Radiolyse

Radiolyse er nedbrydning af kemiske forbindelser under påvirkning af ioniserende stråling . Ved radiolyse kan der dannes både frie radikaler og individuelle neutrale molekyler. Radiolyse i denne sammenhæng bør skelnes fra fotolyse , som formelt fører til de samme resultater for mindre stærke kemiske bindinger, for eksempel i tilfælde af fotonedbrydning af binære klormolekyler under påvirkning af ultraviolet stråling eller nedbrydning eller polymerisering af fotoresist under belysning.

Et eksempel på radiolyse er henfaldet af et vandmolekyle under påvirkning af alfastråling i henhold til følgende skema:

{\mathsf {H_{2}O\højrepil H_{2}O*\højrepil 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))}

Produkterne af radiolyse langs sporet af den ioniserende partikel danner (afhængigt af energien af den sekundære elektron) huller (sporer), klatter og andre ioniseringsklynger. [en]

Radiolyse kan radikalt ændre balancen af kemiske reaktioner, initiere og katalysere passage af reaktioner, der er umulige under andre forhold.

Radiolyse studeres ved strålingskemi og er af anvendt betydning i forhold til primære radiobiologiske processer i radiobiologien .

Den kvantitative karakteristik af radiolyse er værdien af det strålingskemiske udbytte .

Ansøgning

Selvom energierne af elektroner og fotoner normalt er for lave til at nedbryde vand og frigive molekylært brint, er deres anvendelse til fremstilling af brint og borhydrid stadig lovende på grund af den relative lette produktion;
Et overskud af hydroxylradikaler beskytter letvandsreaktorernes kølesystemer mod korrosion.
Der er en teori [2] om, at radiolyse har ydet et væsentligt bidrag til at fylde jordens atmosfære med ilt.
Der er bakterier [3] , der bruger radiolyseprocessen til at producere molekylært brint.
Strålingshenfaldet af aminosyremolekyler, proteiner, ribonukleinsyrekæder, interaktionen mellem vandradiolyseprodukter og store organiske molekyler bestemmer forekomsten og forløbet af strålingssyge , skader i levende organismers genapparat.
Radiolyse af plutoniumhexafluorid med frigivelse af elementært fluor , forårsaget af α-stråling af plutonium, muliggør effektiv fluorering af uorganiske og organiske forbindelser.

Metoder

Pulserende radiolyse er en metode til at igangsætte hurtige reaktioner, der finder sted på mindre end 100 mikrosekunder. Metoden bruges til forskningsformål, når blot blanding af reaktanter og igangsættelse af reaktioner er for langsom. Metoden er udviklet i slutningen af 1950'erne af John Keene i Manchester og Jack W. Boag i London. Metoden involverer bestråling af prøven med en stråle af elektroner, der accelereres til høje energier.

Som et alternativ til pulseret radiolyse anvendes excimer-laser- initieret fotolyse .

Se også

Stråling kemisk output

Noter

↑ Kudryashov Yu.B. Strålingsbiofysik . - Moskva: Fizmatlit, 2004. - S. 208 .
↑ R Bogdanov og Arno-Toomas Pihlak fra 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 og T. C. Onstott (2006). "Langsigtet bæredygtighed af et skorpebiome med høj energi og lav mangfoldighed". Science 314 (5798): 479. doi:10.1126/science.1127376. PMID 17053150 .