Банк рефератов содержит более 364 тысяч рефератов, курсовых и дипломных работ, шпаргалок и докладов по различным дисциплинам: истории, психологии, экономике, менеджменту, философии, праву, экологии. А также изложения, сочинения по литературе, отчеты по практике, топики по английскому.
Полнотекстовый поиск
Всего работ:
364150
Теги названий
Разделы
Авиация и космонавтика (304)
Административное право (123)
Арбитражный процесс (23)
Архитектура (113)
Астрология (4)
Астрономия (4814)
Банковское дело (5227)
Безопасность жизнедеятельности (2616)
Биографии (3423)
Биология (4214)
Биология и химия (1518)
Биржевое дело (68)
Ботаника и сельское хоз-во (2836)
Бухгалтерский учет и аудит (8269)
Валютные отношения (50)
Ветеринария (50)
Военная кафедра (762)
ГДЗ (2)
География (5275)
Геодезия (30)
Геология (1222)
Геополитика (43)
Государство и право (20403)
Гражданское право и процесс (465)
Делопроизводство (19)
Деньги и кредит (108)
ЕГЭ (173)
Естествознание (96)
Журналистика (899)
ЗНО (54)
Зоология (34)
Издательское дело и полиграфия (476)
Инвестиции (106)
Иностранный язык (62792)
Информатика (3562)
Информатика, программирование (6444)
Исторические личности (2165)
История (21320)
История техники (766)
Кибернетика (64)
Коммуникации и связь (3145)
Компьютерные науки (60)
Косметология (17)
Краеведение и этнография (588)
Краткое содержание произведений (1000)
Криминалистика (106)
Криминология (48)
Криптология (3)
Кулинария (1167)
Культура и искусство (8485)
Культурология (537)
Литература : зарубежная (2044)
Литература и русский язык (11657)
Логика (532)
Логистика (21)
Маркетинг (7985)
Математика (3721)
Медицина, здоровье (10549)
Медицинские науки (88)
Международное публичное право (58)
Международное частное право (36)
Международные отношения (2257)
Менеджмент (12491)
Металлургия (91)
Москвоведение (797)
Музыка (1338)
Муниципальное право (24)
Налоги, налогообложение (214)
Наука и техника (1141)
Начертательная геометрия (3)
Оккультизм и уфология (8)
Остальные рефераты (21697)
Педагогика (7850)
Политология (3801)
Право (682)
Право, юриспруденция (2881)
Предпринимательство (475)
Прикладные науки (1)
Промышленность, производство (7100)
Психология (8694)
психология, педагогика (4121)
Радиоэлектроника (443)
Реклама (952)
Религия и мифология (2967)
Риторика (23)
Сексология (748)
Социология (4876)
Статистика (95)
Страхование (107)
Строительные науки (7)
Строительство (2004)
Схемотехника (15)
Таможенная система (663)
Теория государства и права (240)
Теория организации (39)
Теплотехника (25)
Технология (624)
Товароведение (16)
Транспорт (2652)
Трудовое право (136)
Туризм (90)
Уголовное право и процесс (406)
Управление (95)
Управленческие науки (24)
Физика (3463)
Физкультура и спорт (4482)
Философия (7216)
Финансовые науки (4592)
Финансы (5386)
Фотография (3)
Химия (2244)
Хозяйственное право (23)
Цифровые устройства (29)
Экологическое право (35)
Экология (4517)
Экономика (20645)
Экономико-математическое моделирование (666)
Экономическая география (119)
Экономическая теория (2573)
Этика (889)
Юриспруденция (288)
Языковедение (148)
Языкознание, филология (1140)

Реферат: Роль многократной ионизации в действии излучения

Название: Роль многократной ионизации в действии излучения
Раздел: Рефераты по физике
Тип: реферат Добавлен 23:55:11 14 марта 2007 Похожие работы
Просмотров: 80 Комментариев: 2 Оценило: 0 человек Средний балл: 0 Оценка: неизвестно     Скачать

A . Ope

РОЛЬ МНОГОКРАТНОЙ ИОНИЗАЦИИ В ДЕЙСТВИИ ИЗЛУЧЕНИЯ

Введение. Шестнадцать лет назад Платцман блестяще рас­смотрел вопрос о возможной роли многократной ионизации в действии излучения. К сожалению, к проблеме изучения действи­тельной роли, которую играет переданная энергия, вызывающая образование многократно заряженных ионов, приступить очень трудно и она остается довольно неясной.

Механизмы ионизации. Существуют различные процессы, кото­рые могут привести к образованию многократно заряженных ионов. В этом обзоре мы не будем обсуждать такие процессы, как одновременный электронный захват и ионизацию «тяжелыми» положительными частицами (см., например, [2], а также следую­щую статью Кистемейкера), ионизацию при мезонном захвате [3] и т. д. Блестящий анализ ионизации, связанной с различными процессами ядерного распада, был недавно опубликован Вексле-ром [4].

Мы обсудим здесь кратко многократную ионизацию, обуслов­ленную смежными ионизациями, и многократное испускание сла­бо связанных электронов по существу в «одном акте». Основная часть настоящей статьи будет посвящена многократной ионизации, связанной с первоначальной ионизацией внутренних оболочек.

Смежные ионизации. Гипотеза, согласно которой определен­ный тип эффектов облучения может обусловливаться смежными ионизациями, не нова. Напомним модель Ли — Кэтчесайда (пред­ставляющую интерес хотя бы с исторической точки зрения [5]), согласно которой каждая ионизирующая частица, которая пере­секает хроматиду в традесканции, может с большой вероятностью разрушить ее только в том случае, если в пределах диаметра хро-матиды эта частица производит 15—20 актов ионизации. Анало­гично в ранних попытках объяснить радиационные повреждения сухих белков, исходя из предположения о «прямом действии», допускалось, что для инактивации одной молекулы иногда необ­ходимо, чтобы при прохождении одной частицы наступало нес­колько ионизации [6]. Па основании этих рассуждений, а также анализа более общей модели Ховарда-Фландерса [7], были выпол­нены расчеты вероятности того, что в пределах данного расстоя­ния образуется некоторое число ионов, причем допускались ста­тистические флуктуации как чдсдз ионных скорлений, так и числа ионов в каждом из них [8]. Эти расчеты, основанные на данных об ионизации газа, следует, однако, пересмотреть, чтобы учесть прогресс наших знаний о характеристических потерях энергии электронами в конденсированных средах [9]. Согласно гипотезе Хатчинсона, на одну первичную ионизацию требуется меньшая энергия, чем обычно считалось [10], т. е. для инактивации фермен­тов, облучаемых в сухом состоянии в отсутствие кислорода (но не в его присутствии), требуется, как правило, многократная иони­зация. Наконец, механизм инактивации, предложенный Плат-цманом и Франком и заключающийся в разрыве вторичных связей волной поляризации, предполагает необходимость не­большого числа ионизации в самой молекуле белка или вблизи нее [11].

По-видимому, вопрос о пространственных корреляциях возник­ших зарядов относится к важным. Количественные характеристи­ки ионных скоплений еще не установлены. Кроме того, не суще­ствует резкого экспериментального различия между «смежными ионизациями» и состоянием, возникающим при различных видах многократной ионизации, обсуждаемых ниже.

«Одноактное» испускание внешних электронов. Для физиков-экспериментаторов и теоретиков объяснение «одноактного» испус­кания двух или большего числа слабо связанных атомных или молекулярных электронов под действием, скажем, удара электро­на до сих пор представляется очень сложным.

К счастью, возможные детали механизма многократного ис­пускания слабо связанных электронов для наших целей имеют лишь второстепенный интерес. К сожалению, эмпирические дан­ные о вероятности (сечении) тг-кратной ионизации (п ]> 2) до сих пор чрезвычайно скудны [12, 13]. Однако основная масса «вторичных» электронов, создаваемых высокоэнергетическим из­лучением, имеет энергию, при которой сечение даже наиболее вероятной двукратной ионизации мало. Поэтому при обычных условиях облучения значение полного выхода такой двукратной ионизации в 103 раз меньше значения выхода для однократных ионизации [1]. Кроме того, химическая активность этих двукрат­но ионизированных атомов не должна быть особенно большой. Аналогичной ионизацией более высокой кратности можно полно­стью пренебречь. Что же касается первичных ионизации, то в не­которых атомарных газах около 10% всех ионизации, создавае­мых электронами средней энергии, могут оказаться двукратными и около 1% —трехкратными [12, 13].

Внутриоболочечная ионизация. Общие соображения. Особен­ный интерес представляет механизм многократной ионизации с потерей электронов внутренними, глубоколежащими оболоч­ками, за которой следует — вероятно, через 10~14 — 10~15 сек — эмиссия других электронов с последующей перестройкой атомного или молекулярного электронного облака. Этот механизм пред­полагает выделение болыноц порции энергии, способной вызвать

сильные локальные нарушения и затем быстро преобразовать­ся в потенциальную энергию молекулы. Даже в кислороде— легком атомо — по крайней мере 530 эв остается в ионе при ис­пускании одного K-электрона, что более чем в 10 раз превышает энергию, необходимую для удаления двух валентных электронов.

Сечения однократной внутриоболочечной ионизации можно довольно точно вычислить из теории. Число первичных дву­кратных или многократных внутриоболочечных ионизации очень мало. (Даже если эти ионизации маловероятны, они сыграли известную роль в интерпретации Kα -сателлитов в рентгеновском спектре [14].) Теоретический выход внутриоболочечной иониза­ции в реальных условиях облучения был получен Дурупом и Платцмашш [15, 10] путем расчета сечений с использованием теории Спенсера и Фано [17]. Наконец, процессы, вызываемые образованием внутриоболочечных вакансий, интенсивно изуча­лись как физиками, так и химиками, занимающимися ядерной химией [4, 18].

Процессы, непосредственно следующие за образованием внут­риоболочечных вакансий.

Изолированные атомы. В тяжелом атоме, электро­ны которого располагаются на многочисленных оболочках и подоболочках (энергетических уровнях), перестройка может проис­ходить громадным числом способов, в том числе путем как радиа­ционных, так и нсрадиационных переходов, причем последние могут вызывать значительную потерю электронов. Образование внутриоболочечной вакансии в атоме Хе ( Z 54) иногда сопро­вождается ливнем, состоящим из более чем 20 электронов [19], а наиболее вероятное их число равно 8 [19, 201 (см. также [13]). Этот процесс представляет собой каскад простых переходов Оже, в'каждом из которых один электрон переходит на внутреннюю орбиту, а энергия перехода идет на выбивание другого электрона.

Однако такая картина формирования заряда не полна. В ос­новном закопченная картина была недавно создана Карлсоном и Краузе [21] для простейшего случая атома Ne (Z= 10), т. е. легкого атома, подвергнутого рентгеновскому облучению. Не­которые основные ее особенности заключаются в следующем.

а) В тот момент, когда быстрый фотоэлектрон вылетает из K-оболочки Ne, поле, в котором движутся оставшиеся электроны, претерпевает внезапное возмущение, приводящее к «выбросу» одного или нескольких электронов примерно в 16% случаев.

б) Вероятность последующего процесса Оже, в котором ис­пускается два электрона (или большее их число), равна прибли­зительно 8% («двойной» процесс Оже может иметь ту же природу, что и в пункте а) [22].

Если бы не было таких механизмов эмиссии добавочных элект­ронов, следовало бы предсказать только образование Ne1+ (ва­кансия в k-оболочке заполнена в результате радиационного перехода) и Ne2+ (простой переход Оже), Однако на самом деле наблюдается около 22% Ne3+ , около 3% Ne4+ и 0,3% Ne6+ . Сход­ная ситуация должна наблюдаться для атомов О, N и С [20].

Изучался также случай не столь легкого атома Аг ( Z = 18) [13, 23]. Полученные результаты можно в известном приближении применить к таким биологически важным атомам, как S( Z = 16) и Р (Z= 15) [20]. При К-ионизации аргона примерно в 40% случаев теряется пять электронов или более; наиболее вероятна потеря четырех электронов. Что касается количества выделившей­ся энергии, то при К-ионизации ее величина в Аг, Sи Р равна соответственно 3,2, 2,5 и 2,1 кэв [24]. В этих атомах ионизация L-оболочки также сопровождается (≈ 100%) одним или несколь­кими процессами Оже, иногда комбинированными с «выбросом» электрона. Таким образом, в Аrвероятность ионизации L-обо­лочки, приводящей к образованию ионов с зарядом три и боль­ше, превосходит 40%. Ионизация L-оболочки падающей частицей обычно значительно более вероятна, чем ионизация .К-оболочки; исключением служит фотоэлектрический эффект при энергиях фотона, превышающих порог ионизации К-оболочки. Энергии ионизации L-оболочки, конечно, меньше и равны 290—245 эв, 190—163 эв и 150—128 эв для Аr, Sи Р соответственно [24].

Исследования, проведенные с помощью рентгеновского об­лучения, дали возможность установить эмпирические правила, посредством которых можно оценить средний заряд, возникаю­щий при образовании вакансий в результате атомной перестрой­ки в любой оболочке любого изолированного атома [20].

Изолированные молекулы. Можно ожидать, что в молекулах во время конечных стадий перестройки будет осуществляться быстрый внутримолекулярный перенос заряда. Давно известно, что в случаях, когда внутренние вакансии создаются включен­ными в молекулу радиоактивными ядрами [4], в ней могут прои­зойти сильные нарушения. Более точная информация была не­давно получена в исследованиях Карлсона и Уайта [25] с исполь­зованием рентгеновского облучения. Изображенный на рис. 1 спектр зарядов показывает, что при ионизации внутренней обо­лочки йода в газообразном CH3 Jнейтральные фрагменты обра­зуются редко (отношение атомарных ионов отражает долю дан­ных атомов в молекуле). Кроме того, мы видим, что происходит целый ряд распадов, но наиболее вероятна реакция

CH3 J+ рентгеновские лучи- С2+ + 3Н+ + J5+ + 10 электронов. (1)

В этом случае три электрона переносятся, по-видимому, из метильной группы к йоду, поскольку следует ожидать, что сво­бодный атом йода имеет заряд +8, так как этот элемент ( Z 53) находится рядом с Хе. Таким образом, два «добавочных» элект­рона, по-видимому, теряются при каком-то молекулярном процес­се автоионизации. Примерно за 10~14 сек молекула превращается в крошечный рой положительных ионов, который затем расши­ряется. Измерялся также, спектр энергий ядер ртдачи. Для C2+ 40его максимум находится примерно при 40 эв. Для Н+ и J5+ он лежит приблизительно при 34 и 9 эв соответственно. Эти энергии относятся к области химии «горячих атомов» или «высоких ско­ростей». Они хорошо согласуются с моделью «кулоновского взры­ва». Получены, однако, указания на то, что уже в процессе по­явления заряда имеет место небольшое расхождение ионов [25]. Конденсированная среда. Разрушение молекул в результате эффекта Оже с последующим кулоновским отталкиванием было

качественно рассмотрено еще в 1941 г. [26] (см. также [27]). За исключением первоначальных переходов, которые, по существу, не зависят от окружающей среды, детали возникновения зарядов в конденсированных средах неизвестны. В жидкостях разрушения молекул надежно установлены [4].

Что касается действия радиации, то и образовавшиеся много­кратно заряженные положительные ионы, и испускаемые электроны ^ участвуют в создании маленьких химически активных областей возмущений. Первичные испускаемые электроны, так же как и один или несколько оже-электронов, могут иметь доволь­но большую энергию, но в случае легких атомов она не очень ве­лика. Приближенное рассмотрение энергии связи дает для элект­ронов, излучаемых в переходе K -+ LL , энергию, примерно равную 500 эв и 250 эв для кислорода и углерода соответственно. Следует отметить, что эти энергии лежат в области, в которой сечения ионизации электронами особенно велики. К примеру, для оже-электронов из СН4 наблюдаемое значение равно (246,6^0,6) эв [28]. Следует ожидать, что «выброшенные» электроны, а также ряд других обладают в среднем гораздо меньшей энергией.

Как отмечал Платцман [1], тот факт, что при ионизации внут­ренней оболочки могут образоваться высокоактивные участки с многочисленными ионизациями и возбуждениями, дает

Рис. .1. Спектр зарядов ионов при разрушении йодистого метила [25].

возможность объяснить атомные смещения в твердых веществах, облу­чаемых электронами, в тех случаях, когда величина смещения при прямой передаче импульса очень мала. Необходимое условие осу­ществления механизмов такого типа состоит в том, что время, требуемое для снятия электронного возбуждения, должно пре­вышать примерно 10-13 сек, т. е. время, необходимое для смеще­ния атома. Для постлучевого эффекта при ионизации K-оболочки в диэлектриках это время, по-видимому, можно считать пра­вильным. Некоторые иссле­дования временной зависи­мости постлучевых эффектов были выполнены [29] с ис­пользованием эффекта Меесбауэра.

В работе [15] подчеркивалось, что многократные ионизации в ионных кристал­лах происходят как в кати­онах, так и в анионах. Вме­сте с тем Варлей [30] отметил только пространственную не­стабильность аниона, когда знак его заряда меняется под действиеммногократной ионизации. Смолуховский и др. [31] рассмотрели моди­фикацию «механизма Варлея» с учетом снятия возбуждения при столкновении между положительными и отрицательными ионами одних и тех же элементов.

Теоретические значения выходов для ионизации внутренней оболочки. Метод, развитый Дурупом и Платцманом [15], содер­жит общие указания о способах вычисления абсолютных значений выходов для ионизации внутренних оболочек при полном погло­щении падающих моноэнергетических электронов. Обобщая пред­ложения Харта [32], эти авторы оставили символ G для измеряе­мого выхода и использовали, например, gk для обозначения тео­ретически найденного числа K-ионизации на 100 эв поглощенной энергии. Опубликованные ими численные результаты для крис­таллов LiFи КСl показывают, что значение g для ионизации данной внутренней оболочки атома быстро падает по мере того, как первоначальная энергия электрона Т7 , приближается к вели­чине, в 100 раз меньшей соответствующей пороговой энергии (рис. 2). Такая зависимость позволяет осуществить эксперимен­тальную проверку роли удаления электронов с различных внут­ренних оболочек при действии радиации. При наибольших зна­чениях T 0 вторичные электроны вносят существенный вклад в ионизацию K-оболочек даже в случае Clи К- Поэтому плато на графике gK для этих атомов можно достичь лишь для самых больших значений Т0 (если оно вообще существует). При Т0 1 Мэв значения gk составляют около 0,16; 0,007; 0,0004 и 0,0003 для Li (Z= 3), F( Z = 9), Cl (Z= 17) и К ( Z = 19) соответствен­но. Заметим, однако, что ионизация L-оболочки, по-видимому, сопровождается одним или двумя переходами Оже для случаев, подобных К и G1, у которых выход (при 1 Мэв) для субоболочек LI и LII , LIII приблизительно равен 20 gK и, 100 gK [15] (данные для других веществ см. ниже). Метод Дурупа и Платцмана применим также к ренгтеновскому и γ-из лучениям, которые воздействуют посредством создаваемых ими электронов. Позднее мы обсудим упрощенные вычисления.

Преобладающее количество электронов малой энергии, обра­зуемых тяжелыми заряженными частицами; неспособно ионизо­вать K-оболочку. Вторичные частицы большой энергии встречают­ся очень редко [33]. Например, для падающих протонов gK можно рассчитать (см. последний раздел) из сечений ионизации К-обо лочки [33, 34] и данных о полной тормозной способности облучае­мого вещества.

Радиационная химия и радиобиология.

Вводные замечания. В первую очередь нас интересуют эф­фекты облучения, и поэтому мы не будем рассматривать (см. [4], [35]) образование внутриоболочечных вакансий в веществах с включенными радиоактивными ядрами. Однако последствия образо­вания внутриоболочечной вакансии, по существу, не зависят от пути ее образования. Мы уже обсуждали некоторые наблюдаемые и предсказываемые эффекты, вызываемые внутриоболочечными вакансиями, созданными облучением, а также некоторые теоре­тические значения выходов испускания электронов с внутренних оболочек. В следующем разделе мы обсудим их более подробно.

Вода. В 1950 г. Платцман представил результаты вычислений, касающихся вырывания электронов с внутренних оболочек про­тонами в воде. Его данные остаются заслуживающим доверия приближением, несмотря на прогресс, достигнутый с тех пор в изучении проникновения протонов в вещество [33, 34, 36], а резуль­таты, полученные для воды, примерно совпадают с данными для биологической среды.

Если полная энергия падающих протонов составляет, напри­мер, 3 Мэв или 1 Мэв, то доля ее, идущая на выбивание К-элек­тронов кислорода в воде, равна соответственно около 4% и 1%. Общее число К-электронов, вырываемых из кислорода, быстро растет с увеличением первоначальной энергии протонов и равно примерно 10 и 80 при 1 и 3 Мэв соответственно. Эти числа соот­ветствуют значениям gK (О) (выход в воде атомов кислорода с ионизированной ^-оболочкой) приблизительно равным 10 -3 и 2,7-10-3 соответственно. Платцман обнаружил, что даже в случае очень малых выходов таких процессов эти события происходят чаще, чем прямая передача «сильного» импульса всему атому.

Рис. 2. Теоретические значения выхода ионизации K-оболочки LiFи КСl [15].

По оси ординат отложены g k -10n , величины п показаны у кривых.

Однако число дельта-электронов даже с энергиями, превышающи­ми 500 эв, по-видимому, больше. Для электронов с энергией выше 50 кэв Дуруп и Платцман [16] нашли (предположив, что происхо­дит полное их поглощение) gK (О) для воды порядка 0,01 числа ионизации К-оболочки атомов кислорода на 100 эв поглощенной энергии. Это означает, что около 5% всей поглощенной энергии первоначально должно передаться молекулам воды, атомы кис­лорода которых содержат внутриоболочечные вакансии. Добав­ляя эту энергию к энергии выбитого электрона, получим значи­тельно большую долю падающей энергии, затраченную на иони­зацию К-оболочки кислорода.

Приведенные выше данные о конечном заряде, приобретаемом изолированными атомами и молекулами, указывают, что часто молекулы воды несут больше двух зарядов, даже если энергети­чески возможен только один переход Оже (в данном случае в атоме кислорода). Хотя молекулярная связь делает второй пере­ход Оже энергетически возможным, появление необходимой ва­кансии в Li-оболочке, по-видимому, не всегда является наиболее вероятным результатом первого перехода [37]. Нестабильность Н2 02+ и Н2 О3+ в газовой фазе подтверждается отсутствием этих ионов в спектре масс [38].

В воде и других веществах, состоящих из малых молекул, образованных только легкими атомами, эффекты ионизации внут­ренних оболочек могут не играть заметной роли. Тем не менее детальный анализ, подобный анализу Платцмана [39] для сверх­возбужденных молекул воды, по-видимому, представляется ин­тересным. В льде необычайно большие локальные возмущения подобного типа можно отличить от эффектов ионизации валент­ных электронов. Например, могут наблюдаться различия в их термолюминесценции.

Вместе с тем в средних или очень крупных молекулах соот­ветствующее возмущение будет возникать (по крайней мере в основном) в самой молекуле и, даже если она не содержит атомов тяжелее С, N и О, соответствующая энергия равна приблизитель­но 300—500 эв. Эта энергия может оказаться особенно сущест­венной, если молекула особо устойчива к воздействиям, сопро­вождающимся передачей малой энергии, или способна репарироваться после таких воздействий.

Углеводороды, белки и нуклеиновые кислоты. В случае пол­ного поглощения электронов большой энергии теоретический вы­ход gK (С) для ионизации Х-оболочки углерода, связанного в поли­этилене [16], примерно в 2,5 раза больше выхода gK (О) в воде, что нетрудно объяснить. К-электроны углерода легче отрываются, и, кроме того, они составляют 25% всех электронов С2 Н4 , тогда как К- электроны кислорода составляют только 20% от общего их числа в воде.

Качественно зависимость gK (С) для полиэтилена от начальной энергии электрона Т0 совпадает с приведенной в предыдущем разделе. Величины gK (С) равны 0; 0,01; 0,02 и 0,03 при значениях Т0 , примерно равных 0,3; 1; 10 кэв и 3 Мэв соответственно. Выход, равный 0,03, означает, что ионизация К-оболочки составляет около 1% от всех ионизации, включая те, которые производятся электронами, возникающими при каждой ионизации К-оболочки.

Вычисления Дурупа и Платцмана [16] справедливы также для рентгеновского и γ-излучения при следующих упрощающих пред­положениях, вполне реальных для многих экспериментов: комптоновские электроны и фотоэлектроны поглощаются полностью, а фотоны, образовавшиеся при комптоновском рассеянии, не пре­терпевают дальнейших неупругих столкновений в облучаемом веществе. Для моноэнергетических фотонов большой энергии g к (С) для полиэтилена получается, как и ожидалось, приблизи­тельно таким же, как и для электронов большой энергии. Подоб­ным же образом при высоких энергиях gK медленно уменьшается с уменьшением энергии фотона, но в этом случае график gK про­ходит через широкий минимум. Такое поведение отражает воз­растающий вклад фотоэлектрического эффекта при низких энер­гиях .

Результаты вычислений для полиэтилена легко распростра­няются на другие углеводороды. Специфика углеводорода опре­деляется главным образом отношением числа атомов углерода н общему числу связанных электронов. Выход gK (С) пропорцио­нален этому отношению, которое может меняться приблизительно на 50% от одного углеводорода к другому. Физическое состояние углеводорода, по существу, не влияет на величину gK . Даже если абсолютные значения теоретических выходов малы, они на­ходятся в соответствии с наблюдаемыми значениями G для раз­личных строго эндотермических процессов радиолиза ароматичес­ких углеводородов. Другие возможные причины следует, конечно, исключить, прежде чем можно будет сказать, что ионизация K-оболочки является преобладающим процессом. Это, по-видимому, будет не легкой задачей. Однако, как указывалось выше, пред­сказанная зависимость выходов от энергии падающих частиц вероятно поможет найти один из возможных путей ее решения.

Дуруп и Платцман распространили свои расчеты для элект­ронного облучения и на некоторые белки. Было найдено, что при небольшой примеси серы gK (S) пренебрежимо мало, тогда как по оценке gK (S) составляет менее 10% от суммы значений gK для С, N и О (последняя величина составляет приблизительно 80% от значения gK (С) для полиэтилена). Следовательно, при воздей­ствии электронами, так же как и при воздействии рентгеновским и γ -излучениями большой энергии при нормальных условиях, атомы серы не должны заметно увеличивать возможную роль, которую играет ионизация внутренних оболочек в молекуле белка.

Нуклеиновые кислоты не обсуждались явным образом теми же авторами. Несмотря на относительно большое содержание фосфора, следует ожидать, что величина £# (Р) составит только около 1% от суммы значений g K для С, N и О. Однако значение gL (P) должно быть по крайней мере сравнимо с этой величиной. Так как ионизация L-оболочки фосфора почти всегда приводит к переходам Оже, выход многократных ионизации при облучении нуклеиновых кислот (включая эффект Оже) может даже, как указывалось выше, превзойти довольно большое значение gK (С), вычисленное для полиэтилена.

Когда дело касается биологических макромолекул, физик вряд ли сможет отличить возмущения, вызванные переходами Оже, от эффектов, обусловленных вырыванием валентных элект­ронов. Существуют некоторые экспериментальные исследования, которые, по-видимому, имеют отношение к данному вопросу. В этих исследованиях действия рентгеновского излучения авто­ры рассматривают преобладающую ионизацию К-оболочки, ко­торая начинается после того, как энергия фотона превзойдет ее порог.

Уже 15 лет назад Гилд [41] пытался использовать это, чтобы решить, является ли ионизация атомов фосфора более эффективной для инактивации бактериофага Т 1, чем ионизация любой дру­гой молекулы. Его гипотеза не подтвердилась. Манойлов [42] приписывал некоторые наблюдаемые радиационные повреждения ионизации К-оболочки железа ( Z — 26) в цитохромной системе. Недавно Аддинк [43] пытался объяснить вызванное рентгеновским излучением отщепление жестко связанного цинка (Z= 30) от карбоангидразы результатом возмущения, вызванного переходом Оже. Однако два последних наблюдения имеют чисто качествен­ный характер, и к тому же Гилд использовал только немо но энер­гетическое рентгеновское излучение.

Гомбергидр. [44] использовали монохроматические регулируе­мые источники рентгеновского излучения. В их планы входило изучение возможного радиационного эффекта TsT-резонанса в ме­таллсодержащих ферментах и в хромосомах с введенными тяже­лыми атомами. Положительные предварительные результаты были доложены. Сообщалось также [44] о возрастающей скорости об­разования F-центров в кристаллах КВr при К-резонансе в Вr(Z= 35). В таком случае следует ожидать заметной иониза­ции К-оболочки калия (Z= 19), а также ионизации L-оболочки брома, проявляющейся в флуоресцентном рентгеновском излу­чении, испускаемом бромом с ионизированной K-оболочкой. Вы­ход K-флуоресценции для этих довольно тяжелых атомов пре­восходит 50%.

ЛИТЕРАТУРА

1. R.L.Platzman, всб.: «Symposium on radiobiology», ed. J. J. Nick-son, J. Wiley a. Sons, 1952, Ch. 7.

2. H. В. Ф е д о peн к о, УФН 68, 481 (1959).

3. С. F. P оw e 1 I, P. F. Fowler, D. H. P e гk i n sf The study of ele­mentary particles by the photographic method, Perganion Press, 1959,

53

4. S. W e x 1 e г, всб.: «Actions chimiques et biologiques des radiations», vol. 8, M. Haissinsky (ed4 .), Masson, 1965, Ch. 3.

5. G. J. N e a r y, Int. J. Radiation Biol. 9, 477 (1965); J. R e a d, Physics Med. Biol. 2, 258 (1957/58).

6. W. P. McNutly, F. Hutchinson, Arch. Biochem. Biophys. 50, 92 (1954); E. G. P о 1 1 агd, W. R. G u i Id, F. Hutchinson, R. B. S e t 1 оw, всб.: «Progress in Biophysics», vol. 5, J. A. V. But­ler, J. T. Randall (eds.), Pergamon Press, 1955, Ch. 3.

7. P. H оw агd-F la n d e r s, всб: «Advances in biological and medical physics», vol. 6, C. A. Tobias, J. H. Lawrence (eds.), Acad. Press, 1958, p. 553; Т. Вr u s t a d, Всб.: «Advances in biological and medical phy­sics», vol. 8, 1962, p. 161.

8. А. Оr e, A. L a r s e n, Radiation Res. 21, 331 (1964).

9. A. M. R a u t h, J. A. Simpson, Radiation Res. 22, 643 (1964).

10. F. Hutchinson, Radiation Res., Suppl. 2, 49 (1960).

11. R. L. Platzman, J. Franc k, всб.: «Symposium on information theory in biology», H. P. Yockey, R. L. Platzman, H. Ouastler (eds.), Pergamon Press, 1958, p. 262.

12. L. J. Кi e f f e r, G. H. D u n n, Revs. Mod. Phys. 38, 1 (1966).

13. B. L. S сh r a m, A. J. H. Воe r b оm, J. Кi s t e m a k e r, Physica 32, 185 (1966); B. L. S сh r a m, Physica 32,197 (1966); B. L. S сh гa m, lonization of noble gases and molecular gases by high energy elect­rons, Thesis, Univ. of Amsterdam Van Soest, 1966.

14. R. D. R i сh t m уe r, Phys. Rev. 49, 1 (1936); F. K. R i сh t m уe r, Revs. Mod. Phys. 9, 391 (1937).

15. J. D u r u p, R. L. Platzman, Disc. Faraday Soc. 31, 156 (1961).

16. J. D u r u p, R. L. P 1 a t z m a n, J. Ghim. Phys., впечати.

17. L. V. S p e n сe r, U. F a n о, Phys. Rev. 93, 1172 (1954).

18. A. J. Соm p t оn, S. K. A 1 1 i s оn, X-rays in theory and experiment, Van Nostrand, 1935; E. H. Вu r h оp, The Auger effect, Univ. Press, 1952; M. A. L i s t e g a r t e n, The Auger effect, Bull. Akad. Nauk, SSSR, Phys. Ser. 24, 1050 (1960); I. Bergstrom, C. N оr d 1 i n g, всб.: «Alpha-, betha- and gamma-ray spectroscopy», vol. 2, K. Siegbahn (ed.), North-Holland Publ. Co., 1965, Ch. 25.

19. F. P 1 e a s оn t оn, A. H. S n e 1 1, Proc. Roy. Soc. 241 A, 141 (1957).

20. T. A. Carlson, W. E. Hunt, M. О. Кr a u s e, Phys. Rev., в пе­чати.

21. Т. А. С а г 1 sо n, M. О. К rause, Phys. Rev. 140A, 1057 (1965).

22. T. A. Carlson, личное сообщение.

23. Т. А. Саг 1 s оn, M. О. Кr a u s e, Phys. Rev. 137A, 1655 (1965).

24. A. H. W a p s t r a, G. J. N e i j g h, R. van L i e s h оu t, Nuclear spectroscopy tables, North-Holland Publ. Co., 1959, p. 77.

25. T. A. Carlson, R. M. White, всб.: «Symposium on the chemical effects of nuclear transformations», vol. 1, Int. Atomic Energy Agency, 1965, p. 23; Т. А. Сa r 1 s оn, R. M. W h i t e, J. Ghem. Phys. 44, 4510 (1966).

26. D. D e V a u U, W. F. L i b b y, J. Am. Chem. Soc. 63, 3216 (1941).

27. E. P. Cooper, Phys. Rev. 61, 1 (1942).

28. W. M e h 1 h огn, Z. Phys. 160, 247 (1960).

29. G. K. Wertlieim, H. J. Guggenheim, J. Ghem. Phys. 42, 3873 (1965); W. Тгi f t h a u s e r, P. C. Craig, Phys. Rev. Letters 16, 1161 (1966).

30. J. H. 0. Varley, Nature 174, 886 (1954); J. Nuclear Energy 1, 130 (1954); Proc. 1-st Internatl, Conf. peaceful uses atomic energy, Geneva, 1955, vol. 7, p. 242.

31. R. S m о 1 u сh оw s k i, D. A. W i e g a n d, Disc. Faraday Soc. 31, 151 (1961); R. E. Howard, S. V оs k o, R. S m 0 1 U t h оw s k i, Phys. Rev. 122, 1406 (1961).

32. Б, J, H агt. J. Chem, Edup, 34, 586 (1957),

§3

Оценить/Добавить комментарий
Имя
Оценка
Комментарии:
Где скачать еще рефератов? Здесь: letsdoit777.blogspot.com
Евгений21:33:30 18 марта 2016
Кто еще хочет зарабатывать от 9000 рублей в день "Чистых Денег"? Узнайте как: business1777.blogspot.com ! Cпециально для студентов!
15:19:24 24 ноября 2015

Работы, похожие на Реферат: Роль многократной ионизации в действии излучения

Назад
Меню
Главная
Рефераты
Благодарности
Опрос
Станете ли вы заказывать работу за деньги, если не найдете ее в Интернете?

Да, в любом случае.
Да, но только в случае крайней необходимости.
Возможно, в зависимости от цены.
Нет, напишу его сам.
Нет, забью.



Результаты(151067)
Комментарии (1843)
Copyright © 2005-2016 BestReferat.ru bestreferat@mail.ru       реклама на сайте

Рейтинг@Mail.ru