Использование омегатрона для анализа газообразных продуктов радиолиза твердых соединений

Том 199

1969

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ОМЕГАТРОНА ДЛЯ АНАЛИЗА ГАЗООБРАЗНЫХ ПРОДУКТОВ РАДИОЛИЗА ТВЕРДЫХ СОЕДИНЕНИЙ

В. А. НЕВОСТРУЕВ, Ю. А. ЗАХАРОВ

В многочисленных работах (обзоры [1, 2]) показано, что при ради-олизе твердых неорганических солей под действием проникающих излучений и окружающее кристалл пространство выходит лишь незначительная часть газообразных продуктов радиолиза. Основная же часть их (до 90—95%) задерживается в кристаллической матрице. Это обстоятельство, а также сравнительно небольшие величины радиационных выходов продуктов затрудняют использование масс-спектрометров с обычными системами напуска для целей анализа состава газообразных продуктов радиолиза.

Видимо, в связи с изложенным, работы по масс-спектрометриче-скому изучению продуктов, выделяющихся непосредственно при радио-лизе неорганических солей, практически отсутствует.

В выполненных же исследованиях продукты анализируются либо после прогрева облученных солей (с целью удаления задержанных газов) до температур плавления или полиморфного перехода, либо после растворения их в воде. Естественно, что после такой обработки состав сложной газовой смеси может существенно отличаться от первоначального.

Анализ же малых количеств (менее Ю-6 моля) газов на масс-спектрометрах с разделением ионов в постоянных электростатическом и магнитном полях (типа МХ) требует либо эвакуации их до сверхвысокого вакуума, либо построения усложненных систем напуска.

Нами установлено, что для целей анализа сложных газовых смесей, непосредственных продуктов радиолиза солей, с успехом и в простом варианте может быть использован омегатронный масс-спектрометр.

Схема установки для анализа продуктов радиолиза приведена на рис. 1. Термостатируемая ячейка для облучения (1), выполненная из стекла, имеет тонкую торцевую стенку, что позволяет изучать радиолиз в поле мягкого рентгеновского излучения. При закрытом игольчатом напускном вентиле (2) ячейка откачивается до давления около 10—4 мм. рт. ст., после чего перекрывается галлиевый затвор (3). Газовыделение при облучении образца в ячейке контролируется термопарным датчиком ЛТ-2; давление при радиолизе должно возрасти не менее, чем на 2 порядка. Омегатронная лампа РМО-4С (4) предварительно откачивается комбинацией механического, парортутного и

титанового сорбционного насосов до давления около 10~7 мм. рт. сти при этих условиях снимается масс-спектр остаточных газов. На рис! 2 спектр остаточных, газов (фон) при общем давлении 2,6-10—6 мм рт. ст. показан пунктирной линией. С помощью напускного вентиля в систему омегатронной лампы РМО-4С напускается исследуемый газ до давления не выше 10~5 мм. рт. ст. и снимается спектр.

Нами исследован спектр газообразных продуктов радиолиза перхлората аммония в поле рентгеновского излучения (мощность поглощаемой дозы 1,2-1016 эв!г сек. при температуре 20° С — рис. 2, сплош-

ная линия). Из этого спектра видно, что увеличение общего давления при напуске продуктов радиолиза перхлората аммония на 3,6-10—6 мм. рт. ст. обусловлено увеличением парциальных давлений главным образом ^О + ССЬ, 02, N0, Ы2+СО и Н20. Вклад окислов углерода в величину тока ионов с массовыми числами 44 и 28 обусловлен увеличением концентрации кислорода и горением катода в этой атмосфере, о чем свидетельствует появление тока ионов С+ .

Таким образом, в качестве газообразных продуктов радиолиза могут быть названы Ы20, О2, N0 и Н20.

Выполненный эксперимент показал, что установка позволяет фиксировать незначительные парциальные давления газов (до 10~10 мм.

рт. ст.). Однако, идентифицировать газы, имеющие молекулярный вес больше 44, становится затруднительным.

ЛИТЕРАТУРА

1. В. В. Свиридов. Фотохимия и радиационная химия твердых неорганических веществ, ВШ, Минск, 1964.

2. Ю. А. Захаров, В. А. Невоструев. Успехи химии, 37, 143, (1968).

ЗАМЕЧЕННЫЕ ОПЕЧАТКИ

Страница Строка Напечатано Следует читать

4 Табл. 4 ! Расщепление S Расщепление, гаусс

8 Рис. 2 10С0 ,А 10000 ,А°

19 1-ая снизу В. М. Лихин В. М. Лыхин

ДаН СССР ДАН СССР

22 24 сверху 0== П+2е+1/202 0==D"+e+l/202

23 13 сверху За счет электронов За счет захвата электродов

16 сверху Кристаллов постоянных кристаллов постоянным

28 7 снизу А ^А т°+е

36 12 снизу ¿оитете /?Oumeine

40 3 сверху выходе входе

44 5 снизу

47 3 сверху и окружающее в окружающее

51 Табл. I 1МН3+ NH3+

51 Табл. 1 НС137+ НС13?+

54 Рис. 2 1

64 5 сверху кристаллах позволяет получить с контролируемой величиной поверхности кристаллах с контролируемся величиной поверхности позволяет получить

69 8 сверху и пп-ш

13 снизу ПП-Ш

70 Табл. I 0,99 + 1,06. 1013 0,99+1,06.1013

3 и 6 снизу А. Д. УоЬЬе , А. Д. Yoffe %

71 авторы Д. А. Захаров Ю. А. Захаров

74 7 снизу 0,5 % 0,05%

подпись под рис. 4 1ё 1т . Ig°T ,

77 10 снизу N3---->N,0+1 N3~---*N3°+e

подпись иод

рис. 1 и 2 НО Но

79 5 и 6 сверху СЮ С103-

81 17 снизу слг—>си,\,\сюг\* СЮ«----»ClOi.e.lClO«-}* № 1168

88 Ь сверху % 1168

91 , МН3 48 , 15NH3 ' 18

2 снизу

11 снизу 12C160+,i4N15N +

III. 1 снизу Каделацы Каденаци

126 7 сверху К] KI

128- 1 снизу G=g-M

132 146 11 сверху Ь снизу V спектрометрия VK еаектрсЖсопия