Ռադիացիոն քիմիա

Ռադիացիոն քիմիա, քիմիայի բաժին, ուսումնասիրում է իոնացնող ճառագայթների ազդեցությամբ ընթացող քիմիական փոխարկումները։ Հիմնական խնդիրներն են․ տարբեր նյութերի վրա իոնացնող ճառագայթների ազդեցության ուսումնասիրությունը, քայքայումից դրանք պաշտպանելու եղանակների մշակումը, ճառագայթումը քիմիական տեխնոլոգիայում և օրգանական նյութերի ռադիացիոն քիմիական սինթեզում կիրառելը և այլն։

Սկզբնավորվել է 1895—1896 թթ., ռադիոակտիվության հայտնաբերումից հետո, սակայն որպես գիտության առանձին ճյուղ ձևավորվել է 1940-ական թվականներին կապված միջուկային ռեակտորների ստեղծման, տրոհվող տարրերի արտադրության կազմակերպման և ատոմային էներգիայի օգտագործման հետ։ Կիրառական բնույթի հարցերի մշակմանը զուգընթաց պարզաբանվեցին ջրի ռադիոլիզի (իոնացնող ճառագայթների ազդեցությամբ ջրի քայքայումը բաղարդիչների) ռադիկալային մեխանիզմը, ռադիոակտիվ տարրերի լուծույթներում տեղի ունեցող փոխարկումները, օդի բաղադրիչների (Օշ, N2,ՇՕշ) միջև ընթացող ռեակցիաները։ 1950-ական թվականների վերջերին արդյունքները մասշտաբով իրականացվեցին ռադիացիոն քիմիական պրոցեսները՝ իոնացնող ճառագայթներն օգտագործվեցին նյութերի ֆիզիկաքիմիական հատկությունները փոխելու համար, ձևավորվեց ռադիացիոն քիմիական տեխնոլոգիան։ Մշակվեց քիմիական միացությունների սինթեզի նոր՝ ռադիացիոն քիմիական սինթեզի եղանակ։ Իոնացնող ճառագայթումից փոխվում են մակրոմոլեկուլների քիմիական բաղադրությունն ու կառուցվածքը, նրանց հագեցածության բնույթն ու աստիճանը։ Պոլիմերները կարվում են, ենթարկվում դեստրուկցիայի, ռադիոլիզի, օքսիդացման և այլն։ Բազմաթիվ դեպքերում օրինակ բյուրեղական, ապակենման և էվտեկտիկական երկֆազ համակարգերում ռադիացիան պոլիմերման միակ հնարավոր հարուցիչն է։ 7-քվանտը կամ լիցքավորված արագ մասնիկները նյութի միջով անցնելիս, եթե ունեն բավարար էներգիա, մոլեկուլներից էլեկտրոն են պոկում, և նրանց անցման ճանապարհին առաջանում են իոններ, իոն-ռադիկալներ, մոլեկուլնեի բեկորներ։

Դիֆուզիայի շնորհիվ առաջացած լիցքավորված և գրգռված մասնիկները տարածվում են ամբողջ ծավալում։ Տարբերում են ճառագայթվող միջավայրում տեղի ունեցող պրոցեսների երեք հիմնական փուլ։ Առաջին ֆիզիկական փուլում տեղի է ունենում լիցքավորված արագ մասնիկների բախում միջավայրի մոլեկուլների հետ։ Մասնիկի կինետիկ էներգիայի հաշվին մեծանում է մոլեկուլի էներգիան, առաջանում են «ակտիվ» մոլեկուլներ։ Այդ փուլի տևողությունը 1015—1012 վայրկյան է։ Գրգռված մոլեկուլներն անկայուն են. նրանք կամ քայքայվում են, կամ փոխազդում շրջապատող միջավայրի մոլեկուլների հետ։ Առաջանում են ռադիացիոն քիմիական փոխարկումների միջանկյալ մասնիկներ՝ իոններ, ռադիկալներ, ատոմներ։ Այս փուլի տևողությունը 1013—1014 վայրկյան է։

Երրորդ քիմիական փուլում ակտիվ մասնիկները փոխազդում են միմյանց կամ շրջապատող միջավայրի մոլեկուլների հետ առաջանում են ռադիացիոն-քիմիական ռեակցիաների վերջնական արդյունքները։ Կախված միջանկյալ մասնիկների ակտիվությունից և միջավայրի հատկություններից այս փուլը տևում է 1011—1016 վայրկյան է։ Ի հակադրություն չգրգռված մոլեկուլների միջև ընթացող ռեակցիաների ակտիվ մասնիկների միջև կամ մոլեկուլների հետ դրանց ռեակցիայի ակտիվացման էներգիան փոքր է։ Օրինակ ռադիկալների և մոլեկուլների միջև ընթացող ռեակցիաների ակտիվացման էներգիաները 21—42 կջ/մոչ կարգի է, որի շնորհիվ ռադիացիոն քիմիական ռեակցիաներն արագ են ընթանում նույնիսկ շատ ցածր (—200°Շ-ից ցածր) ջերմաստիճանների պայմաններում։ Դարձելի ռադիացիոն քիմիական ռեակցիաներին բնորոշ են ստացիոնար վիճակները, որոնց բաղադրությունները տարբերվում են տվյալ ջերմաստիճանին համապատասխանող քիմիական հավասարակշռության պահին հաստատվող բաղադրությունից։ Ճառագայթման քիմիական ազդեցության արդյունավետությունը բնութագրվում է ռադիացիոն քիմիական ելքով (G), որը միջավայրում 100 էվ կլանված էներգիայի դիմաց փոխարկվող (կամ գոյացող) մոլեկուլների թիվն է։ Սովորական ռեակցիաների համար G=l— 20 մոլեկուլ, շղթայական ռեակցիաների համար հասնում է տասնյակ հազարների, ռադիացիոն պոլիմերման պրոցեսներում 105—106 մոլեկուլ։ Ռադիացիոն քիմիական պրոցեսներից ինտենսիվորեն ուսումնասիրված են պոլիմերումը, թելոմերումը, ցածրամոլեկուլային նյութերի սինթեզը։ Որպես ճառագայթման աղբյուր օգտագործվում են ռադիոակտիվ կոբալտով հանդերձված իզոտոպային սարքերը, որոնք ճառագայթում են 1 Մէվ և բարձր էներգիայով 7-ճառագայթներ։ Լայն տարածում են գտնում էլեկտրոնային արագացուցիչները, եղանակներ են մշակվում միջուկային ռեակտորների ճառագայթման անմիջական օգտագործման համար։ Ռադիացոն քիմիան սերտորեն կապված է ատոմային ֆիզիկայի, ատոմային էներգետիկայի և տիեզերական հետազոտությունների հետ։

Այս հոդվածի կամ նրա բաժնի որոշակի հատվածի սկզբնական կամ ներկայիս տարբերակը վերցված է Քրիեյթիվ Քոմմոնս Նշում–Համանման տարածում 3.0 (Creative Commons BY-SA 3.0) ազատ թույլատրագրով թողարկված Հայկական սովետական հանրագիտարանից։