Главная -> Словарь

Ионизирующих электронов

Действие ионизирующего излучения на органические материалы . 155

Расщепление атома урана было практически осуществлено ЭЩЩ;_ _ко_-$?Е!Р1 2 декабря 1942 г. в, США. В процессе развития ядерной •технологии бь1ло„у_с1ановлено, что длительное облучениедеиствует разрушающе на ^большинство известных органических материаловТ Поэтому возникла необходимость в исследовании эксплуатационных свойств таких материалов, как пластмассы, покрытия и битумы в зоне ионизирующего излучения и способности их противостоять его воздействию. С этой целью необходимо было испытать ряд битумных материалов и установить возможность их использования в качестве экономичной защиты емкостей для жидких радиоактивных отходов Я герметизации емкостей для твердых отходов.

1) дать общее представление о влиянии ионизирующего излучения на органические материалы, среди которых битумы составляют важную химическую группу;

Источниками соответствующей информации являются литература и документы, находящиеся в фондах Окриджской национальной лаборатории , а главным образом — экспериментальные данные, полученные Хойбергом и Уотсоном . Весьма небольшая часть указанных работ относится непосредственно к влиянию излучения на основную химическую структуру биту-мсв. Первоначально эти данные нссили эмпирический характер и указывали на изменения физических и технических свойств биту-мсв под действием излучения. Первые сведения были получены в результате работы, субсидированной правительством США. Весьма вероятно, что у промышленных фирм имеются дополнительные сведения. Однако о влиянии ионизирующего излучения на битумы известно еще весьма недостаточно.

В течение последних лет некоторые исследователи пытались определить влияние ионизирующего излучения на битумные материалы, главным образом на асфальты, и использовать полученные данные на практике. Хойберг и Уотсон изучали действие из-

ДЕЙСТВИЕ ИОНИЗИРУЮЩЕГО ИЗЛУЧЕНИЯ НА ОРГАНИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ

Взаимодействие излучения с веществом. Из нашего определения ионизирующего излучения ясно, что оно включает как электромагнитное излучение, так и излучение частиц большой энергии. Ионизирующее электромагнитное излучение представляет собой поперечные волны в электромагнитном поле, обладающие достаточной энер-

У незаряженных нейтронов не может быть электрического взаимодействия; они останавливаются при столкнсвении с ядром подобно биллиардным шарам. Бомбардируемые атомы отскакивают со ско-рсстью, достаточной для потери орбитальных электронов, и прохо-. дят через поглотитель в виде тяжелых заряженных частиц. Нейтроны могут быть также остансвлены в результате поглощения атомными ядрами с сбразсванием нсвых, обычно радиоактивных, изотопов, но при облучении этот процесс, как правило, не имеет большого значения. Таким образом, все типы ионизирующего излучения приводят к образсванию заряженных частиц большой энергии, которые в кснечнсм итоге теряют ее, образуя ионизированные и возбужденные атомы или молекулы. Конечный результат такой ионизации и возбуждения зависит от природы химических связей в облученном материале.

В органических веществах химическая связь осуществляется через общие электронные орбиты или «парные электроны»; таким образом, ионизация и возбуждение с высокой степенью вероятности приводят к разрыву этих связей. Следовательно, для разрушения химических связей органических материалов эффективны все виды ионизирующего излучения.

Другим важным элементом окружающей среды является вода или влажность. Под действием ионизирующего излучения вода разлагается на водород и гидроксильные радикалы, которые могут вступать в реакцию с любым из присутствующих органических веществ. Таким образом, влага может служить источником процесса окисления. Выход радикалов в чистой воде аналогичен выходу в насыщенных углеводородах, а кислород, растворенный в воде, может также участвовать в реакциях, повышая скорость окисления.

ВЛИЯНИЕ ИОНИЗИРУЮЩЕГО ИЗЛУЧЕНИЯ НА БИТУМЫ

Рассмотрим взаимодействие ионизирующих электронов с органическими молекулами на сравнительно простом примере — этане.

Изменяя энергию потока ионизирующих электронов, можно до известной степени контролировать относительные количества получаемых ионов и осколков, но по соображениям воспроизводимости и точности анализов обычно эта энергия поддерживается на уровне от 50 до 100 электрон-вольт . Как показано па рис. 1, в этих пределах небольшие изменения энергии мало влияют на процесс ионизации углеводородов.

Рис. 1. Количества ионов л-Оутана при различной энергии ионизирующих электронов .

количество ионов при различной энергии ионизирующих электронов 337-338

Количественная характеристика распределения алкильных заместителей по длине и степени замещения может быть навдена с использованием распределений интенсивностеи пиков молецгляр ных и осколочных ионов, образованных при отщеплении этих заместителей . Низковольтная масс-спектрометрия используется крайне редко .

Масс-спектры снимали на спектрометре МХ-1303 с модифицированными системами напуска образца и регистрации масс-спектра при следующих условиях: ускоряющее напряжение 2 ке, энергия ионизирующих электронов 50 эь, температура ионного источника, анализатора и системы выпуска 250 °С .

Углеводородный состав нефтяных пеков, полученных из дистил-лятного крекинг-остатка и асфальта деасфальтизации, в сравнении с каменноугольным пеком приведен в табл. 2. Хромато-масс-спектры снимали^ на приборе HP-5989MS-Engene при энергии ионизирующих электронов 70 эВ и температуре ионизационной камеры 200°С. Разделение летучих компонентов проводили на капиллярной колонке НР-

Анализ масс-спектров, полученных в области энергии ионизирующих электронов 70 эВ, показал, что вклад осколочных ионов в спектр незначителен. Все расчеты велись по отношению к интенсив-

Анализ масс-спектров, полученных в области энергии ионизирующих электронов, показал, что вклад осколочных ионов в спектр незначителен.

Состав насыщенной и ароматических групп углеводородов, препаративно выделенных ФИА-методом из образцов легкого и тяжелого газойлей, исследован масс-спектрометрически на приборе MX 1303 при энергии ионизирующих электронов 70 эВ г. температуре в ионизационной камере 300° С по методикам . .