Cтраница 2
При работе газотрона в режиме выпрямления в междуэлектродном промежутке в непроводящую часть периода всегда имеются остатки газоразрядной плазмы, не успевающей полностью деиони-зироваться и могущей служить причиной возникновения разряда при действии высоких обратных напряжений. При-этом электроны остаточной плазмы и электроны, эмиттированные анодом при его бомбардировке положительными ионами, совершают многократные акты ионизации во время движения к аноду. Нарастание ионизации газоразрядной среды приводит к резкому увеличению обратного тока и в конечном счете к развитию аварийного самостоятельного дугового разряда. Для ослабления процессов ионизации в непроводящую часть периода в секционированных газотронах свободные электроны улавливаются вспомогательными электродами. На рис. 7 4 схематически изображено устройство высоковольтного секционированного газотрона, в котором кроме катода / С и анода А имеется ряд вспомогательных секционирующих электродов Эс, делящих междуэлектродный промежуток на части. Вспомогательные секционирующие электроды улавливают электроны и сокращают проходимые ими пути, тем самым снижая интенсивность ионизации. Электроны, попадающие на секционирующие электроды 5С, уходят на потенциометр Я и далее на катод. Для выравнивания падений напряжения на резисторах потенциометра параллельно им включают секционирующие конденсаторы Сс, имеющие одинаковые величины емкостей. Эти конденсаторы одновременно служат для снижения скорости нарастания обратного напряжения. [16]
Наиболее существенное отличие радиационно-хими-ческих реакций от фотохимических связано с неизбирательным характером поглощения ионизирующего излучения. В то время как свет поглощается, если его частота соответствует частоте поглощения молекулы, энергия радиации поглощается всеми молекулами, вызывая акты ионизации и переводя молекулы в возбужденное состояние. Сохраняя все преимущества фотохимического инициирования ( слабая температурная зависимость, отсутствие загрязнений в реакционной среде и др.), радиационное инициирование не накладывает каких-либо особых требований на реакционную среду. Эта среда может быть многокомпонентной, непрозрачной, находиться в разных агрегатных состояниях, кроме того, конструкция реактора может быть произвольной. [17]
Вслед за первичными процессами ( XXVIII) и ( XXIX) протекают различные вторичные процессы, приводящие в конечном счете к образованию радикалов. Например, при радиолизе органических жидкостей электрон, оторванный от молекулы, пройдя некоторый путь в жидкости ( при этом он может вызвать новые акты ионизации), в конце концов теряет свою избыточную энергию и приходит в тепловое равновесие со средой. [18]
Одно из наиболее существенных отличий радиационно-химических реакций от фотохимических связано с неизбирательным характером поглощения ионизирующего излучения. В то время как свет поглощается лишь в том случае, когда его частота соответствует полосе поглощения молекулы, энергия радиации поглощается всеми молекулами, вызывая акты ионизации и переводя молекулы в возбужденное состояние. [19]
Одно из наиболее существенных отличий радиационнохимических реакций от фотохимических связано с неизбирательным характером поглощения ионизирующего излучения. В то время, как свет поглощается молекулой лишь в том случае, когда его частота соответствует полосам поглощения молекул, радиационная энергия поглощается всеми молекулами, вызывая акты ионизации, а также переводя молекулы в возбужденные состояния. [20]
Одно из наиболее существенных отличий: радиационнохимических реакций от фотохимических связано с неизбирательным характером поглощения ионизирующего излучения. В то время, как свет поглощается молекулой лишь в том случае, когда его частота соответствует полосам поглощения молекул, радиационная энергия поглощается всеми молекулами, вызывая акты ионизации, а также переводя молекулы в возбужденные состояния. [21]
Еще большая концентрация должна получаться в дугах с хорошо испаряющимися металлическими электродами, так как Lft для металлов меньше, чем для азота. Отсюда следует, что электроны и ионы отдают энергию молекулам главным образом в очень многочисленных упругих соударениях, поддерживая тем самым высокую температуру газа. Акты ионизации непосредственно ударами электронов, имеющие столь большое значение в разрядах низкого давления, играют теперь второстепенную роль. [22]
В настоящее время мало что известно о свойствах того коллективного возбуждения, которое возникает в шпорах в первый момент после образования трека. Можно лишь утверждать, что за первые 10 14 сек. Такими процессами могут быть миграция и перераспределение в пределах шпоры энергии возбуждения и акты ионизации, приводящие к образованию вторичных электронов с небольшой энергией и катион-радикалов. [23]
В общем случае число вмпульсов / И3м, измеряемое детектором, несколько меньше числа частиц / с, попавших в него и вызвавших соответствующие процессы, так как часть частиц не регистрируется из-за наличия разрешающего времени детектора. Эффективность детектора от величины разрешающего времени не зависит. Эффективность счетчиков Гейгера - - Мюллера к р-частицам близка к 100 %, так как каждая р-частица, попавшая в рабочий объем счетчика, практически всегда вызывает акты ионизации газа, а в области Гейгера для возникновения ионной лавины достаточно появления в счетчике хотя бы одной пары ионов. [24]
Подробное изложение проблемы содержится в работах А.К.Пикаева [17], который отмечает большое значение процессов в шпорах, называя их святая святых радиационной химии. В случае облучения воды электронами с энергией 1 - 2 МэВ, имеющих величину линейной передачи энергии 0 2 эВ / нм, энергия передается воде порциями в среднем по 100 эВ и среднее расстояние между отдельными точками, где происходят акты ионизации и возбуждения, составляет 500 нм. Радикалы Н и ОН, образующиеся в пределах небольшой шпоры, рекомбинируют или диффундируют в объем раствора, где и вступают в реакции с растворенным веществом. Поскольку расстояние между этими шпорами велико, вероятность внутритре-кового перекрытия таких расширяющихся шпор мала. [25]
Совершенно так же, как рентгеновские и у-лучи теряют большую часть своей энергии в облучаемом веществе через посредство быстрых электронов, нейтроны теряют ее, образуя тяжелые заряженные частицы. Как электроны, так и заряженные частицы могут быть введены в облучаемую систему другими методами. Источником a - частиц, например, служат радиоактивные изотопы ( радон или полоний), а потоки протонов или дейтронов можно получить с помощью циклотрона. Тяжелые заряженные частицы, подобно электронам, теряют большую часть своей энергии, совершая акты ионизации и возбуждения молекул, не имеющие избирательного характера. Здесь протекают все те же вторичные процессы: образование б-лучей, возникновение роев и отрицательных ионов. Скорость частиц становится в конце концов настолько низкой, что электроны в атомах лишь смещаются при их приближении, не претерпевая отрыв или переход на более высокий энергетический уровень. Однако в связи со своей большой массой тяжелые заряженные частицы обладают при этом еще довольно значительной кинетической энергией. Для протонов она составляет, например, 20 кэв, а для a - частиц - 80 кэв. [26]
Некоторые из электронов, оторванных от атомов при воздействии быстрых электронов, сами обладают достаточно высокой энергией и могут взаимодействовать с атомами или молекулами. Если их энергия составляет значительную долю энергии быстрых электронов, то они носят название вторичных электронов и взаимодействуют с электронами внешних оболочек совершенно так же, как описано выше. При меньших значениях энергии, превышающих, однако, 100 эв, такие электроны принято называть 6-лучами. При энергиях ниже 100 эв, но выше потенциала ионизации среды ( - 10 эв) вызываемые электронами акты ионизации и возбуждения происходят на очень малом расстоянии от первичных ионов ( в конденсированной фазе - около 10 А), образуя рои или сгущения ионов и возбужденных молекул. В табл. 1 приведены данные о частоте образования ионных роев с различными числами ионизации. [27]
Радиационная химия изучает химические превращения, происходящие при воздействии ионизирующих излучений. Действие всех видов радиационного излучения в конечном счете сводится к взаимодействию заряженных частиц с электронами вещества, поэтому химический эффект действия различных излучений в значительной мере одинаков. Наиболее существенное отличие радиационно-химических реакций от фотохимических связано с неизбирательным характером поглощения ионизирующего излучения. В то время как свет поглощается, если его частота соответствует частоте поглощения молекулы, энергия радиации поглощается всеми молекулами, вызывая акты ионизации и переводя молекулы в возбужденное состояние. Сохраняя все преимущества фотохимического инициирования ( слабая температурная зависимость, отсутствие загрязнений в реакционной среде и др.), радиационное инициирование не накладывает каких-либо особых требований на реакционную среду. Эта среда может быть многокомпонентной, непрозрачной, находиться в разных агрегатных состояниях, кроме того, конструкция реактора может быть произвольной. [28]
Если в катоде имеется узкое отверстие, то положительные ионы, двигающиеся в темном катодном пространстве, в случае сравнительно низкого давления газа в разрядной трубке проходят через это отверстие и образуют в закатодном пространстве пучок кана-ловых лучей. На пути такого пучка газ светится. Как показывают опыты отклонения каналовых лучей в электрическом и магнитном поле, в составе каналовых лучей имеются как положительные, так и отрицательные ионы, а также нейтральные частицы газа, не претерпевающие отклонения. Наличие нейтральных частиц может быть объяснено процессами перезарядки. Образование отрицательных ионов показывает, что в каналовых лучах происходят акты ионизации нейтральных частиц газа положительными ионами, приводящие к появлению медленных свободных электронов, необходимых для образования отрицательных ионов. [29]
Некоторые стороны механизма радиационно-химических реакций изучены достаточно хорошо. Излучения, представляющие собой потоки заряженных частиц ( например, а - или р-лучи), взаимодействуя с веществом, вызывают образование ионов и возбужденных молекул вдоль трека каждой частицы. Излучения, не являющиеся потоками заряженных частиц ( например, улучи или нейтронные потоки), действуют на вещество совершенно так же, образуя вначале быстрые заряженные частицы. Характер последующих реакций зависит от линейной плотности первичных процессов вдоль трека. Здесь возможны два крайних случая. В первом последовательные акты ионизации и возбуждения совершаются вдоль трека на большом расстоянии друг от друга. Возникающие при этом реакционноспособные продукты могут реагировать с растворенным веществом. Во втором первичные акты следуют друг за другом настолько плотно, что реакционноспособные продукты реагируют между собой. Наблюдаемые в действительности процессы, вызванные действием различных видов излучений, занимают промежуточные положения между указанными крайними случаями. [30]