РАДИАЦИОННО-ХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ

РАДИАЦИОННО-ХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ технологич.
процессы, в к-рых для изменения химич. или физич. свойств системы используются
ионизирующие
излучения. Наблюдаемые при проведении Р.-х. п. эффекты являются следствием
образования и последующих реакций промежуточных частиц (ионов, возбуждённых
молекул и радикалов), возникающих при облучении исходной системы. Количественно
эффективность Р.-х. п. характеризуется радиационно-химическим выходом G
(см. Радиационная химия). В цепных Р.-х. п. (величина G от 10³
до
10⁶) излучение играет роль инициатора. В ряде случаев такое
инициирование даёт значительные технологич. и экономические преимущества,
в т. ч. лучшую направленность процесса и возможность осуществления его
при более низких темп-pax, а также возможность получения особо чистых продуктов.
В нецепных Р.-х. п. энергия излучения расходуется непосредственно для осуществления
самого акта превращения. Такие процессы связаны с большими затратами энергии
излучения и имеют ограниченное применение.

К числу интенсивно изучаемых и практически
реализуемых цепных Р.-х. п. относятся различные процессы полимеризации,
теломеризации, а также синтеза ряда низкомолекулярных соединений. Р.-х.
п. полимеризации этилена, триоксана, фторолефинов, акриламида, стирола
и нек-рых др. мономеров были в нач. 1970-х гг. разработаны до стадии создания
опытных или опытно-пром. установок. Важное практич. значение приобрели
радиационные методы отверждения связующих (полиэфирных и др.) в произ-ве
стеклопластиков и получении лакокрасочных покрытий на металлич., деревянных
и пластмассовых изделиях. Значительный интерес представляют Р.-х. п. прививочной
полимеризации. В этих процессах исходные полимерные или неорганич. материалы
различного назначения облучаются в присутствии соответствующих мономеров.
В результате поверхности этих материалов приобретают новые свойства, в
нек-рых случаях уникальные. Р.-х. п. этого типа практически применяются
и для модифицирования нитей, тканей, плёнок и минеральных материалов. Большой
интерес представляют также Р.-х. п. модифицирования пористых материалов
(древесины, бетона, туфа и т. д.) путём пропитки их мономерами (метилметакрилатом,
стиролом и др.) и последующей полимеризации этих мономеров с помощью у-излучения.
Такая обработка значительно улучшает эксплуатационные свойства исходных
пористых тел и позволяет получить широкий ассортимент новых строительных
и конструкционных материалов. В частности, заметных масштабов достигло
произ-во паркета из модифицированной древесины. Цепные Р.-х. п. осуществляются
также с целью синтеза низкомолекулярных продуктов. Установлена высокая
эффективность Р.-х. п. окисления, галогенирования, сульфохлорирования,
сульфоокисления.

Из процессов, в к-рых излучение инициирует
нецепные реакции, широкое распространение получили Р.-х. п. "сшивания"
отдельных макромолекул при облучении высокомолекулярного соединения. В
результате "сшивания" (напр., полиэтилена) происходит повышение его термостойкости
и прочности, а для каучуков радиационное "сшивание" обеспечивает их вулканизацию.
На этой основе разработаны Р.-х. л. произ-ва упрочнённых и термостойких
полимерных плёнок, кабельной изоляции, труб, вулканизации резинотехнич.
изделий и др. Особенно интересным является "эффект памяти" облучённого
полиэтилена. Если облучённое изделие из полиэтилена деформировать при темп-pax
выше tоно сохранит приданную форму. Однако повторное нагревание возвращает первоначальную
форму. Этот эффект даёт возможность получать термоусаживаемые упаковочные
плёнки и электроизоляционные трубки.

Для осуществления химического синтеза было
предложено (1956) использовать осколки деления ядер ²³⁵U, возникающие
в активной зоне ядерного реактора. Эти процессы были названы хемоядерными.
Исследования и технологические расчёты показали, что принципиальных препятствий
для реализации таких процессов нет. Однако технич. трудности, состоящие
гл. обр. в создании систем очистки продуктов от неизбежных в этом случае
радиоактивных загрязнений, не позволили пока приступить к сооружению хотя
бы опытно-пром. хемоядерных установок.

Разработка пром. Р.-х. п. привела к возникновению
радиационно-химической технологии, гл. задача к-рой - создание методов
и устройств для экономичного осуществления Р.-х. п. в пром. масштабе. Осн.
разделом радиационно-химич. технологии является радиационно-химическое
аппаратостроение, теоретич. основы к-ррго созданы во многом трудами сов.
учёных.

Для проведения Р.-х. п. используются изотопные
источники у-излучения, ускорители электронов с энергиями от 0,3 до 10 Мэв
и
ядерные реакторы. В совр. изотопных источниках чаще всего используется
⁶⁰Со.
Перспективными источниками у-излучения считаются и радиационные контуры
при ядерных реакторах, состоящие из генератора активности, облучателя радиационной
установки, а также соединяющих их коммуникаций и устройств для перемещения
по контуру рабочего вещества. В результате захвата нейтронов в генераторе,
расположенном в активной зоне ядерного реактора или вблизи от неё, рабочее
вещество активизируется, а у-излучение образовавшихся изотопов используется
затем в облучателе для проведения Р.-х. п. Накопленный в СССР опыт позволяет
создать пром. радиационные контуры мощностью в несколько сотен квт.

Для облучения сравнительно тонких слоев
материала наиболее эффективным оказывается применение ускоренных электронов,
обеспечивающее ряд преимуществ: высокие мощности доз, лучшие для обслуживающего
персонала условия радиационной безопасности, отсутствие в выключенном
состоянии расхода энергии и т. д.

Лит.: Пшежецкий В. С., Радиационно-химические
превращения полимеров, в кн.: Краткая химическая энциклопедия, т. 4, М.,
1965, с. 421 - 26; Основы радиационно-химического аппаратостроения, под
общ. ред. А. X. Бречера, М., 1967; "Журнал Всесоюзного химического общества
им. Д. И. Менделеева", 1973, т. 18, № 3; Энциклопедия полимеров, т. 3,
М. (в печати). С. П. Соловьёв, Е. А. Борисов.

А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я