ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Химические изменения при реакции N14(r, р)Сн в органических мишенях из "Радиохимия и химия ядерных процессов" Применение модели Либби к атомам отдачи, обладающим достаточно высокой энергией и тормозящимся либо в молекулярных кристаллах, либо в твердых ионных кристаллах, содержащих молекулярные ионы, также приводит к результатам, отличным от результатов, вытекающих из модели Зейтца — Колера [19]. Таким образом, изучая распределение химических форм атома отдачи, затормозившегося в молекулярном кристалле или в ионном кристалле, содержащем молекулярные ионы, можно еще одним способом показать, что модель Либби является частным случаем модели Зейтца — Колера. Модель Либби применима лишь к атомам отдачи, движущимся с достаточно низкой энергией, при которой столкновения носят характер столкновений абсолютно твердых шаров. [c.323] Вернемся к приведенному выше примеру торможения атома отдачи в кристалле нитрида бериллия. Согласно модели Зейтца — Колера, для уменьшения энергии атома отдачи С с 40 кэв до 25 эв требуется около 100 столкновений. При этом расстояние от точки рождения атома С до точки, где кристаллическая решетка окончательно задержит его, составит несколько сот ангстрем. Абсолютная же температура горячей области, в которой рассеяно всего 100—200 эв энергии (а не 40 кэв, как это получилось при расчете по модели Либби), не превысит 105°К. [c.323] При такой температуре время существования горячей области до момента затвердевания будет настолько мало (10 сек.), что беспорядок, свойственный жидкому состоянию, успеет установиться только в самом центре этой области и охватит всего 5—10 ионов. Таким образом, перед затвердеванием горячей области к атому отдачи С успеют продиффундировать только ближайшие к нему соседние атомы. В рассмотренном же выше случае расчета по модели Либби время существования горячей области до затвердевания было бы в 1000 раз больше, так что беспорядок, присущий жидкому состоянию, охватил бы гораздо большее число атомов. Поэтому, используя модель Либби, можно было бы ошибочно ожидать значительного влияния на атом отдачи С ионов, которые не являются его ближайшими соседями [19]. [c.323] Кроме того, часть С , получающегося при нейтронном облучении нитрида бериллия, выделяется в виде дициана С2К2 [30]. [c.324] При облучении кристаллического нитрата натрия 98% С выделяется в виде СО2 [19]. [c.324] Поскольку кислород в состав облучаемой мишени не входит, возможны два пути образования кислородсодержащих соединений. Во-первых, часть кислородсодержащих радиоактивных продуктов может получиться при взаимодействии каких-либо углеродсодержащих соединений с окклюдированными в кристалле воздухом (мишень предварительной обработке в вакууме не подвергалась), водой и другими загрязнениями. Во-вторых, кислородсодержащие радиоактивные продукты могут получиться при взаимодействии с водой — растворителем соединений, являющихся в обычных условиях чрезвычайно неустойчивыми и реакционноспособными. Так, соединение НС(КН)Вгпри гидролизе могло бы дать СО или НСООН, а имин СН2 = КН мог бы дать формальдегид [31]. [c.324] При нейтронном облучении хлорида аммония большая часть радиоактивности оказывается в виде метиламина [32]. [c.324] Прежде чем приступить к рассмотрению механизма взаимодействия атома отдачи в горячей области, было бы желательно узнать, в какой степени полученные данные соответствуют действительному распределению углерода отдачи по химическим формам в мишени до ее растворения. [c.325] Эти же исследователи [35], растворяя облученный нейтронами сульфат аммония в воде и в Г Ai растворе NaOH, получили результаты, приведенные в табл. 4-9. [c.325] Из данных, приведенных в табл. 3-9 и 4-9, видно, что распределение по химическим формам почти не зависит от pH растворителя. [c.325] Доля общей активности. [c.326] С другой стороны, можно было бы ожидать некоторого изменения распределения радиоактивного углерода по химическим формам в результате окисления или восстановления воды. Однако из табл. 2-9 видно, что карбонат натрия дает повышенное распределение радиоактивного углерода в положительной области, а бромид аммония — в отрицательной. Следовательно, вода-растворитель не изменяет заметно распределения радиоактивного углерода по окислительным уровням. [c.326] Как указывалось выше, углеродный атом отдачи, независимо от начальной кинетической энергии, к моменту захвата его горячей областью находится либо в состоянии однократно заряженного отрицательного иона, либо в состоянии нейтрального атома (если в среде, в которой происходит торможение атома отдачи, отсутствуют двукратно и более высоко заряженные отрицательные ионы). Из табл. 2-9 видно, что радиоактивный углерод в конечном итоге оказывается в самых различных окислительных состояниях (от —4 до +4), что указывает на большую роль процессов окисления-восстановления, протекающих в горячей области В случае,-когда заряды ионов в простом ионном кристалле-мишени различаются не очень сильно, можно ожидать более или менее симметричного распределения радиоактивного углерода по окисленным и восстановленным формам. Это подтверждается для нитрида бериллия данными, приведенными в табл. 5-9 [29]. [c.327] Все полученные результаты, сведенные в табл. 2-9, указывают на образование и сохранение в облучаемых кристаллах скелетов сложных органических соединений, таких как С—С, ЫСН, СЫ и СНЫ. [c.327] Следует обратить внимание на образование метилгидразина при использовании в качестве мишени нитрида бериллия. Дело в том, что метилгидразин — единственный из выделенных продуктов, в котором окислительное состояние азота отличается от —3 (т. е. от окислительного состояния его в аммиаке и нитрид-ионе). Возможно, что это соединение и является результатом передачи электрона от иона к атому отдачи С захваченному горячей областью. [c.327] В табл. 6-9 приведены для различных мишеней доли валентности радиоактивного углерода, связанной с водородом, кислородом, азотом и углеродом-12. [c.328] Из этой таблицы можно сделать некоторые выводы. [c.328] Во-вторых, сравнение данных для (МН4)2504 и ВезМг указывает на огромную собирательную способность кислорода кристалла по сравнению с кислородом воды. [c.328] Вернуться к основной статье