Sahifa 1 Radioaktivlik, radionuklidlar va nurlanish

Sahifa 131

Suvning radiolizida yuzaga keladigan jarayonlarni aks ettirish mumkin

ketma-ket transformatsiyalar zanjiri shaklida: suv ionlari (N20 +,

e ^^ radikallar (H va OH) ^ molekulyar mahsulotlar (H2, H2O 2).

Erkin radikal kuchli qaytaruvchi moddadir va O ff

kuchli oksidlovchi vosita. Molekulyar mahsulotlarni keltirib chiqaradigan radikallar, ularning

ular ham yo'q qiladi. Tsikl mavjud:

suv ^ radioliz mahsulotlari ^ suv.

Biroq, ushbu tsikl buzilishi mumkin. Bir usul - olib ketish

tizimdagi radioliz mahsulotlari, vodorodni pompalayapti yoki nega aylantiradi

bariy peroksidga vodorod reksi cho'kindi. Ikkinchisi vvo

molekulyar bilan reaksiyaga kirishmasdan har qanday moddalarni bering

suv radioliz mahsulotlari, H va OH radikallari bilan reaksiyaga kirishadi

suv radiolizining molekulyar mahsulotlarini halokatdan eng ko'p himoya qiladi

niya.

Yuqoridagi reaktsiyalarga qo'shimcha ravishda yana ikkitasi paydo bo'ladi

H2O2 + O ff ^ H2O + HO2,

(5d)

HO2 + HO2 ^ H2O2 + O2.

(5e)

Ushbu transformatsiyalar natijasida suvda ozgina suv qoladi.

molekulyar kislorod va molekulyar vodorod miqdori.

Agar siz toza suvni emas, balki har qanday birikmaning eritmasini nurlantirsangiz,

keyin molekulyarni yo'q qilish o'rniga H va OH radikallari

suvning radioliz mahsulotlari erigan molekulalar bilan reaksiyaga kirishadi

birikmalar, uning turli xil o'zgarishini keltirib chiqaradi - oksidlanish, qaytarilish

yangilanish, yo'q qilish, polimerizatsiya va boshqalar.

Gidroksil radikal OH suvli eritmalar nurlanishida aniqlandi

akrilonitril xandaq CH2 = CHCN. Akrilonitril molekulasi o'z ichiga olmaydi

uning kislorod atomlarining tarkibi, ammo u suvda nurlanganda

eritma poliakrilonitrilni gidroksil guruhlari bilan hosil qiladi.

Paramagnetik rezonans usuli bilan, shakllanishi

radikal H (atomik vodorod) va gidroksil radikal. Atom

vodorod kuchli qaytaruvchidir (osonlikcha berishga qodir)

uning elektroni) va gidroksil radikali - oksidlovchi moddalar bilan (energetik ravishda chiqarib tashlanadi)

boshqa birikmalarda elektron bor), shuning uchun ular aksincha

ko'rinib turganidek, eruvchan moddalarga noto'g'ri ta'sir

quyidagi misollar:

Fe2 + + OH ^ Fe3 + + OH-, Ce3 + + OH ^ Ce4 + + OH-;

(6a)

Fe3 + + ff ^ Fe2 + + H +, Ce4 + + ff ^ Ce3 + + H +.

(66)

Shunday qilib, suyultirilgan eritmalardagi birikmalarning konversiyasi

paksga suv radiolizining mahsulotlari sabab bo'ladi. Ushbu jarayon deyiladi

bilvosita nurlanish. Konsentrlangan eritmalarda

erigan birikmaning transformatsiyasi ham sodir bo'lishi mumkin

u o'zaro ta'sirlanganda nurlanishning "to'g'ridan-to'g'ri" harakati natijasida

to'g'ridan-to'g'ri eritilgan moddaning molekulalari bilan ularni keltirib chiqaradi

nizatsiya, bu o'z navbatida mos keladigan ko'rinishga olib keladi

160

132-bet

radikal va molekulyar mahsulotlar. Juda suyultirilgan

echimlar bilvosita effektlar tomonidan boshqariladi va konsentratsiyalangan

- ikkala ta'sir.

Suyultirilgan eritmalarda irqlarning radiatsion-kimyoviy hosilasi

erigan moddalar kichikdir. Ko'pgina birikmalar uchun konversiya

zanjir mexanizmiga amal qilmaydigan, hosil 4 ^ 5 ionga teng

yoki 100 eV ga molekulalar. Ko'proq konsentrlangan eritmalarda ular yo'q

qancha ko'payadi, 100 eV ga 12 ion yoki molekulaga etadi. Bunday holda

choy suvi va suvli eritmalar samaradorligi

radiatsiya energiyasi juda kichik - 10% dan oshmaydi. Shuning uchun, sanoat uchun

faqat zanjirli radiatsion-kimyoviy jarayonlar muhim ahamiyatga ega

birikma hosil bo'ladigan ko'proq jarayonlar, agar iloji bo'lsa,

boshqa usullar bilan, keyin ko'p energiya bilan oling. Olaylik

benzolning fenolga, etilendan asetaldegidga oksidlanishi

va boshq.

Eng ko'p uglevodorodlarning radioliziga qisqacha to'xtalamiz

ulkan uglerod birikmalarining oddiy vakillari.

Har qanday uglevodorodning radiolizida hosil bo'lgan mahsulotlar

ha, uni uchta asosiy guruhga bo'lish mumkin: 1) parchalanish mahsulotlari

uglerod-uglerod bog'lanishining yorilishi bilan uglevodorod molekulasining (yo'q qilinishi)

yoki vodorod atomini ajratib olish yo'li bilan; 2) bilan ichki transformatsiya mahsulotlari

uglerod atomlari sonini saqlab qolish, ammo o'zgarishlarga uchraydi

tuzilish va / yoki kimyoviy bog'lanishlar; 3) molni kattalashtiradigan mahsulotlar

salqin

Pentan, barcha yog'li uglevodorodlar singari, sezgir

nurlanish harakati. Har 100 eV so'rilgan yemirilish energiyasi uchun

9 molekula mavjud, ya'ni. bitta bog'lanishni buzish o'rtacha 11 ev. Agar

uglevodorodlarda bitta CH bog'lanishini sindirish uchun 4 eV zarurligini hisobga oling

(chunki C-C aloqasi bundan ham kamroq), shunda siz energiyaning atigi 40 foizini ko'rishingiz mumkin

nurlanish oxir-oqibat kimyoviy transformatsiya uchun ishlatiladi,

va 60% moddada tarqalib, issiqqa aylanadi. Belgilangan mahsulotlar

Pentan rukkalari (metandan butangacha) barcha mahsulotlarning 24 foizini tashkil qiladi

radiatsion-kimyoviy reaktsiyalar va ichki transformatsiya mahsulotlari

nia (qo`sh bog` hosil bo`lishi natijasida hosil bo`lgan pentenlar)

- o'n bir foiz. Konsolidatsiya mahsulotlari ko'pchilikni tashkil qiladi; ulardan nai bilan

izodekan (iso-XuH22), rekombi

ikkita pentil radikalidan iborat xalq.

C5H11 + C5H11 ^ uZO-XuH22.

(7)

Dekan (n-XiuH22) nurlantirilganda 20% yo'q qilinadi

molekulalar, er-xotin bog'lanish hosil bo'lishi 22% molekulalarda,

Molekulalarning 58% yolg'onga uchraydi. Agar dastlab molekula bo'lsa

er-xotin bog'lanishlarni o'z ichiga oladi, so'ngra sodir bo'lgan asosiy jarayon

nurlanish, ikkita bog'lanishda ikkita molekulaning kombinatsiyasi bo'ladi - dimeri-

zation, va bundan keyin - polimerizatsiya.

161

133-bet

Ichki qayta qurish turlaridan biri bu izomerizatsiya,

o'sha. atomlar sonini o'zgartirmasdan molekulani qayta tashkil etish.

Agar uglerod atomlari ko'p bo'lgan uglevodorodlar bo'lsa

uzoq ta'sir qilish, siz juda ko'p narsalarni olishingiz mumkin

qisqa zanjirli uglevodorodlar. Ushbu jarayon atamaga yaqin

uglevodorodlarning yorilishi. Radiatsiya-kimyoviy hosil bo'lish vaqtlari

600 ° da pozitsiya 100 eV ga 15000 molekula. Radiatsiya bilan

ammo termal yorilish (RTK) mahsulotlarning tarkibi biroz boshqacha

termal yorilish paytida mahsulotlarning tarkibi to'g'risida. Shunday qilib, foiz doimiydir

individual uglevodorodlar 70-75%, an'anaviy ter bilan

kimyoviy yorilish - 50% dan ko'p bo'lmagan. RTKning afzalligi shundaki

yorilish jarayoni 150-200 ° pastroq haroratda amalga oshirilishi mumkin,

odatdagidan ko'ra.

Uglevodorodlarning misoli shuni ko'rsatadiki, moddalar tuzilishi ta'sir qiladi

uning radiatsiyaviy qarshiligi to'g'risida. Masalan, gazsimon mahsulotlarning chiqishi

benzol uchun radioliz (vodorod, metan) hosildan 100 baravar past

geksanni yo'q qilishning gazsimon mahsulotlari. Polyme mahsulotining rentabelligi

benzol geksandan ikki baravar past. Benzol ko'proq chidamli

nurlanish va geksen bilan solishtirganda SN3-SN2-SN2-SN = SN-SN3,

bitta er-xotin bog'lanishga ega va tsiklogeksan bilan halqaga ega, ammo

qo`sh bog`siz. Yuqori nurlanish qarshiligi - bu xususiyat

barcha tsiklik birikmalar. Bundan tashqari, agar biron bir molekula bo'lsa

benzol halqasini o'rnating, u qirg'inga nisbatan ancha chidamli bo'ladi

radiatsiya ta'siri. Ion almashinadigan qatronlar

benzol halqasi molekulalari, og'riqning 100 baravariga bardosh bera oladi

faqat chiziqli zanjirli molekulalardan qurilgan qatronlarga qaraganda shuyu

kami uglerod. Yana bir misol - motorlarning ishqalanadigan qismlarini moylash,

radiatsiya sohasida ishlaydigan kompressorlar va boshqalar. Ta'siri ostida

Ushbu yog'lar nurlanishi moylash xususiyatlarini tezda yo'qotadi. Agar moylash kerak bo'lsa

benzol halqasini o'z ichiga olgan oktadesil tereftalat qo'shmang, keyin

u qo'shimchasiz dozani 50 barobar oshirishi mumkin. Hamma pla

molekulalarida benzol halqasi bo'lgan stmaszalar ham barqarordir

nurlanish ta'siriga sezgir.

Molekulalari unday bo'lmagan organik birikmalarning radiolizi

faqat uglerod va vodorod atomlaridan, shuningdek boshqa atomlarni o'z ichiga oladi

elementlar (kislorod, azot, oltingugurt va boshqalar) radiolizga qaraganda murakkabroq

uglevodorodlar. Yo'q qilish mahsulotlari orasida nafaqat

molekulaning uglevodorod qismining parchalari, shuningdek tarkibidagi birikmalar

funktsional guruhning transformatsion mahsulotlari - siklon-SO3H,

amino guruh-NH ^ karboksil rpynnbi-CO2H va boshqalar. Masalan, uchun

spirtlarning radiolizida suv hosil bo'ladi, kislotalarning radiolizida CO2 hosil bo'ladi va

aminlarning radiolizi - NH3. Xlor o'z ichiga olgan birikmalardan, radio bilan

liza, HCl hosil bo'ladi, uning miqdori dozaga mutanosib.

Biri yoki tarkibiga kiradigan birikmalar belgilanganligi sababli

bir nechta radioaktiv atomlar, keng qo'llaniladigan, muhim ahamiyatga ega

162