Современный период характеризуется интенсивным развитием радиационной химии — новой области физической химии. Связано это с возросшими потребностями ядерной энергетики и радиохимической промышленности, появлением радиационно-химической отрасли химической технологии, широким использованием достижений радиационной химии для решения различных проблем общей химии и других областей науки. Однако в мировой литературе отсутствует книга, в которой были бы отражены все разделы радиационной химии, включая экспериментальную технику и методы, теоретические основы и прикладные аспекты, и которая могла бы служить для углубленного изучения этой важной области физической химии.
Идея устранить указанный пробел появилась у автора сравнительно давно, во время написания нескольких книг по отдельным проблемам радиационной химии: «Импульсный радиолиз воды и водных растворов», «Сольватированный электрон в радиационной химии», «Дозиметрия в радиационной химии», «Импульсный радиолиз и его применение» (соавторы — С. А. Кабакчи, И. Е. Макаров, Б. Г. Ершов), «Реакционная способность первичных продуктов радиолиза воды. Справочник» (соавтор — С. А. Кабакчи), «Радиолиз водных растворов лантанидов и актинидов» (соавторы — В. П. Шилов, В. И. Спицын). Однако осуществлению этой идеи в то время мешали трудности, обусловленные быстрым развитием радиационной химии, интенсивным накоплением и обновлением экспериментально-теоретического материала и в известной степени сменой ряда представлений о механизме химического действия ионизирующего излучения.
Конец 70-х—начало 80-х годов характеризуется установлением многих главных закономерностей радиолитических превращений. Примерно то же можно сказать о технике и методах радиационной химии, поскольку к этому периоду временное разрешение лучших экспериментальных установок почти достигло «пикосекундного барьера». Основные «силы» специалистов по радиационной химии стали перебазироваться на решение прикладных проблем. Тем самым создалась благоприятная ситуация для выполнения задуманной работы.
Предлагаемая вниманию читателя монография является первой из трех книг по современной радиационной химии *. Вторая книга
* Издательство предполагает выпустить вторую и третью книги соответственно
посвящена радиационной химии газообразных и жидких систем, а третья — радиационной химии твердого тела и полимеров, а также прикладным аспектам радиационной химии 1.
Очень коротко о содержании настоящей книги. Во введении дано определение радиационной химии, освещена ее связь с другими областями химии и рассмотрены радиационно-химические процессы в природе. В главе 1 сделан краткий исторический очерк развития радиационной химии. Приведены основные тенденции и главные достижения на различных этапах ее истории.
Последующий материал разделен на три части. Первая посвящена общим сведениям и основным понятиям радиационной химии. Она состоит из двух глав. В главе 2 рассмотрено взаимодействие ионизирующих излучений с веществом (преимущественно физическая и отчасти физико-химическая стадия взаимодействия). В ней также изложены главные понятия и единицы измерения в радиационной химии. В главе 3 приведены общие сведения о промежуточных продуктах радиолиза (возбужденных частицах, ионах, сольватированных электронах, свободных радикалах и т. д.).
Во второй части изложены экспериментальная техника и методы радиационной химии. В ней также две главы. В главе 4 описаны источники ионизирующих излучений (изотопные гамма-установки, источники (5- и ос-излучений, ускорители заряженных частиц, исследовательские ядерные реакторы). В главе 5 обсуждены экспериментальные методы радиационной химии: магнитно-резонансные (ЭПР, ЯМР и др.), радиолюминесцентные, импульсный радиолиз (так как этот метод неразрывно связан с радиационной химией, ему отведено значительно больше места, чем другим методам), масс-спектро-метрия и др. При этом особое внимание обращено на области их применения в радиационной химии.
Третья часть посвящена дозиметрии ионизирующих излучений. Она включает три главы. В главе 6 представлена краткая характеристика физических методов дозиметрии, используемых в радиационной химии (ионизационного, калориметрического и др.). В главе 7 подробно рассказано о дозиметрии ионизирующих излучений химическими методами. В главе 8 приведена информация о технике радиационной безопасности и индивидуальной дозиметрии.
Книга написана преимущественно на основе литературы, опубликованной в последние 15 лет. Чтобы список литературы не был чрезмерно обширным, там, где это было возможно, ссылки делались на соответствующие обзоры. В отдельных случаях использовался материал (включая некоторые таблицы и рисунки), изложенный в предыдущих книгах автора.
Считаю приятным долгом выразить глубокую благодарность сотрудникам и коллегам: доктору химических наук Б. Г. Ершову, кандидату технических наук П. Я. Глазунову, кандидатам химических наук Л. И. Карташевой, С. А. Кабакчи, И. Б. Макарову, Т. П. Жест-ковой, Г. Г. Рябчиковой, Т. Н. Жуковой, В. Ф. Тимофеевой, В. П. Шилову и др., творческие дискуссии и плодотворное сотрудничество с которыми в значительной степени способствовали становлению представлений, развитых в книге. Особая признательность — моему учителю академику В. И. Спицыну, стимулировавшему проведение мною исследований в области радиационной химии и оказывающему постоянную помощь в работе.
Буду признателен всем читателям за пожелания, критические замечания и указание возможных неточностей.
А. К. ППкаев
ОГЛАВЛЕНИЕ
ПРЕДИСЛОВИЕ ...................... 3
ВВЕДЕНИЕ......................... 6
Литература.....................- . 13
Глава 1. КРАТКИЙ ИСТОРИЧЕСКИЙ ОЧЕРК .'..:... 14
1.1. Ранний этап................... 14
1.2. Довоенный этап................. 17
1.3. Послевоенный этап................ 21
1.4. Современный этап................. 29
Литература...................... 33
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ И ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ В РАДИАЦИОННОЙ ХИМИИ
Глава 2. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ С ВЕЩЕСТВОМ. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ
И ЕДИНИЦЫ................... 37
2.1. Виды ионизирующих излучений.......... 38
2.2. Основные понятия и единицы измерения ионизирующих излучений.................. 39
2.3. Общие закономерности радиоактивного распада . . 45
2.4. Фотонное излучение............... 50
2.5. Корпускулярное излучение............ 61
2.6. Линейная передача энергии............ 81
2.7. Локальные области ионизации и возбуждения. Треки, шпоры, блобы ................. 86
2.8. Судьба вторичного электрона ........... 90
2.9. Радиационно-химический выход.......... 92
Литература...................... 93
Глава 3. ПРОМЕЖУТОЧНЫЕ ПРОДУКТЫ РАДИОЛИЗА . . 95
3.1. Возбужденные частицы.............. 96
3.2. Ионы...................... 107
3.3. Электроны.................... И4
3.4. Свободные радикалы............... 132.
Литература...................... 135-
АПП
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ТЕХНИКА
И МЕТОДЫ В РАДИАЦИОННОЙ ХИМИИ
Глава 4. ИСТОЧНИКИ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ .... 138
4.1. Изотопные гамма-установки........... 139s
4.2. Источники Р- и а-излучений............ 150
4.3. Ускорители заряженных частиц.......... 151
4.4. Рентгеновские трубки.............. 170
4.5. Ядерный реактор как источник ионизирующего излучения ..................... 171
Литература...................... 178
Глава 5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ......... 182
5.1. Метод электронного парамагнитного резонанса . . . 183
5.2. Другие магнитно-резонансные методы........ 197"
5.3. Импульсный радиолиз.............. 201
5.4. Масс-спектромотрия............... 236
5.5. Радио люминесцентные методы........... 239
5.6. Другие методы.................. 241
Литература...................... 246;-
ДОЗИМЕТРИЯ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ
Глава 6. КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ФИЗИЧЕСКИХ
МЕТОДОВ ДОЗИМЕТРИИ............ . 252.
6.1. Ионизационный метод............... 252
6.2. Калориметрический метод............. 266'.
6.3. Метод измерения тока или заряда......... 270
6.4. Метод счета радиоактивности........... 275
6.5. Активационный метод............... 277"
6.6. Сцинтилляциошшй метод............. 278
Литература...................... 279
Глава 7. ХИМИЧЕСКАЯ ДОЗИМЕТРИЯ ИОНИЗИРУЮЩИХ
ИЗЛУЧЕНИЙ................... 281
7.1. Особенности дозиметрических измерений химическими методами ................. 283
7.2. Расчет величины дозы в исследуемом объекте . . . 288
7.3. Дозиметр Фрикке................ 291
7.4. Медицинами доЕЕметра Фрикке......... 301
7.5. Цериевый дозиметр (дозиметр Хардвика—Вейса) 304
7.6. Глюкозный дозиметр (дозиметр Стародубцева—Генераловой) .................... 310
7.7. Щавелевокислотный дозиметр (дозиметр Драганича) 311
7.8. Бихроматный дозиметр (дозиметр Кабакчи) .... 313
7.9. Хлорбензольный дозиметр (дозиметр Дворника) . . 314
7.10. Другие дозиметры на основе жидкостей....... 316
7.11. Дозиметры на основе газообразных систем...... 316
7.12. Додт™етпы на основе полимерных материалов .... 320
Цена: 150руб.
