辐射化学复习整理

乔雨佳 2015 秋 辐射化学辐射化学是研究物质吸收电离 高能 辐射后所引起的化学效应的科学 照射量照射量 定义 X dQ dm 一束 X 或 射线在单位质量空气中产生的所有次级电子被完全 阻止在空气中时 产生同一符号的离子 正离子或电子 的总电荷量 用 X 表示 符号符号 C kg 已废除的非法定专用单位是伦琴 R 1R 2 58 10 4 C kg 1Gy 100Rad 照射量率照射量率 单位时间内的照射量的增量 有效剂量 在全身受到非均匀性照射的情况下 受照组织或器官的当量剂量 HT 与相应 的组织权重因子 WT 乘积的总和 E HT WT 电离辐射电离辐射 能导致中性物质分子或原子电离的辐射 如 X ray 30nm 41 3eV 射线 正电子 positron 质子 proton 中子 neutron 电离辐射的瞬态产物电离辐射的瞬态产物 激发分子 电子 离子 自由基 G 值 物质每吸收 100eV 能量在物质中所引起化学变化的分子数 离子数 自由基数或 电子数等 刺迹刺迹 由能量为 6 100eV 的次级电子与介质作用形成的离子群团 2 3 个离子对 若干激 发分子及自由基 高能电子 1 弹性散射只改变方向 低能电子 高原子序数物质 2 非弹性碰撞 inelastic collision 也称为非弹性散射 与原子静电场相互作用 发生能量 转移 核外电子或由低能级激发到高能级 激发过 程 或打出电子 电离过程 3 轫致辐射 高速电子在核电场中穿过时 电子与核库仑场间的强烈相互作用 与此同 时电子会被减速 并将部分能量转变成电磁辐射 X ray 特点 a 轫致辐射能量分布在 0 至入射电子能量之间 即其能谱为连续谱 b Ee 低时 8MeV 以下 发出的 X ray 可取任何方向 Ee 能量高时发射的光 子强烈朝向前方 对放射源的基本要求对放射源的基本要求 1 有一定的半衰期和合适的电子能量 2 易于得到和加工 3 操作 维修 使用方便 价格尽量便宜 吸收剂量 absorbed dose D 定义 电离辐射授予某一体积单元中单位质量物质的平均能 量 吸收剂量 absorbed dose 指单位质量物质接受辐射之平均能量 当量剂量 equivalent dose HT R 指辐射 R 的辐射权重因子与人体组织或器官 T 中平均 吸收剂量之乘积 有效剂量 effective dose E 指人体中受照射之各器官或组织之加权后的当量剂量之和 猝灭剂 可加速激发态衰减到基态的物质 低能电子 能量低于介质分子电离电位的电子 可以诱发三重态分子生成等 热能化电子 动能与环境温度下的热能达到平衡的电子 也称干电子或准自由电子 溶剂化电子溶剂化电子 在介质的深阱中陷落的低能电子 乔雨佳 2015 秋 陷落电子 在介质的浅阱中陷落的低能电子 深阱深阱 体系中具有最佳溶剂分子排列和较低势能的陷阱 浅阱 体系中溶剂分子排列较差和势能较高的陷阱 陷落电子与溶剂化电子都是定域化电 子 前者是一种亚稳态 有光谱移动的特征 后者是一种热力学平衡态 防护体外辐射防护体外辐射 1 远离辐射源 辐射量与距离的平方成反比 2 减少辐照时间 3 加屏蔽阻挡辐射 体内防护体内防护 1 穿着防护衣 避免接触污染 2 戴呼吸防护面具 3 工作后 吃东西前要洗手 4 工作时禁止吸烟和饮食 5 戴防护手套避免接触污染 EPR 和和 NMR 的区别的区别 1 EPR 是研究电子磁矩与外磁场的相互作用 即通常认为的电子塞曼效应引起的 而 NMR 是研究核在外磁场中核塞曼能级间的跃迁 换言之 EPR 和 NMR 是分别研究电子 磁矩和核磁矩在外磁场中重新取向所需的能量 2 EPR 的共振频率在微波波段 GHz NMR 的共振频率在射频波段 MHz 3 EPR 的灵敏度比 NMR 的灵敏度高 EPR 检出所需自由基的绝对浓度约在 10 8M 数量 级 4 EPR 和 NMR 仪器结构上的差别 前者是恒定频率 采取扫场法 后者是恒定磁场 采 取扫频法 ESR 谱中谱中 谱形 谱线数 强度和 g 因子是分析自由基结构的基础 活泼自由基活泼自由基可通过低温冷冻 自由基捕获 自旋 标记等技术进行测量分析 水幅解时候的氧化 还原水幅解时候的氧化 还原 1 物料平衡 2 电荷平衡 GH3O G 乔雨佳 2015 秋 照射均匀度 1 降低介质厚度 2 采用双面照射 研究瞬态自由基产物化学行为研究瞬态自由基产物化学行为 1 在水溶液中加入某种溶剂 2 加入自由基清除剂 3 脉冲幅解法观察 影响影响 Fricke 剂量计测量剂量计测量的因素 1 辐射类型 LET 能量 对 G 值影响很大 2 O2 的影响 常温常压下溶解氧约 10 4 mol L 反应过程是耗氧过程 在缺氧或者 无氧条件下 G 值不同 3 有机杂质的影响 研究水化电子研究水化电子 e aq的反应的反应 1 真空除气或较长时间通 N2 或 Ar 气除 O2 排除氧 的干扰 2 加入异丙醇清除水辐解产生的初级产物 OH 自由基和 H 原子 3 亦可采用预辐照方法减少水溶液中有机杂质 的影响 研究研究 OH 自由基的反应自由基的反应 1 通入笑气清除水化电子 e aq 2 使 OH 自由基的产额增加一倍 乔雨佳 2015 秋 Charlesby Pinner 方程方程 C P s 溶胶分数 1 聚合物数均聚合度 p0 单位剂量主链单元裂解分数 q0 单位剂 量主链单元交联分数 D 吸收剂量 absorbed dose 注意 单位剂量为 10 kGy 束下工艺两大部分束下工艺两大部分 一 辐照均匀性一 辐照均匀性 1 电子辐照有效加工深度一般在电子射程的 1 2 1 3 2 最大吸收剂量与最小剂量之比应小于 1 5 解决办法 a 电子能量与加工厚度适当配合 如 1 2cm 厚塑料用 2MeV 的束流 其不均匀度约为 1 6 单面照射 b 辐照样品下加金属反射片 c 采用多面辐照 如 10MeV 电子单面辐照有效厚度为 8cm 双面辐照有效加工厚度可 提高 2 4 倍 二 电子树现象二 电子树现象 解决办法 a 提高电子能量使大部分电子穿过绝缘层 但会降 低加工效率和能量利用率 b 加入交联促进剂降低所需吸收剂量 c 加入添加剂 加入陷落电子迁移剂 最好亦有 促交联作用 但往往会影响电性能 因 添加剂多 带有极性 d 导体接地将电荷导出 但静电的积累往往会引起 放电 在绝缘层产生缺陷 甚至引起火 灾 到目前这一问题尚无完善解决办法 D10 值值 初始菌数被杀死 90 存活 10 时所需要的计量 灭菌保证水平灭菌保证水平 通过有效的灭菌过程使产品的有菌状态达到的最大期