Дозиметрия ионизирующего излучения в радиационной химии, страница 14

Рисунок  11

Влияние поглощенной дозы (2) и размеров частиц   (1, 3) на абсолютный РХВ кислот    (1, 2)   и относительный     РХВ карбонилсодержащих соединений (1, 3) в облученных  (Д = 5 кГр) кристаллах ксилозы.

Рисунок  2.41

Изменение удельной доли внутренней области кристалла (1,2) и поверхностного слоя (1΄ 2΄) в зависимости от диаметра частиц.

          1, 1΄- для r = 0,001 мм

          2, 2΄ - для r = 0,01 мм.

Нами была предпринята попытка оценки геометрических размеров поверхностного слоя кристаллов УВ, степень дефектности которого существенно отличается от таковой , для остального объема кристалла.

Приняв гипотезу о существовании такого слоя, а также предположив, что глубина его постоянна для частиц с разными геометрическими размерами, на основании экспериментальных результатов, представленных на рисунках 2.31, 2.34, 2.38, 2.40 можно утверждать, что его толщина (r ) близка к                                  

 r = 0,06/ 2 =0,03 мм.

С другой стороны, используя элементарные геометрические представления и приняв приближение о сферической форме кристаллов (рис. 2.41), для шара диаметром (d) и объемом (VΣ) можно выделить две области : внутреннюю область "идеальной" кристаллической структуры (А), и поверхностный слой (Б) толщиной r. Тогда доля объема внутренней области (δ ) будет определяться формулой  2.31.

                                  δ = VА /VΣ=  (d-r/2) 3 / (d /2)3                                (2.31)

Долю поверхностного слоя (Б) - (δ')  можно соответственно рассчитать по формуле  (2.32):

                         δ' =  1- VА /VΣ = 1 -   (d-r/2) 3 / (d /2)3           (2.32)   результаты расчета по формулам  2.31 и 2.32 при  r равных 0,001 и 0,01 мм,  представлены на рис 2.41. Хорошее согласие теоретических кривых и экспериментальных результатов косвенно подтверждает правильность предложенной модели и позволяет утверждать, что толщина дефектного поверхностного слоя в кристаллах УВ близка к 0,01 мм.

Т.о. можно утверждать, что в ОУВ существуют два конкурирующих направления превращений СР, а структурные дефекты выступают в качестве реагента, содержание которого определяет вероятность реализации того или иного пути.

Использование элементарных геометрических представлений о доле поверхностного шарового слоя в общем объеме  шара позволило установить, что хорошее согласие с экспериментальными данными достигается при допущении толщины дефектного слоя порядка 0,01 мм.

РАДИАЦИОННАЯ   ХИМИЯ   ПОЛИМЕРОВ

(Это один из наиболее важных разделов РХ, и важен он, прежде всего, практической востребованностью технологий радиационной модификации П)

Полимеры- это высокомолекулярные твердые вещества с ММ от нескольких тысяч, до нескольких миллионов. В отличие от других твердых веществ, действие ИИ на П, как правило, приводит к улучшению их потребительских свойств.

Так «притчей во языцах» уже стала РХ сшивка ПЭ. В настоящее время изделия из облученного ПЭ выпускаются в  США, Японии, Франции, ФРГ и др. Разработаны технологии РХ вулканизации электроизоляционных материалов, получения пенополиэтилена, РХ сшивка ПХВ – изоляции.

Поскольку первичные процессы радиолиза (ионизацию и возбуждение) мы детально рассмотрели в предыдущих разделах, перейдем сразу к специфике РХ полимеров.

Зададимся вопросом: «почему же при облучении П их свойства так существенно меняются?».  Для ответа на него достаточно сравнить количество молекул в объеме обычного алкана (ММ –60) и ПЭ (ММ- 6.105). Естественно, что в полимере их в 10 тыс. раз меньше. И, поскольку при одной и той же дозе вероятность повреждения одного и того же количества молекул примерно одинакова, ответ на поставленный вопрос очевиден. Например, при Д=10кГр в алкане РХ превращения притерпевают 0,005% молекул, то в ПЭ – примерно 50%, что, естественно, приведет к существенным изменениям его ф/х свойств.

Основными результатами действия ИИ на П  являются два процесса :

СШИВКА   и   ДЕСТРУКЦИЯ.

Сшивка бывает поперечной и концевой. И та и др. ведут к увеличению ММ.