辐射化学复习整理.docx

乔雨佳 2015秋
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 定义：X=dQ/dm，一束X或γ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：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 ----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：能导致中性物质分子或原子电离的辐射，如： X -ray (<30nm,41.3eV)，α、β、γ射线，正电子 positron，质子proton，中子neutron

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：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：（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：在介质的深阱中陷落的低能电子。
陷落电子：在介质的浅阱中陷落的低能电子。
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
（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：
（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NMR 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
（1） 物料平衡

（2） 电荷平衡
GH3O+=Geaq-

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：
（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Fricke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e-aq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OH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

Charlesby—Pinner 方程(C-P)

s : 溶胶分数 ；μ1 : 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：
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 （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：初始菌数被杀死90%（存活10）时所需要的计量。

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望概率

灭菌剂量Ds: 达到所需灭菌保证水平的吸收剂量

形状记忆效应：具有一定交联结构的半结晶聚合物，在结晶熔点以上不出现粘流态 而是高弹态，具有弹性。如果在应力作用下扩张并迅速降温使其冷 却定型，若再升温则恢复到无应力时的原始状态，这种性质称为聚 合物的形状记忆效应