Автору монографии «Ядерные излучения и полимеры» принадлежит целый ряд прекрасных работ, существенно способствовавших прогрессу этой новой, быстро развивающейся науки. Книга Чарлзби содержит наиболее полное и систематическое изложение вопроса о действии ионизирующих излучений на высокополимерные вещества. Она вдвое превосходит по размеру вышэдшую в 1959 г. в русском переводе книгу Ф. Бовея «Действие ионизирующих излучений на природные и синтетические полимеры», содержит более свежий материал и рассматривает ряд вопросов, не затронутых Бо-веем. Сюда относятся радиационная полимеризация, блок- и графт-сополи-меризация, вулканизация полиэфиров, облучение полимеров в растворе, где наряду с прямым приобретает важное значение косвенное действие излучения (вопрос, особенно важный для биополимеров — нуклеиновых кислот и белков). Чарлзби рассматривает также значительно подробнее, чем это было сделана в предыдущей книге, теоретические проблемы, касающиеся механизма радиационно-химических процессов в полимерах, механизма радиационной защиты и т. п. (
К сожалению, мы пока очень мало знаем о природе явлений, разыгрывающихся за короткое время между актами ионизации и возбуждения молекул под действием излучения и конечными химическими изменениями. Поэтому автор, подвергнувший достаточно полному критическому рассмотрению имеющиеся здесь данные, не виноват, что он не смог дать ясную физическую картину явления.
Все работающие в области воздействия излучений на полимеры знают, что разрывы химических связей в полимерных молекулах, приводящие к образованию свободных радикалов и к дальнейшим химическим превращениям, наблюдаются необязательно там, где произошли первичные акты ионизации и возбуждения. Как правило, локализация разрывов строго специфична и определяется строением молекулы, в то время как распределение мест ионизации в пространстве определяется характером излучения. Этот, а также ряд других фактов, в частности радиационная защита типа губки, с необходимостью приводят к выводу о существовании явления, обычно называемого миграцией энергии. Однако о природе этого важнейшего явления нам до сих пор известно очень мало. В ряде случаев неизвестно даже, что именно мигрирует — энергия возбуждения, заряд или какая-либо другая физическая величина. Отставание исследований в области механизма первичных процессов начинает задерживать дальнейшее развитие работ в области защиты от химического действия излучений, в области направленного изменения строения полимеров и др.
В связи с тем что вопрос о воздействии излучений на полимеры не сводится лишь к радиационной химии полимеров, а включает, в частности, и проблему связи физических свойств полимеров со строением их молекул, с образованием при облучении пространственных сеток, с деструкцией моле-
кул и т. п., книга Чарлзби содержит достаточно полное изложение и этих вопросов, а также ряд вспомогательных глав.
Некоторые главы книги в отличие от других содержат менее полное изложение материала и представляют относительно меньшую ценность. Это гл. 30 и 31, посвященные влиянию излучений на электрические свойства полимеров и применениям полимерных материалов в условиях реакторного облучения. Однако по второму вопросу за последнее время появилось довольно много публикаций на русском языке.
Другие соображения, которые здесь можно было бы высказать, содержатся в предисловии автора.
К сожалению, выход русского издания книги отделен от момента опубликования книги на английском языке промежутком в Два года. За это время появилось много новых работ, естественно не нашедших отражения в книге. В самых необходимых случаях редакторами перевода сделаны примечания.
Книга А. Чарлзби будет полезна ученым, работающим в области физики, химии и технологии полимеров, и инженерам— материаловедам и реакторо-строителям. Ее можно рекомендовать также Лак пособие для студентов и аспирантов соответствующих специальностей. Наконец, некоторые ее части представят интерес и для лиц, занимающихся действием излучений на биологически важные полимеры.
Ю. Лазуркин
В. Карпов
СОДЕРЖАНИЕ
Предисловие ...... 5
Предисловие автора 7
Глава 1. Введение..... 11
Ядерные и электронные источники 13
Основные реакции........ 14
Металлы............. 18
Ковалентные и ионные структуры 18 •
Молекулярные структуры..... 19
Области применения....... 21
Литература ........ 22
Глава 2. Единицы измерения
излучений............ 25
Энергия частиц ......... 25
Радиационный выход G...... 30
Единица радиоактивности — кюри 30 Единицы потока излучения — рентген и физический эквивалент рентгена 31 Единица поглощенной энергии — рад 32' Литература......... 33
t
Глава 3. Взаимодействие излучения с веществом ....... 34
Электроны............ 38
Рентгеновское и ^-излучения ... 44
Протоны и а-частицы....... 51
Быстрые нейтроны ........ 52
Медленные нейтроны....... 54
Ультрафиолетовое излучение ... 55
Распределение ионизации..... 55
Литература........ 59
Глава 4. Ядерные источники
излучения............ 60
Ядерные реакторы ....... 62
Охлаждающие контуры ..... 69
Короткоживущие газообразные продукты деления ......... 70
Тепловыделяющие элементы ... 72
Радиоактивные отходы ..... 72
Разделенные продукты деления . . 73
Радиоактивные кобальт и тантал . . 75
Литература ........ 79
Глава 5. Электрические источники излучения ......... 81
Схема с умножением напряжения 82
Электростатические генераторы . . 84
Резонансный трансформатор ... 88
Линейные электронные ускорители 89
Ускорители очень высоких энергий 93
Рентгеновские установки..... 94
Литература........ 97
Глава 6. Дозиметрия .... 98
Абсолютные измерения...... 99
Сульфат железа как вторичный стандарт ............... 100
Другие химические дозиметры . . . 102
Колориметрические методы .... 103
Изменения в пластиках..... 108
Фотографические методы..... 108
Дозиметрия в реакторе ..... 109
Литература........ 110
Глава 7. Высокомолекулярные
соединения (полимеры)...... ИЗ
Полимеризация ......... 115
Различия в структуре гомополиме-
ров............... 118
Кристалличность......... 121
Различия в структуре сополимеров 124
Глава 8. Распределение по молекулярным весам........ 128
Определение распределения по молекулярным весам ........ 129
• Г л а в а 9. Свойства сеток, образованных при сшивании..... 135
Увеличение среднего молекулярного веса вследствие сшивания . . . 140 Изменения в области ниже гель-точки (6<1) ............ 141
Доза, соответствующая начальному
гелеобразованию......... 143
Растворимая фракция...... 144
Влияние сшивания на упругие свойства полимеров ......... 148
Прочность на разрыв ...... 154
Набухание сшитых полимеров . . . 155
Литература........ 157
Глава 10. Теория деструкции
полимеров............ 158
Уменьшение среднечисленного молекулярного веса у....... 160
Наиболее вероятное исходное распределение........... 162
Общее соотношение ....... 163
Изменения характеристической вязкости .............. 166
Литература ........ 167
Глава 11. Образование сетки за счет процессов, отличных от поперечного сшивания....... 168
Реакции поликонденсации .... 168
Одновременно протекающие процессы сшивания и деструкции . . 169 Концевые мостики ......... 172
Образование сетки, как цепная реакций ..........-..... 175
Литература........ 177
«Глава 12. Изменения в органических молекулах, происходящие под
действием излучения....... 178
Парафины............ 180
Литература........ 193
Глава 13. Полиэтилен . . . 195.
Влияние сшивания........ 199/
Изменения степени кристалличности 210
Химические изменения...... 219
Механические и электрические свойства............... 234
Литература........ 249
i
» Глава14. Каучук и вулканизаты 252
Ранние работы.......... 253
Сшивание каучука........ 254
Облучение вулканизатов..... 259
Физические свойства радиационных
вулканизатов .......... 261
Синтетические каучуки ..... 269
Литература........ 271
Глава 15. Полистирол .... 272
Литература ........ 282
Глава 16. Силиконы .... 284
Литература........ 296
Глава 17. Сшивающиеся полимеры других типов ....... 297
Поливинилхлорид ........ 297
Полиакрилаты.......... 301
Полиакрилонитрил ........ 303
Нейлон............. 304
Полиэтилентерефталат...... 305
Полипропилен.......... 307 ^
Литература........ 308
Глава 18. Полиизобутилен 309
Действие излучения....... 310
Литература........ 317
Глава 19. Полиметилметакри-
лат............... 318
Литература........ 330
Глава 20. Политетрафторэтилен (ПТФЭ)........... 332
Полимонохлортрифторэтилен . . . 339
Литература ........ 341
Глава 21. Целлюлоза .... *342
Декстрап ............ 346
Механические свойства...... 346
Литература ........ 349
Глава 22. Полимеризация 350
Излучение как инициатор полимеризации .............. 350
, Факторы, определяющие скорость
полимеризации........... 352
Кинетика радиационной полимеризации ......•........ 353
Полимеризация в растворителе . . 362
Полимеризация в твердом состоянии 364
Эмульсионная полимеризация . . 366
Выход полимера . . .-..... 367
Ионная полимеризация ..... 369
Литература . . . .. . . . 373
V
Глава 23. Графт- и блок-сополимеры ............. 376
Процесс образования графт-сополи-меров из мономеров и из мономеров
в растворе............ 380
Влияние интенсивности излучения 383 Графт-полимеризация и кристалличность ............ 386
Сравнение полимеризации и графт-
полимеризации.......... 388
Литература . ....... 390
Глава 24. Отверждение ненасыщенных полиэфирных смол .... 391
Образование сетки в результате цепной реакции.....у..... 392
Сравнение радиационного и термического процессов отверждения . . 393
Температура перехода...... [395
Кинетика образования сетки в полиэфирах ............. 396
Реакции ненасыщенных полиэфиров 399 Преимущества радиационного отверждения ............. 402
Литература........ 403
Глава 25. Облучение полимеров в растворах......... 4D4
Деструкция в разбавленных водных
растворах............ 406
Влияние концентрации полимера
в водных растворах....... 408
Деструкция в органических раство-
рит^лях............. 409
Механизм реакций полимеров в водном растворе .......... 412
Литература........ 416
Глава 26. Реакции облученных
полимеров............ 418
Поведение возбужденных Молекул 419
Поведение ионизованной молекулы 421
«Судьба» свободного электрона . . 424
Перенос энергии ........ 426
Реакции ионов и молекул .... 428
Литература........ 430
Глава 27. Выход радикалов и
ионов.............. 432
Измерение выхода радикалов . . . 433 Влияние концентрации и интенсивности .............. 434
Экспериментальные значения G . . 436
Сравнение с фотохимией..... 439
Распределение радикалов .... 439
Измерение выхода ионов..... 441
Литература........ 442
Глава 28. Механизмы сшивания и деструкции........ 444
Механизмы реакций в полимерах 447
Обсуждение........... 458
Литература......... 466
Г л а в а 29. Радиационная защита 468
Внутренняя радиационная защита 469
Внешняя защита ........ 472
Радиационная защита против деструкции ............ 473
Защита против сшивания .... 475
Защита в растворах....... 480
Защита при вулканизации ненасыщенных полиэфиров....... 481
Механизм радиационной защиты . 483
Литература........ 484
Глава 30. Изменение электропроводности ........... 486
Литература........ 492
Глава 31. Использование полимеров в ядерном реакторе . . . 493 Литература........ 502
Приложение. Теория образования сеток при сшивании, происходящем по закону случая .... 504
Литература........ 508
Авторский указатель....... 509
Предметный указатель ...... 514
Цена: 300руб.
