Radiolüüs

**Radiolüüs** on molekulide lõhustamine radioaktiivse kiirgusega.

See on molekulide ühe või mitme keemilise sideme lõhkumine suure energiaga jõuväljaga. Selles kasutatud radiatsioon on võrreldav radioaktiivset lagunemist põhjustava radiatsiooniga, seetõttu on radiolüüs eristatav näiteks Cl<sub>2</sub> fotolüüsist, kus Cl2 molekul lagundatakse kaheks Cl radikaaliks, kasutades nähtavat või ultravioletset valgust.

Näiteks vesi lõhustub alfakiirguse käes vesiniku radikaalideks ja hüdroksüülradikaalideks. Vee ionisatsiooni puhul laguneb vesi vesinikioonideks ja hüdroksüülioonideks. Ioniseeriva kiirguse mõju all olevate kontsentreeritud lahuste keemiline koostis on väga keeruline ning seetõttu võib radiolüüs muuta kohalikult redoksreaktsioonide tingimusi ja sellest tulenevalt mõjutada ühendite tekkimist ja lahustumist.

## Vee lagunemine

Kõikidest radiatsiooni abil algatatavatest keemilistest reaktsioonidest, mida on uuritud, on kõige tähtsam vee lagunemine. Kui kiiritatakse vett, siis läbib vesi lagunemistsükli, mille käigus laguneb vesi peroksiidiks, vesiniku radikaalideks ja erinevateks hapnikuühenditeks. Üks hapnikuühendite näiteid on osoon, mis tagasi hapnikuks lagunedes vabastab suures koguses energiat. Mõned sellised reaktsioonid on plahvatusohtlikud. Selline lagunemine on peamiselt põhjustatud alfaosakestest, mis absorbeeruvad juba väga õhukeses veekihis.

## Kasutusvõimalused

### Korrosiooni ennetamine tuumaelektrijaamades

Puhta veega tuumaenergiareaktorite planeerimisel tuleb arvesse võtta, et jahutussüsteemis oleval kiiritatud veel on hüdroksüülioonide kontsentratsioon suurem kui mittekiiritatud veel, ning arvestada jahutuse mõju vähenemist tulenevalt hüdroksüülioonide korrodeeruvast mõjust.

### Vesiniku tootmine

Praegune huvi ebatraditsiooniliste vesiniku tootmismeetodite vastu on põhjustanud taaskülastuse vee radiolüüse lõhustamise juurde, kus erinevate kiirguste (alfa-, beeta- ja gammakiirgus) ja vee koosmõjul saab toota molekulaarset vesiniku. Selle protsessi ümberhindamise üheks põhjuseks on tuumareaktorites kasutatud tuumkütuses sisalduvate radiatsiooni allikate kerge kättesaadavus, mis ootavad käitlemist või ümbertöötamist hoiustatuna veebasseinides. Vesiniku saak vee kiiritamisel beeta- ja gammakiirgusega on madal (G väärtus= 2-st.

## Meetodid

### Impulssradiolüüs

Impulssradiolüüs on meetod, mis töötati välja kiirete reaktsioonide algatamiseks, et uurida reaktsioone lahustes, kui lihtsalt reagentide segamine oleks liiga aeglane ja reaktsiooni algatamiseks oleks vaja kasutada teistsuguseid meetodeid.

Protsess kujutab endast uuritava materjali proovi paljastamist suure energiaga (tavaliselt 3–10 MeV) elektronkiirtevihule. Kiirtevihku saab genereerida erinevate seadmetega, näiteks LINAC (lineaarne osakestekiirendi), Febetron 708 osakestekiirendi või Van de Graaffi osakestekiirendi poolt. Peamiselt tulemused saadakse proovide ESR (electron spin resonance) spektroskoopiaga radikaalide uurimisel, või proovi juhtivuse muutuste uurimisel, millega saab tuvastada ioonikontsentratsioonimuutusi. Impulssradiolüüsil on palju kasutusvõimalusi keemias, füüsikas ja bioloogias, näiteks hemoglobiini sidumise ja fotosünteesi reaktsioonide uurimisel. Uurimismeetodi eelis teiste võimaluste ees on nanosekundiline ajaskaala. Impulssradiolüüsi töötasid välja John Keene Manchesterist ja Jack W. Boag Londonist 1950. aastate lõpus ja 1960. aastate alguses. Tehnoloogia edasiarendamisel on jõutud juba isegi ülikiirete pikosekundiliste reaktsioonide uurimiseni.

### Välgatusfotolüüs

Välgatusfotolüüs on impulssradiolüüsi alternatiiv, kus keemilise reaktsiooni algatamiseks kasutatakse suure energiaga valguse kiirt (näiteks eksimeerlaserist), mitte elektronkiirtevihku. Tavaliselt kasutatakse ultraviolettvalgust, mis vajab vähem radiatsiooni varjestamist kui impulssradiolüüsis kasutatavad röntgenikiired.

## Viited

## Välislingid

* http://www.wmsym.org/archives/2007/pdfs/7162.pdf
* http://www.iisc.ernet.in/currsci/mar102007/599.pdf