Radiolys

Radiolys är nedbrytning av kemiska föreningar under inverkan av joniserande strålning . Vid radiolys kan både fria radikaler och enskilda neutrala molekyler bildas. Radiolys i detta sammanhang bör särskiljas från fotolys , som formellt leder till samma resultat för mindre starka kemiska bindningar, till exempel i fall av fotonedbrytning av binära klormolekyler under inverkan av ultraviolett strålning eller sönderdelning eller polymerisation av fotoresist under belysning.

Ett exempel på radiolys är sönderfallet av en vattenmolekyl under inverkan av alfastrålning enligt följande schema:

{\mathsf {H_{2}O\högerpil H_{2}O*\högerpil H\cdot +HO\cdot ))

{\mathsf {2H\cdot \rightarrow H_{2}}}

{\mathsf {2HO\cdot \rightarrow H_{2}O_{2))}

{\mathsf {H_{2}O_{2}+HO\cdot \rightarrow HO_{2}\cdot +H_{2}O))

{\mathsf {HO_{2}\cdot +H_{2}O_{2}\rightarrow H_{2}O+HO\cdot +O_{2))}

Produkterna av radiolys längs spåret av den joniserande partikeln bildar (beroende på energin hos den sekundära elektronen) hål (sporrar), blobbar och andra joniseringskluster. [ett]

Radiolys kan radikalt förändra balansen mellan kemiska reaktioner, initiera och katalysera passagen av reaktioner som är omöjliga under andra förhållanden.

Radiolys studeras med strålkemi och är av tillämpad betydelse i relation till primära radiobiologiska processer inom radiobiologi .

Den kvantitativa egenskapen för radiolys är värdet på det strålningskemiska utbytet .

Applikation

Även om energierna hos elektroner och fotoner vanligtvis är för låga för att bryta ner vatten och frigöra molekylärt väte, är deras användning för produktion av väte och borhydrid fortfarande lovande på grund av den relativa lättheten att producera;
Ett överskott av hydroxylradikaler skyddar kylsystemen i lättvattenreaktorer från korrosion.
Det finns en teori [2] att radiolys har gjort ett betydande bidrag till att fylla jordens atmosfär med syre.
Det finns bakterier [3] som använder radiolysprocessen för att producera molekylärt väte.
Strålningsförfallet av aminosyramolekyler, proteiner, ribonukleinsyrakedjor, interaktionen av vattenradiolysprodukter med stora organiska molekyler bestämmer förekomsten och förloppet av strålningssjuka , skador i levande organismers genapparat.
Radiolys av plutoniumhexafluorid med frisättning av elementärt fluor , orsakat av α-strålning av plutonium, möjliggör effektiv fluorering av oorganiska och organiska föreningar.

Metoder

Pulserad radiolys är en metod för att initiera snabba reaktioner som sker på mindre än 100 mikrosekunder. Metoden används i forskningssyfte när det bara går för långsamt att blanda reaktanter och initiera reaktioner. Metoden utvecklades i slutet av 1950-talet av John Keene i Manchester och Jack W. Boag i London. Metoden går ut på att bestråla provet med en elektronstråle som accelereras till höga energier.

Som ett alternativ till pulsad radiolys används excimerlaserinitierad fotolys .

Se även

Strålningskemikalieproduktion

Anteckningar

↑ Kudryashov Yu.B. Strålningsbiofysik . - Moskva: Fizmatlit, 2004. - S. 208 .
↑ R Bogdanov och Arno-Toomas Pihlak från Saint Petersburg State University
↑ 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 och T.C. Onstott (2006). "Långsiktig hållbarhet för ett högenergiskt biom med låg mångfald". Science 314 (5798): 479. doi:10.1126/science.1127376. PMID 17053150 .