ИМПУЛЬСНЫЙ РАДИОЛИЗ
, метод исследования быстрых хим. р-ций и их короткоживущих продуктов (время жизни от 10-1 до 10-12 с) при воздействии на в-во коротким импульсом ионизирующего излучения. Чаще всего используют импульсы электронов высоких энергий (от ~0,5 до 30-40 МэВ), реже - рентгеновского излучения; иногда применяют импульсы тяжелых заряженных частиц (напр., протонов). Длительность импульсов 10-3-2.10-11 с. В качестве источников импульсного излучения наиб. распространены линейные электронные ускорители, сильноточные и высоковольтные ускорители; применяются также рентгеновские трубки, электронные импульсные трансформаторы и др.
Для регистрации короткоживущих частиц, образующихся в результате р-ции, используют оптич. (спектрографич., спектрофотометрич., методы люминесценции и светорассеяния) и электрич. (кондуктометрич. и полярографич.) методы, а также метод ЭПР. Наивысшее разрешение используемых эксперим. установок составляет 10-11 с при оптич. методе регистрации, 6.10-11 с при электрич. методе и ~ 10-8 с при ЭПР-регистрации. Чаще всего применяют спектрофотометрич. метод.
В зависимости от длительности импульса и временного разрешения различают установки микро-, нано- и пикосекундного диапазонов. В типичной установке микросекундного диапазона пучок зондирующего света от непрерывного источника (обычно ксеноновой лампы) пропускают через ячейку с в-вом; под действием импульса ионизирующего излучения в в-ве возникают короткоживущие частицы, вследствие чего изменяется интенсивность светового потока. Измененный световой поток фокусируется на щель монохроматора, к-рый выделяет поток определенной длины волны, преобразуемый фотоприемником (фотоумножителем - для УФ и видимой областей спектра или фотодиодом для ИК области) в электрич. сигнал, регистрируемый осциллографом. Таким образом получают кривую изменения оптич. плотности во времени. Оптич. спектр поглощения строится путем снятия неск. кривых при разл. длинах волн. При работе с радиоактивными или легко разлагающимися в-вами обычно применяют электронно-оптич. преобразователи, позволяющие получать спектр (или часть спектра) короткоживущей частицы, а также сведения о кинетике р-ции этой частицы при действии на в-во одного импульса.
Главная особенность установок наносекундного диапазона использование в качестве источников зондирующего света импульсных ламп, что позволяет увеличить отношение сигнал - шум. В установках пикосекундного диапазона часто применяют стробоскопич. технику, а также черенковское излучение, генерируемое импульсом электронов. В последние годы создаются, как правило, автоматизир. установки, управляемые с помощью ЭВМ.
И. р. позволяет осуществить ионизацию и возбуждение молекулы или атома, разорвать любую хим. связь, тем самым получить практически любые короткоживущие частицы и изучить быстрые р-ции их превращений. К недостаткам следует отнести сложность и высокую стоимость эксперим техники.
И. р. используют для изучения сольватир. и предсольватир. электронов, своб. радикалов, ион-радикалов, карбанионов, карбкатионов, ионных пар, ионов металлов, возбужденных молекул и атомов, для исследования кинетики быстрых р-ций, туннелирования электронов в конденсир. фазе, переноса протонов, передачи энергии возбуждения, хим. поляризации электронов и т. п., а также для выяснения механизма радиационно-хим., радиационно-физ. и радио-биол. процессов.
Метод разработан в 1960 независимо тремя группами исследователей: Р. Мак-Карти и А. Мак-Локланом (Великобритания), М. Матесоном и Л. Дорфманом (США), Дж. Кином (Великобритания).
Лит.: Импульсный радиолиз и его применение. М., 1980, Пикаев А. К.,
Современная радиационная химия Основные положения. Экспериментальная
техника и методы, М., 1985, с 201-36 А. К. Пикаев.
|
