16. Chemické účinky ionizujícího záření ·chemické změny v látkách jsou důsledkem tzv. radiolýzy (rozklad látek účinkem záření) · · společně s radiolýzou však mohou probíhat i reakce syntetické mezi zpravidla velmi reaktivními produkty radiolýzy  radiačně - chemické reakce Jde o chemické změny vyvolané absorpcí ionizujícího záření v látkách Studuje je RADIAČNÍ CHEMIE (SOUČÁST FOTOCHEMIE) 1 [USEMAP] Jednoduchou interakcí záření s hmotou jsou: ·rekombinace molekulových iontů vzniklých ionizací za vzniku původní, ale excitované molekuly ·iontově-molekulové reakce ·tyto reakce probíhají po interakci s ionizujícím zářením a jsou velmi rychlé ( 10-14 s) · ·molekulový ion má současně charakter radikálu · ·v případě kapalné a polární látky M se elektrony vzniklé ionizací zpomalují a solvatují se (tzv. solvatované elektrony) ·některé vazby vysoce excitovaných molekul nebo molekulových iontů se často homolyticky štěpí za vzniku radikálů · ·mezi molekulami dochází k přenosu energie M+ + e-  M* M+ + M  produkty * M1 + M2  M1 + M2 M*  R1 + R2  + R2 M+ R1(+) 2 [USEMAP] Definuje se výtěžek radiačně-chemických reakcí jako počet částic vzniklých při sdělení energie 100 eV absorbující látce ·celkový výtěžek je tedy úměrný celkové absorbované dávce  aby se dosáhlo významných koncentrací produktů, musí se ozařovat vysokými dávkami · ·v radiační chemii se výhradně používá k ozařování 60Co elektrony (z lineárního urychlovače) o energii 2-10 MeV (např. běžná rychlost vzniku produktu při dávkovém příkonu 1 Gy s-1 a výtěžku jedné částice /100 eV absorbované energie je cca 1.10-7 mol s-1) zdroj o aktivitě 1,4.1014 Bg dává dávkový příkon 104 Gy s-1 3 [USEMAP] Pokud voda obsahuje rozpuštěný kyslík, pak ještě probíhají další reakce (kyslíkový efekt): Příklady ozařovacích procesů Radiačně-chemické reakce se nejlépe studují v kapalné fázi. ozařování vody v přítomnosti kyslíku O2 + ×H  ×HO2 O2 + eaq-  O2 - Vznikající radikály takto při ozáření živého organismu obsahujícího vodu zvyšují riziko jeho poškození) ozařování vody Ozařování vodných roztoků · přímá interakce záření s rozpuštěnou látkou je málo pravděpodobná (vzhledem k nadbytku vody) · · chemické změny rozpuštěných látek jsou důsledkem jejich reakce s produkty radiolýzy vody (radikály H, OH, v přítomnosti kyslíku také HO2, solvatovaný elektron aj.) ·při reakcích s těmito částicemi se uplatňují především jejich redoxní vlastnosti 4 × [USEMAP] [USEMAP] Chemická dozimetrie ionizujícího záření ·používá se k měření vysokých dávek, kdy nelze použít klasických dozimetrů (jsou příliš citlivé) · využívá se reakce Fe2+  Fe3+ (okyselený a provzdušněný roztok železnaté soli) působením záření na roztok ·dávka se určuje na základě vzniklé koncentrace Fe3+ (až 500 Gy) · citlivost dozimetru lze záměrně snížit přídavkem Cu2+ (vznikající Cu+ redukuje již vzniklé železité ionty – lze zvýšit horní mez měření dávek až na 105 Gy · ozařovaný vodný roztok působící agens produkty Fe2+ H, HO2, H2O2 Fe3+ glukóza H, OH kyselina glukonová glycin NH3, CO2, kys. octová, kys. glyoxalová adenin NH3, CO2, kys. šťavelová deriváty adeninu deriváty pyridiminu a jiné heterocykly Konkrétní využití radiačně chemických reakcí: 5 [USEMAP] [USEMAP] Záření vyvolává v hotových polymerech následné reakce Reakce: zesíťování – PE, kaučuky, silikonové kaučuky, polyamidy degradaci – nepříznivý vliv, zhoršují se vlastnosti polymerů pozitivní vliv degradace – výroba některých látek ·při ozařování teflonu vznikají nízkomolekulární fluorované uhlovodíky sloužící jako maziva · ·degradace celulózy vede ke vzniku Traumacelu (zastavuje krvácení) · · zpracování celulózových odpadních hmot pro přípravu krmiv – (ozáření dávkou 105 – 106 Gy, spojené s kyselou nebo enzymatickou hydrolýzou) · ·ozářený polypropylen (mikroten) se snadno odbourává působením půdních mikroorganismů · · hlavní význam radiační degradace polymerů je při likvidaci plastů – ozářením se plasty naruší a snadněji se pak spalují · Vliv záření na polymery 6 [USEMAP] §provádí se nejčastěji pomocí gama záření (60Co) ·působením záření na monomery vznikají radikály, které startují polymerační reakce · ·konzervace předmětů kulturního dědictví po jejich poškození atmosférickými vlivy nebo škůdci (monomer se nechá vsáknout do předmětu a pak se zpolymeruje ozářením) · ·povrchové radiační roubování (na povrch polymeru, skla, kamene apod. se nanese tenká vrstva monomeru a „naroubuje“ se na podklad ozářením). Tento postup zlepšuje vlastnosti materiálu – zvyšuje se odolnost, nehořlavost, barvitelnost, hydrofobnost nebo naopak hydrofilnost apod. · ·vytvrzování nátěrových hmot a kompozitů ozářením · ·ozářené polymerní fólie mají zlepšenou schopnost potisku, metalizace apod. · ·textilní tkaniny se vyznačují sníženou mačkavostí a zvýšenou barvitelností · ·ve farmacii se na nosič roubováním dodá aktivní složka, která se pak postupně v těle uvolňuje Radiační úprava odpadních vod Radiační polymerace 7 perspektivní využití pro odbourávání škodlivin v odpadních vodách (fenoly. bifenyly. pesticidy a jiné polutanty [USEMAP] [USEMAP] [USEMAP]