Радиолиз

Поделись знанием:
Перейти к: навигация, поиск

Радио́лиз — разложение химических соединений под действием ионизирующих излучений. При радиолизе могут образовываться как свободные радикалы, так и отдельные нейтральные молекулы. Радиолиз в рассматриваемом контексте следует отличать от фотолиза, формально приводящего к тем же результатам для менее прочных химических связей, например для случаев фоторазложения бинарных молекул хлора под действием ультрафиолета или разложения либо полимеризации фоторезиста при засветке.

Примером радиолиза может служить распад молекулы воды под действием альфа-излучения по следующей схеме:

<math>\mathsf{H_2O \rightarrow H_2O* \rightarrow H\cdot + HO\cdot}</math>
<math>\mathsf{2H\cdot \rightarrow H_2}</math>
<math>\mathsf{2HO\cdot \rightarrow H_2O_2}</math>
<math>\mathsf{H_2O_2 + HO\cdot \rightarrow HO_2\cdot + H_2O}</math>
<math>\mathsf{HO_2\cdot + H_2O_2 \rightarrow H_2O + HO\cdot + O_2}</math>

Продукты радиолиза по треку ионизирующей частицы образуют (в зависимости от энергии вторичного электрона) шпуры (шпоры), блобы и другие кластеры ионизации.[1]

Радиолиз может радикально смещать равновесие химических реакций, инициировать и катализировать прохождение реакций, в иных условиях невозможных.

Радиолиз изучается радиационной химией и имеет прикладное значение применительно к первичным радиобиологическим процессам в радиобиологии.

Количественной характеристикой радиолиза является величина радиационно-химического выхода.





Применение

  • Хотя энергии электронов и фотонов обычно слишком малы для разложения воды и выделения молекулярного водорода, их использование для получения водорода и гидрида бора все равно является перспективным в связи с относительной лёгкостью получения;
  • Избыток гидроксильных радикалов предохраняет охладительные системы легководных реакторов от коррозии.
  • Существует теория[2], что радиолиз внёс существенный вклад в наполнение земной атмосферы кислородом.
  • Существуют бактерии[3], которые используют процесс радиолиза для получения молекулярного водорода.
  • Радиационный распад молекул аминокислот, белков, цепочек рибонуклеиновых кислот, взаимодействие продуктов радиолиза воды с крупными органическими молекулами определяют возникновение и протекание лучевой болезни, повреждений в генном аппарате живых организмов.

Методы

  • Импульсный радиолиз — это метод инициации быстрых реакций, проходящих быстрее чем за 100 микросекунд. Метод используется в исследовательских целях, когда простое смешивание реагентов и инициация реакций происходят слишком медленно. Метод разработан в конце 50-х годов ХХ-го века John Keene в Манчестере и Jack W. Boag в Лондоне. Метод предусматривает облучение образца пучком ускоренных до высоких энергий электронов.
  • Как альтернатива импульсному радиолизу используется фотолиз с инициацией эксимерным лазером.

См. также

Напишите отзыв о статье "Радиолиз"

Примечания

  1. Кудряшов Ю.Б. Радиационная биофизика. — Москва: Физматлит, 2004. — С. 208.
  2. R Bogdanov and Arno-Toomas Pihlak of the Saint Petersburg State University
  3. Li-Hung Lin, Pei-Ling Wang, Douglas Rumble, Johanna Lippmann-Pipke, Erik Boice, Lisa M. Pratt, Barbara Sherwood Lollar, Eoin L. Brodie, Terry C. Hazen, Gary L. Andersen, Todd Z. DeSantis, Duane P. Moser, Dave Kershaw, and T. C. Onstott (2006). «Long-Term Sustainability of a High-Energy, Low-Diversity Crustal Biome». Science 314 (5798): 479. doi:10.1126/science.1127376. PMID 17053150.

Отрывок, характеризующий Радиолиз

– На горе пикет, ваше сиятельство, всё там же, где был с вечера, – доложил Ростов, нагибаясь вперед, держа руку у козырька и не в силах удержать улыбку веселья, вызванного в нем его поездкой и, главное, звуками пуль.
– Хорошо, хорошо, – сказал Багратион, – благодарю вас, г. офицер.
– Ваше сиятельство, – сказал Ростов, – позвольте вас просить.
– Что такое?
– Завтра эскадрон наш назначен в резервы; позвольте вас просить прикомандировать меня к 1 му эскадрону.
– Как фамилия?
– Граф Ростов.
– А, хорошо. Оставайся при мне ординарцем.
– Ильи Андреича сын? – сказал Долгоруков.
Но Ростов не отвечал ему.
– Так я буду надеяться, ваше сиятельство.
– Я прикажу.
«Завтра, очень может быть, пошлют с каким нибудь приказанием к государю, – подумал он. – Слава Богу».

Крики и огни в неприятельской армии происходили оттого, что в то время, как по войскам читали приказ Наполеона, сам император верхом объезжал свои бивуаки. Солдаты, увидав императора, зажигали пуки соломы и с криками: vive l'empereur! бежали за ним. Приказ Наполеона был следующий:
«Солдаты! Русская армия выходит против вас, чтобы отмстить за австрийскую, ульмскую армию. Это те же баталионы, которые вы разбили при Голлабрунне и которые вы с тех пор преследовали постоянно до этого места. Позиции, которые мы занимаем, – могущественны, и пока они будут итти, чтоб обойти меня справа, они выставят мне фланг! Солдаты! Я сам буду руководить вашими баталионами. Я буду держаться далеко от огня, если вы, с вашей обычной храбростью, внесете в ряды неприятельские беспорядок и смятение; но если победа будет хоть одну минуту сомнительна, вы увидите вашего императора, подвергающегося первым ударам неприятеля, потому что не может быть колебания в победе, особенно в тот день, в который идет речь о чести французской пехоты, которая так необходима для чести своей нации.
Под предлогом увода раненых не расстроивать ряда! Каждый да будет вполне проникнут мыслию, что надо победить этих наемников Англии, воодушевленных такою ненавистью против нашей нации. Эта победа окончит наш поход, и мы можем возвратиться на зимние квартиры, где застанут нас новые французские войска, которые формируются во Франции; и тогда мир, который я заключу, будет достоин моего народа, вас и меня.
Наполеон».


В 5 часов утра еще было совсем темно. Войска центра, резервов и правый фланг Багратиона стояли еще неподвижно; но на левом фланге колонны пехоты, кавалерии и артиллерии, долженствовавшие первые спуститься с высот, для того чтобы атаковать французский правый фланг и отбросить его, по диспозиции, в Богемские горы, уже зашевелились и начали подниматься с своих ночлегов. Дым от костров, в которые бросали всё лишнее, ел глаза. Было холодно и темно. Офицеры торопливо пили чай и завтракали, солдаты пережевывали сухари, отбивали ногами дробь, согреваясь, и стекались против огней, бросая в дрова остатки балаганов, стулья, столы, колеса, кадушки, всё лишнее, что нельзя было увезти с собою. Австрийские колонновожатые сновали между русскими войсками и служили предвестниками выступления. Как только показывался австрийский офицер около стоянки полкового командира, полк начинал шевелиться: солдаты сбегались от костров, прятали в голенища трубочки, мешочки в повозки, разбирали ружья и строились. Офицеры застегивались, надевали шпаги и ранцы и, покрикивая, обходили ряды; обозные и денщики запрягали, укладывали и увязывали повозки. Адъютанты, батальонные и полковые командиры садились верхами, крестились, отдавали последние приказания, наставления и поручения остающимся обозным, и звучал однообразный топот тысячей ног. Колонны двигались, не зная куда и не видя от окружавших людей, от дыма и от усиливающегося тумана ни той местности, из которой они выходили, ни той, в которую они вступали.