерные ленты, пленки, тонкостенные трубки, покрытия и др.) и в газовых средах.
Проникающая способность у-излучения значительно выше (напр., слой половинного ослабления широкого пучка 7-излучения с~Со в воде составляет ок. 27 см, в железс.- 3,5 см), что позволяет проводить радиац.-хим. процессы в крупногабаритных объектах, помещенных в герметичные 294 152 РАДИАЦИОННО-ХИМИЧКСКИЕ (в т. ч. Металлические) оболочки под давлением, в вакууме и др, условиях. Энергия ускоренных электронов м. б. трансформирована в энергию тормозного излучений, обладающего такой же проникающей способностью, как у-излучение. Однако такое использование ускорителей представляет ограниченный интерес длд РХТ, поскольку для наиб, мощных, надежных и экономичных ускорителей (с энергией 1-3 МэВ) коэф. конвертирований энергии электронов в энергию тормозного излучения составляет всего 5-!Овй и поэтому стоимосгь облучения возрастает в 10 — 20 раз по сравнению с использованием потоков электронов.
Пром. установки создаются с ускорителями электронов (энергий 0,5 — 3 МэВ, мощность до 100 кВт) н с долгоживущимн раднонуклидными источникамн у-излучения мощностью до 50 кВт (активность нуклидов ок. 1! 1О'о Бк длд аоСо и ок. 44 10 "Бк ддя 'э"Ся). Установки с наиб. мощными (до 10 кВт) источниками у-излучений м. б. реализованы путем создания при эиергстич. ядерных реакторах (при обязат. условии обеспечения их надежности и безопасности) т. наз. Раднац. контуров, в к-рых циркулируют рабочие в-ва, делящиеся (ядерное топливо) или неделшциесв (сплавы 1п — Оа; )ч)а) под действием нейтронов. Прн прохождении рабочих в-в через ядерный реактор в них генерируются радионуклиды (в т.
ч., что особенно важно, короткожнвушне) с у-излучением, к-рос используется для инициирования и проведения радиан.-хнм. процессов при прохождении рабочих в-в через радиац.-хим. установку. Такое у-излучение в 5-10 раз дешевле чем у-излучение лаиб, распространенного раднонуклида '8Со.
Благодаря комплексному использованию (для целей энергетики и РХТ) ядерного горючего значительно уменьшается стоимость тепла, генерируемого ядерным реагтором, и, следовательно, удешевлдетсй обычная хим. продукция, получаемая при использовании этого тепла или электроэнергии АЭС. Л п.. Рад»«цноняо-хнмнчсская технолог»я, в. (-25, М, (979-89; Испотьзованна атомной эяергян в «нмнческой т .тогян. Сб. научных трудов,м, (983; инка«в А. К., Современна» раляапяонная «ям«я. Таврим тело я пол«меры.
Прнклвдные венски», М., (987; Бретер А. Х., «Ж. Всес. хвм об-ва я» Д.И. Мендечееваг, (999, Ю б, с. 7(7-г«. Л.х. Ерсгер. РАДИАЦИОННО-ХИМЙЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ, совокупность хим, и физ.-хим. Превращений в-в под действием ионизирующего из.!учених. Предшествующие этим превращениям фнз. процессы взаимод. излучения с в-вом обычно также рассматривают как стадию Р.-х.
р. Нек-рые из этих процессов н превращений могут осуществляться при действии на в-во квантов света УФ диапазона, в электрич. разряде (см. Пдазмохымид), при электронном ударе, поглощении мощности СВЧ, в кавитац, полостях, создаваемых ультразвуковым полем внутри жидкости (см. А«еда«охи,ыид), и т. и. Механизм Р,-х. р. Теоретич, рассмотрение взаимод. излучения с в-вом, диссипацни поглощенной энергии с учетом электрнч. релаксации, а также нх мат, моделирование показали, что длительность этих процессов составляет не более 1О 'а-10 " с. Эксперим. данные о диффузии образовавшихся частиц и кинетике хим.
р-пий с их участием, полученные методом импульсного риг)илтнэа„позволяют выделить процессы, длительность к-рых превышает 1О " с. В табл. сопоставлены времена процессов, составляющих Р.-х. р. Условно различают песк. последоват стадий взаимод. излучения с в-вом: физическую (процессы продолжительностью !0 'а-1О "с), физико-химическую (завершаетсй спустя !О " с после прохождения иоиизирующей частицы или кванта излучения через в-во), собственно химическую (процессы длительностью более 1О 'о с). Физическая стадия определяет потери энергии ионизирующего излучения при неупругих столкновениях с частицами среды.
Эти потери характеризуются т. паз. линейной передачей энергии (ЛПЭ)-энергией, переданной среде нонизирующей частицей в заданной окрестности ее траектории на единицу длины пролета. Значения ЛПЭ варьируются в зависимости от природы излучений и его энергии в широких пределах: от 0,2 эВ(нм для высокоэнергетич. квантов 295 ВРКМКНИАИ ШКАЛА ПРОЦКССОВ В Р*ДИАЦНОНИОй ХИМИИ Процесс )Ьтнтел ность, с Пролег расстоапня порялм мал, диаметра электро«он с «перигей ! МзВ ц-ч»сгяцсй с энергней ! Мэв Ионнзацяя вар»ценной част«пей ннн вазбуклепне Релаксация високовозбукденяих состояний молеку.г Автояоннзацн» сверхвозбукденвмх состояний Пернол мол «огебеняй (лд» сравнен« ) Днссоонацяв возбу«денны« молекул я нонно.мол.
ршвя тя а н,о ч-н,о-н,о +оцСоаьв г»»яя ротона в воде (гйлратап«я) Тсрммнзацяя втор.нных электронов Соль«агапия алек ропе в воле О ялра копя) Внугрншяоровиа р.цнп в образо апис первичных мол пралуктов рад«о»»за в полярпыккядкостях Время «шзвя «шпор» в «шдкой Н,О Р.цяя сочьватяр э.с«тронов в ралнк»вов с акце . торами я образован«с вторичных ралнкалов я стабяльных продуьтов рад«опыта в обьеме к«в»ест« Время казня нона в газовой атэс до рекомбннацнп ( р» моцион»«дозы )О Г эВ си' с ') Р.цкв с участнеи «ероксядов, образо авшнхс» прн облучены» (О и (О-и (о-и-(о-' (о-и-(О ы )о " (о " )О™-(о м (О-ы (а и-(О-и чз (о '* (о н-(о ' <(о ' ю-' ю' (о-' вю ' и ускоренных электронов до 10" эВггнм длк осколков деления тяжелых ядер. Энергия излучения, переданная среде, расходуется на образование ионов (атомных и молекулярных), вторичных (выбитых) электронов с энергией, достаточной лля ионизацин еще песк.
Молекул среды (т. наз. энергетические, илн Ь-электроны), евер«возбужденных состояний, Расстояние, на к-ром происходит каждая послед. ионизация, прогрессивно уменылается, достигая песк. нм при потере энергии вторичным электроном до величины, меньшей потенциала ионизации молекул среды. Вторичные электроны, не производящие ионизацин, имеют еще достаточно энергии длй возбуждения молекул. Взаимод.
их со средой приводит к появлению возбужденных состояний молекул и ионов и дальнейшему снижению энергии вторичных электронов до иск-рой пороговой энергии электронного возбужденна Ец. Электроны с энергией Ео < Е < ((Т ()(Т-тепловая энергий срелы, )( — постояннай Больцмана, Т вЂ” або. т-ра) наз. электронами недовозбуждення. В конденсир, фазах на физ, стадии происходит также образование коллективных возбуждеиий— плазмоиов, за время существования к-рых (!О ' -1О "с) энергия, составляющая от !5 до 25 эВ, локализуетси на отдельных молекулах, в результате чего происходит ионизация последних или переход нх в высоковозбужденные состояния.
К концу физ, стадии (спустя !О 'з с после облучения) в системе присутствуют мол. ионы, электроны недовозбуждения,молекулы и ионы в сверхвозбужденных и возбужденных состойшшх, Система в этот момент дал»етой термически неравновесной и пространственно неоднородной, поскольку образовавшиеся частицы образуют вдоль пути ионизирующей частицы микрообластн лиаметром песк.
Вм с высокой нх локальной концентрацией: грушевидные по форме «блобы», короткие треки и сфернч. «шпорып. Процессы ионизацни и возбуждений, происхоляп(ие при прохождении ионизнрующей частицы через в-во н приводящие к пространств. неоднородности в-ва, в радиац. химии чаще всего отражаются величиной ЛПЭ, равной линейной тормозной способности среды, к-рай обусловлена полной потерей энергии частицы при столкновениях.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
