стр. 1
(всего 5)

СОДЕРЖАНИЕ

>>

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО АТОМНОЙ ЭНЕРГИИ
ИНСТИТУТ ФИЗИЧЕСКОЙ ХИМИИ РАН
РОССИЙСКИЙ ХИМИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ Д.И. МЕНДЕЛЕЕВА




Прикладные аспекты
химии высоких энергий

II Всероссийская конференция
(с приглашением специалистов стран СНГ)

26-28 октября 2004


тезисы докладов




Москва 2004



1
РХТУ им. Д.И. Менделеева

Прикладные аспекты
химии высоких энергий

II Всероссийская конференция
(с приглашением специалистов стран СНГ)

26-28 октября 2004


тезисы докладов




Москва 2004


2
УДК 541.14+541.15+544.5
ББК 24.5
П75

Прикладные аспекты химии высоких энергий. II
Всероссийская конференция (с приглашением
специалистов стран СНГ). Тезисы конференции./ РХТУ
им. Д.И. Менделеева. М., 2004. с.


ISBN 5-7237-0320-X




Текст репродуцирован с оригиналов авторов.

УДК 541.14+541.15+544.5
ББК 24.5
П75

ISBN 5-7237-0320-X

© Российский
химико-технологический
университет им. Д.И. Менделеева
2004
3
ОРГКОМИТЕТ

II Всероссийской конференции (с приглашением
специалистов стран СНГ) «Прикладные аспекты химии высоких
энергий»

Председатель Оргкомитета:
академик Цивадзе А.Ю.,

Члены Оргкомитета:
академик Алфимов М.В.,
академик Мясоедов Б.Ф. ,
академик Саркисов П.Д.,
чл.-корреспондент РАН Систер В.Г.,
заместитель председателя чл.-корреспондент РАН Тарасова Н.П.,
проф. Бугаенко Л.Т,
проф. Ершов Б.Г., проф. Колесников В.А.,
к.х.н. Густов В.В.


ПРОГРАММНЫЙ КОМИТЕТ КОНФЕРЕНЦИИ
Председатель:
проф. Бугаенко Л.Т.

Члены:
чл.-корреспондент РАН Разумов В.Ф. ,
чл.-корреспондент РАН Ягодин Г.А.,
проф. Ершов Б.Г.,
проф. Маргулис М.А.,
проф. Симонов А.П.,
проф. Словецкий Д.И.,
Суминов С.И,

Ученый секретарь: доц. Сметанников Ю.В.

Конференция проводится при финансовой поддержки Минатома
Российской Федерации, Московского комитета по науке и технике, РХТУ
им. Д.И. Менделеева.




4
2.2.42. ДОЛГОЖИВУЩИЕ КЛАСТЕРЫ И НУКЛЕАЦИЯ СЕРЕБРА
ПРИ ?-ОБЛУЧЕНИИ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ AgClO4 В
ПРИСУТСТВИИ ПОЛИФОСФАТА

Е. А. Абхалимов, Н. Л. Сухов, Б. Г. Ершов
Институт физической химии, Российская академия наук, 119991 Москва, Ленинский пр.
31. Факс: (7095) 335 1778. Электронная почта: ershov@ipc.rssi.ru


При химическом и радиационно-химическом восстановлении солей
серебра в водных растворах, содержащих стабилизирующие добавки (обычно
высокомолекулярные соединения) образуются наночастицы металла. Ранее
методом импульсного радиолиза был подробно изучен механизм
восстановления ионов Ag+ в отсутствие стабилизирующих добавок. Было
установлено, что процесс является многостадийным и включает образование
на промежуточных стадиях кластеров серебра различной сложности. Были
идентифицированы положительно заряженные короткоживущие кластеры
Ag2+, Ag32+, Ag42+ и Ag82+, а также нейтральные кластеры. В отсутствие
стабилизирующих добавок происходила их быстрая агрегация с образованием
золей металла.
В настоящее время нами установлено, что при радиационно-
химическом восстановлении ионов Ag+ в водных растворах, содержащих
полифосфат натрия, образуются долгоживущие положительно заряженные и
нейтральные кластеры серебра той же природы. С увеличением поглощенной
дозы увеличивается нуклеарность кластеров, а затем возникают
квазиметаллические частицы. Процесс завершается образованием наночастиц
серебра.



2.1.27. СВОЙСТВА И СТРУКТУРА ПОЛИМЕРНЫХ ПЛЕНОК ПОСЛЕ
ЭКСПОНИРОВАНИЯ НА НИЗКИХ ЗЕМНЫХ ОРБИТАХ

О.А. Ананьева, О.Ф. Пасевич, Э.Р. Клиншпонт, В.К. Милинчук
Обнинский государственный технический университет атомной энергетики,
249020 Обнинск, Калужской области, Студгородок, 1
E-mail: milinchuk@iate.obninsk.ru
Полимерные материалы входят в состав элементов конструкций
наружных поверхностей космических аппаратов (КА) и подвергаются
воздействию глубокого вакуума, электромагнитного излучения Солнца,
электронов и протонов различных энергий, нейтральных и заряженных частиц
остаточной атмосферы, термоциклированию и других факторов космического
пространства. Поэтому одной из важных задач космического
материаловедения является получение систематических данных об изменении
5
свойств и структуры полимерных материалов при экспонировании в натурных
полетных условиях, определяющих работоспособность и долговечность этих
материалов в условиях космоса.
В настоящей работе представлены результаты исследований двух партий
полимерных материалов, которые прошли натурную экспозицию в течение 28
и 42 месяцев на орбитальной космической станции “Мир”. Для исследований
были взяты отечественные и зарубежные полиимидные (марки ПМ-1Э, Kapton
100 HN, односторонне алюминированные и покрытые слоем фторполимера) и
фторполимерные пленки (Ф4-МБ, FEP-100A), а также аримидные нити. Часть
полимерных материалов была открыта для прямого воздействия окружающей
среды КА, а часть защищена полимерными пленками или тонкими пластинами
из кварцевого стекла.
Были изучены оптические спектры пропускания ?(?) в диапазоне 300-900
нм, коэффициенты яркости ?(?) в диапазоне 400-750 нм, круговые диаграммы
коэффициента яркости ?(?), потеря массы, поверхностные свойства пленок
(поверхностное натяжение, его полярная и дисперсионная компоненты, работа
адгезии и когезии), а также поверхностная структура пленок методами
сканирующей электронной и атомной силовой микроскопии, методами ИК-
спектроскопии (методами Фурье, многократного нарушенного полного
внутреннего отражения).
Проведенные исследования полимерных пленок позволяют сделать
следующие выводы о закономерностях и механизме процессов, протекающих
в полимерных материалах на низких земных орбитах.
1. Наибольшие изменения физико-химических, оптических, механических
свойств претерпевают наружные открытые поверхности пленок и нитей. Из
сравнения исходных свойств полимерных материалов и свойств после 28 и
42 месяцев натурной экспозиции следует, что скорость изменений
поверхностных свойств пленок имеет нелинейную зависимость от времени
пребывания в космосе. Это может быть связано как с увеличивающимися во
времени изменениями состава и структуры поверхностного слоя полимеров,
так, возможно, с усилением солнечной активности, которое наблюдалось в
период времени после истечения первых 28 месяцев пребывания
материалов в космосе.
2. Стойкость полимерных пленок к воздействию факторов космического
пространства в значительной степени зависит от химической структуры
полимера и состава полимерной композиции. Полиимидные пленки
подвергаются большим изменениям, чем фторполимерные. Так, например,
потеря массы у полиимидных пленок почти в 10 раз больше, чем у
фторполимерных. Более того, происходит увеличение массы пленки Ф4-
МБ, которое за последние 14 месяцев экспозиции составило около 20%.
Наименее стойкими, вплоть до практически полной потери прочности после
42 месяцев, являются односторонне алюминированные полиимидные
6
пленки, т.е. металлизация полиимидных пленок приводит к значительному
ускорению их деструкции. Более высокая скорость деградации такого
водородсодержащего полимера как полиимид по сравнению с
фторполимерами может быть обусловлена тем, что количество энергии,
передаваемой полимерной матрице при столкновениях с потоком
набегающих тяжелых частиц, увеличивается в результате уменьшения
отношения m/M, где m - масса принимающей частицы полимерной
матрицы, М - масса налетающей частицы.
3. В процессе экспозиции происходят значительные изменения химической
структуры полимерных пленок. Исследования краевых углов смачивания
показало, что при экспонировании происходит гидрофилизация
поверхности как полиимидных, так и фторполимерных пленок.
Наибольшей гидрофилизации подвергаются поверхности открытых пленок.
В меньшей степени, но также подвергаются гидрофилизации поверхности
закрытых пленок. Процесс гидрофилизации сопровождается увеличением
полярной компоненты поверхностного натяжения. Это свидетельствует о
том, что в космосе протекают окислительные реакции с участием
молекулярного и атомарного кислорода, в результате которых происходит
образование кислородсодержащих полярных групп. Кроме того, в
полиимидах происходит разрушение имидных циклов. Изменение яркости
поверхностей внутренних пленок, вероятно, происходит за счет адсорбции
химических соединений, находящихся в атмосфере КА и проникающих в
пространство между пленками в стопках.
4. Исследования поверхностного натяжения методом лежачей капли и
круговых диаграмм яркости внешней поверхности наружных полиимидных
пленок показали, что они имеют отчетливо выраженный анизотропный
характер. Ориентация осей анизотропии круговых диаграмм яркости и
капель на поверхности связана с направлением движения КА - при
изменении положения пленки на панели КА на 900 направления осей
анизотропии также изменяются на 900. В тоже время, круговые диаграммы
яркости внутренних пленок носят изотропный характер. Обнаруженная
анизотропия поверхностных свойств может быть в том случае, если на
поверхности пленок возникают области с измененной структурой в строго
ориентированном направлении, определяемом движением КА.
5. Методом электронной сканирующей и атомной силовой микроскопии на
наружных поверхностях пленок обнаружено образование ориентированных
структур, продольные размеры которых лежат в широком диапазоне – от
десятков нанометров до нескольких микрон. Размеры и форма этих
структур существенно зависят от времени экспонирования - после 42
месяцев экспонирования наблюдаются более крупные структуры с
продольными размерами до 20 мкм и более, поперечными - до 1 – 3 мкм.
Очевидно, при более длительном экспонировании в результате протекания
сложных неравновесных физико-химических процессов происходит
7
трансформация мелких структур в более крупные. Противоположная
поверхность этой пленки не изменяется. Направление ориентации всех
структур совпадает с направлением движения космического аппарата. Из
электронных микрофотографий, полученных методом атомной силовой
микроскопии, следует, что поверхность пленки представляет собой
неоднородный слой, толщина которого изменяется в очень широких
пределах – от десятков до тысячи нм. Такое строение поверхностного слоя
свидетельствует о наличии достаточно больших по размеру свободных
объемов типа своеобразных долин и ущелий.
6. Результаты исследований структуры и свойств экспонированных на низких
земных орбитах поверхности полимерных пленок позволяют высказать
предположение о возможности протекания в условиях космоса процессов
самоорганизации и образования диссипативных структур в твердых телах.
Направление ориентации диссипативных структур совпадает с
направлением движения космического корабля. Такая взаимосвязь между
направлением движения космического корабля и направлением ориентации
диссипативных структур свидетельствует о том, процессы самоорганизации
и формирования ориентированных диссипативных структур
инициируются непрерывными соударениями набегающими под
определенным углом частицами молекулярного потока остаточной
атмосферы КА с открытой поверхностью полимерных пленок. После
прекращения воздействия факторов космического пространства
диссипативные структуры в твердых полимерах могут сохраняться в
течение длительного времени из-за кинетической заторможенности
процессов структурной релаксации.


1.2.5. ГЕНЕРИРОВАНИЕ ОЗОНО-ГИДРОКСИЛЬНОЙ СМЕСИ ВО
ВСПЫШЕЧНОМ КОРОННОМ ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ РАЗРЯДЕ

Н.А. Аристова1, И.М. Пискарев2
1
Нижнетагильский технологический институт Уральского государственного технического
университета, г. Нижний Тагил
2
НИИЯФ МГУ, 119992, Москва, Ленинские горы, МГУ, НИИЯФ
piskarev@depni.sinp.msu.ru

Дается характеристика источников химически активных частиц.
Рассмотрены условия подобия электрического разряда и радиационно-
химического процесса. Проведено сравнение выходов химически активных
частиц при физических методах воздействия. Показано, что в большинстве
случаев эти выходы близки. Детально рассмотрен вспышечный коронный
электрический разряд между твердым электродом и поверхностью жидкости.

8
Приводятся характеристики разряда и условия осуществления химических
реакций.
Рассмотрены химические процессы под действием вспышечного
коронного электрического разряда, в том числе: образование активных
частиц, выход радикалов и коэффициент поглощения радикалов водой, выход
озона и его поглощение водой, направление окислительно-
восстановительных процессов. На примере разложения конкретных веществ
показаны основные особенности реакций, условия их торможения и
ускорения. Особенности анализируемых реакций не имеют аналога среди
известных процессов.
Рассмотрены условия образования озоно-гидроксильной смеси и
возможности ее транспортировки за пределы реактора. Основными
условиями являются: наличие кислорода, паров воды и высокая скорость
продува газовой смеси через реактор. При большой концентрации озона
радикалы не погибают, они взаимодействуют в первую очередь с озоном,
превращаются из одного вида в другой (ОН• НО2•), и на поддержание их
жизни расходуется озон. Времена жизни озоно-гидроксильной смеси могут
составлять от 0,06 до 1 секунды в зависимости от условий продува газовой
смеси.
Озоно-гидроксильная смесь может быть использована для
инициирования и поддержания цепных реакций окисления органических
веществ, растворенных в воде. Для этого должны выполняться определенные
соотношения между концентрацией радикалов (мощностью генератора),
потоком обрабатываемой жидкости и концентрацией примесей в воде.
Приводятся примеры использования озоно-гидроксильной смеси для очистки
сточных вод коксохимического производства.


2.2.1. ВЛИЯНИЕ ВОДОРОДНЫХ СВЯЗЕЙ НА РЕАКЦИОННУЮ
СПОСОБНОСТЬ ДИГИДРОХИНОЛИНА

О.К.Базыль1, П.П. Левин2, Т.Д.Некипелова2, О.Н.Чайковская1,3
1
Сибирский физико-технический институт, г.Томск, 634050, Россия,
пл.Новособорная, 1
2
Институт биохимической физики им. Н. М. Эмануэля РАН, ул. Косыгина 4, г. Москва,
119991 Россия, e-mail: levinp@sky1.chph.ras.ru
3
Томский государственный университет, г.Томск, 634050, Россия, пр.Ленина, 36,
e-mail: tchon@phys.tsu.ru

Дигидрохинолины (ДГХ) являются эффективными ингибиторами
цепного окисления органических соединений, и давно используются как
антиоксиданты и антиозонанты. Исследование влияния среды на их реак-
ционную способность, проведенное в данной работе, связано с высокой
чувствительностью реакции фотолиза ДГХ к природе растворителя и
является полезным для изучения реакций переноса протона в возбужденном и
9
основном состояниях азотсодержащих гетероциклических соединений.
Образование водородных связей между субстратом и растворителем часто
оказывается определяющим фактором, влияющим на скорость и направление
фотофизических и фотохимических процессов. В работе сопоставлены
спектрально-люминесцентные и фотохимические свойства изолированной
молекулы 1,2,2,4,6-пентаметил-1,2-дигидрохинолина (рисунок) и ее
комплексов с молекулами воды. Для этого методом ЧПДП рассчитаны
энергии электронно-возбужденных состояний и константы скорости
фотофизических процессов. Для определения пространственного строения
изолированной молекулы и ее Н-связанных комплексов использован метод
молекулярного электростатического потенциала (МЭСП). Определены
наиболее вероятные места протонирования в основном и возбужденном
состоянии. Результаты расчетов качественно
согласуются с экспериментальными
данными.
CH3
H3C
5 10 4
Работа выполнена при частичной
6 3
CH3
поддержке гранта Министерства
7 2
1
8
образования (Е02-3.2-448), РФФИ проект №
9 N CH3
03-03-32159 и программы Президиума РАН
CH3
«Фундаментальные проблемы физики и
химии наноразмерных систем и
наноматериалов» по подпрограмме
«Органические и гибридные органико-неорганические наноразмерные
системы и материалы на их основе для информационных технологий»
(проект 01-РАН-03).


ПЛ.6. ФОТОХРОМНЫЕ РЕГИСТРИРУЮЩИЕ СРЕДЫ
ДЛЯ ТРЕХМЕРНОЙ ОПТИЧЕСКОЙ ПАМЯТИ

В.А. Барачевский
Центр фотохимии РАН
barva@photonics.ru

Представлен анализ данных литературы с привлечением собственных
результатов исследований в области разработки фотохромных
регистрирующих сред для трехмерной оперативной оптической памяти
сверхбольшой иформационной емкости (более 1Т/см3). Необходимость
проведения анализа связана с бурным развитием этого направления
прикладной фотохимии для решения задачи резкого повышения
информационной емкости носителей информации, определяющих прогресс
современных информационных технологий особенно в области
телекоммуникационных систем и высокоемких баз данных.
10
Рассмотрены принципы создания трехмерной оптической памяти для
оперативной обработки и архивного хранения оптической информации.
Обсуждены требования к фотохромным материалам, пригодным для
использования в побитовой оперативной оптической памяти, и их свойства.
Показано, что наиболее приемлемыми свойствами обладают термически
необратимые фотохромные системы на основе органических соединений,
испытывающих обратимую валентную фотоизомеризацию, в частности
диарилэтены, фульгиды, феноксипроизводные хинонов. Они обладают
приемлемыми спектральными характеристиками, сечением двухфотонного
поглощения, цикличностью фотохромных превращений, а также свойствами,
обеспечивающими неразрушающее считывание оптической информации.
Показана возможность использования фотохромных органических
соединений в качестве фотосенсибилизаторов в светочувствительных
голографических регистрирующих средах, обеспечивающих трехмерную
регистрацию информации за счет процессов радикальной
фотополимеризации. Такие среды пригодны для создания архивной
оптической памяти сверхбольшой информационной емкости, обеспечиваемой
высокой угловой светочувствительностью толстых светочувствительных
слоев.
В заключение рассмотрены перспективы практического применения
достигнутых результатов и развития этого направления прикладной
фотохимии органических систем в ближайшие годы.




1.3.2. МОЗГ ЧЕЛОВЕКА – РАДИАЦИОННАЯ ХИМИЯ И ПЭТ НА
СЛУЖБЕ ЯДЕРНОЙ МЕДИЦИНЫ


Проф. Л. Н. Белобржецкая-Коста1, Проф. М. Дел Борги1, Проф. Дж.
Делукки1, Др. М. Фумагалли1, Др. Алла Б. Гильман2
1
Генуэзский Университет, Генуя, Италия
2
Институт синтетических полимерных материалов, РАН, Москва, Россия
belcosta2003@yahoo.it www.belkosta.narod.ru

Необходимость в чтении курса Ядерной Медицины, углубление курса
РадиоБиологии по специальности РадиоЭкология подтверждается постоянно
растущим интересом общественности и студентов к проблемам действия
ионизирующих излучений на живые организмы, изучение механизмов и доз
излучений; последствий аварий на АЭС: - на плутониевом заводе в
Уиндскейле (1957 г., Великобритания), на южном Урале (1957 г., СССР), на
АЭС «Три Майл Айленд (США) и на АЭС в Чернобыле (1986 г., Украина).
Всего произошло более 400 аварий за время эксплуатации АЭС. Во время
катастрофы на Чернобыльской АЭС в воздух было выброшено 3,5% топлива
11
из активной зоны реактора, что составляет по массе около 6 тонн и около 450
типов радионуклидов (2000Мки). Из 2 057 ядерных взрывов проведенных в
1945-1995 годах в 90 районах земного шара, 1547 приходится на подземные.
Особенно сильно взрывы нарушили равновесное содержание в атмосфере 14С
и 3Н. Известно, что нуклиотиды 3H, 14С включаются в структуру ДНК, и в
результате бета-распада имеет место генетически разрушительные
необратимые процессы в ДНК. Радиоактивные отходы ядерной
промышленности на территории России оцениваются в 5.5 1019Бк. Постоянно
действующая естественная радиоактивность оказывает на человека и
окружающую среду пагубное влияние. Около 90% населения проживает в
местах с годовым уровнем земной радиации 0.3-0.6 мЗв, 3% получают дозы
1мЗв/год, а более 1,5% - более 1,4 мЗв/год. Природные источники облучения
составляют дозу облучения населения: всего 2.4 мЗв/год (в среднем в мире),
в России - 2.3 мЗв/год (в среднем).
Изучение поведения Мозга человека под действием ионизирующих
излучений, лечение раковых опухолей с использованием ПЭТ занимает
самое передовое место в Медицине и Радиоэкологии. На нужды ядерной
медицины расходуется более 50% годового производства радионуклидов для
диагностики и терапии во всем мире. С помощью соединений, меченных
радионуклидами, с помощью радиофармацевтических препаратов можно
выявить объемные процессы (опухоли и метастазы, воспалительные очаги и
п.р. в головном мозге), а также изучать функциональное состояние органов и
их топографические особенности. Одним из эффективных методов
исследования является позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ). В этом
методе используются короткоживующие позитрон-излучающие
радионуклиды, регистрация которых проводится по аннигиляционному
гамма-излучению, такие как 11С, 13N, 15O , 18F. В мире существует 100
научных центров ПЭТ. В России центры ПЭТ есть в Санкт-Петербурге и в
Москве. Эффективным новым методом является использование 188Re при
лечении карциномы мозга и костных метастазов. Источники радиации,
используемые в медицине, вносят 16.5 % (0.4 мЗв/ год или 40 мбэр); для
сравнения Атомная Энергетика 0.041 % (0.001 мЗв/ год или 0.1 мБэр).
Выводы:
Источники радиации, используемые в медицине, вносят 16.5%, 0.4 мЗв/ год
или 40 мбэр.
ПЭТ - это одна из эффективных возможностей применения Ядерной
Медицины для диагностики и терапии раковых опухолей головного мозга.
Эффективным радионуклидом в ПЭТ является 188Re при лечении карциономы
мозга. Серьезно подтверждается необходимость в совершенствовании знаний
у студентов и общественности по применению ПЭТ, в частности, и по
проблемам Радиоэкологии, Ядерной Медицины, Радиобиологии, вообще.



12
2.2.6. ДИНАМИКА ГАЗОВЫДЕЛЕНИЯ ПРИ ТЕРМООКИСЛЕНИИ
ТБФ И ЕГО РАСТВОРОВ В ДОДЕКАНЕ В ДВУХФАЗНЫХ
СИСТЕМАХ

Е.В. Белова, Г.П. Тхоржницкий, Г.Ф. Егоров.
Институт электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН, 119071, Москва, Россия, Ленинский
пр.31, e-mail: radel@phyche.ac.ru

Обеспечение взрывобезопасности проведения технологических операций
радиохимических производств по переработке отработавшего ядерного
топлива и жидких высокоактивных отходов требует систематических
сведений о механизмах, а также о кинетических характеристиках
взаимодействия азотной кислоты с компонентами экстракционных систем.
Цель работы состояла в изучении газовыделения необлученных и
облученных двухфазных систем при концентрациях HNO3 в водной фазе от
1.4 моль/л до 12 моль/л и температурном интервале 70-110оС. Определено,
что в необлученных системах газовыделение наблюдается при концентрациях
HNO3 в водной фазе не ниже 8 моль/л и температурах выше 90оС. В
двухфазных системах газовыделение начинается значительно раньше,
быстрее достигается максимальная скорость газовыделения и эта скорость на
порядок больше, чем в однофазных системах. Скорости газовыделения для
всех двухфазных систем после достижения максимальной величины
снижаются до стационарных величин, уровни которых зависят от
температуры термолиза и превышают скорости газовыделения в однофазных
системах. Облучение двухфазных систем ТБФ-додекан-HNO3 приводит к
дополнительным эффектам газовыделения, обусловленным термохимическим
разложением продуктов радиолиза ТБФ и додекана, распределяющихся
между органической и водной фазами. Основные из этих эффектов
проявляются в отсутствии индукционного периода, в снижении температуры
начала газовыделения до 750С и в разделенным по времени выделении
газообразных продуктов из водной и органической фаз.
Результаты работы по термоокислению двухфазных систем
свидетельствуют о том, что в необлученных системах не создаются условия
для развития автокаталитических процессов окисления, главным образом, из-
за ограничения нагрева систем температурой кипения водной фазы, что не
дает возможности достичь стартовой температуры автоокисления
экстрагента. Однако в облученных системах вероятны неконтролируемые
автокаталитические процессы при следующих условиях: превышение
концентрации HNO3 в водных средах выше 8моль/л, наличие повышенных
концентраций продуктов радиолиза, ограничение процесса сдувки газов.




13
2.2.5. ДЕХЛОРИРОВАНИЕ ПЕНТАХЛОРОДИФЕНИЛА ПРИ
ДИССОЦИАТИВНОМ ЗАХВАТЕ ЭЛЕКТРОНОВ

А. В. Блуденко, А. В. Пономарев, И. Е. Макаров
Институт физической химии Российской Академии наук, Москва, Россия
Ленинский просп., 31. E-mail: ponomarev@ipc.rssi.ru

Обезвреживание полихлорированных дифенилов (ПХД) представляет
серьезную экологическую проблему. Хлорированные дифенилы обладают
высокой химической и термической стойкостью и низкой биоразлагаемостью.
Будучи гидрофобными соединениями, они легко накапливаются в
органических материалах и живых организмах. Распространение ПХД с
природными водами и стоками происходит, главным образом, в составе
ультрадисперсных взвешенных веществ.
В работе исследовался импульсный радиолиз 3,3?,4,4?,5-
3
пентахлородифенила в 100 мкмоль/дм водном мицеллярном растворе
(мицелло-образователь - этоксилированные алкилфенолы). Установлено, что
при диссоциативном присоединении электрона происходит последовательное
образование и исчезновение ПХД (общая формула С12Н10-nCln, где n?5) с
пониженной степенью хлорирования:
С12Н10-nCln + e- > •C12H10-nCln-1 + Cl- (1)
Начальный выход деградации пентахлородифенила совпадает с выходом
образования свободных ионов Cl- и составляет 0,038±0,003 мкмоль/Дж.
Константа скорости реакции (1) для пентахлородифенила составляет 3,1?109
дм3/(моль.с). На конечном этапе процесс дехлорирования приводит к
образованию дифенила с выходом 0,005 мкмоль/Дж. В отсутствие
хлорированных производных дифенил исчезает со средним выходом 0,004
мкмоль/Дж, трансформируясь в нерастворимые высокомолекулярные
продукты.
Дифенил более эффективный электронный акцептор, чем ПХД.
Константа скорости реакции (2)
С12Н10 + е- > С12Н10- (2)
измеренная в настоящей работе, составляет 1,1?1010 дм3/(моль.с) и превышает
константу скорости реакции (1). Возникающий по реакции (2) дифенилид-
анион обладает высокой восстанавливающей способностью и, по-видимому,
принимает на себя основную роль в процессе дехлорирования ПХД:
С12Н10- + С12Н10-nCln > •C12H10-nCln-1 + Cl- + С12Н10 (3)
Воспроизводство дифенила при последовательных процессах (2) и (3)
может являться основной причиной его продуктивного накопления в конце
процесса радиолитического дехлорирования ПХД и обеспечивает стабильную
динамику дехлорирования при пониженной остаточной концентрации ПХД.



14
2.1.1. РАДИАЦИОННО-ХИМИЧЕСКАЯ ДЕСТРУКЦИЯ И
МЕХАНИЧЕСКАЯ ПРОЧНОСТЬ БУМАЖНОЙ ИЗОЛЯЦИИ
СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ

Бондарева В. Н., Комаров В.Б., Селиверстов А.Ф., Ершов Б.Г.
Институт физической химии Российской академии наук, 119991 Москва, Ленинский
пр.,31. Факс: 335 1778. Электронная почта: ershov@ipc.rssi.ru

Известно, что действие ионизирующей радиации на целлюлозу
вызывает её деструкцию, сопровождающуюся изменением комплекса физико-
химических свойств. Бумажная изоляция силовых трансформаторов также
деградирует в процессе эксплуатации. Одним из основных факторов
воздействия является развитие частичных разрядов, представляющих собой
рассеянные потоки ускоренных электронов низких энергий.
Изучена радиационно-химическая деструкция бумажной изоляции в
среде трансформаторного масла и изменения её прочностных характеристик.
Использовали электроизоляционную бумагу марки К-120, удовлетворяющую
ГОСТ 645645-89 со средневязкостной степенью полимеризации 890.
Результаты исследований показали, что при ?-облучении с увеличением
поглощенной дозы степень полимеризации целлюлозы бумажной изоляции
уменьшается. Радиационно-химический выход деструкции оказывается
равным 6,5±1.0 разрыва/100эВ. Механическая прочность бумаги снижается
при её ?-облучении. Показано, что log n (n - число перегибов бумаги до её
разрыва) линейно уменьшается с ростом значения поглощенной дозы.
Таким образом, целлюлоза бумажной изоляции силовых
трансформаторов деструктирует случайным образом с эффективностью,
присущей другим целлюлозам.


ПЛ.2. ХИМИЯ ВЫСОКИХ ЭНЕРГИЙ. НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ.

Л.Т.Бугаенко
Московский государственный университет им.М.В.Ломоносова
E-mail to: bugaenko@rc.chem.msu.ru


Под химией высоких энергий (ХВЭ) обычно понимаются химические
процессы, вызванные действием энергетического агента, отличного от
теплового. В докладе обсуждаются некоторые вопросы ХВЭ.
1. Внешние проявления процессов ХВЭ (ионизация и люминесценция,
возможен также акустический удар).
2. Энергетические агенты, способные передать молекулам среды в
одном акте энергию, достаточную для ионизации и возбуждения.


15
3. Энергетические агенты, не способные передать молекулам среды в
одном акте энергию, достаточную для ионизации и возбуждения.
4. Какие разделы сейчас можно выделить в составе ХВЭ в
соответствии с имеющимися нетепловыми энергетическими
агентами.
5. Неравномерное распределение в веществе энергии, полученной от
нетеплового энергетического агента («горячие пятна»).
6. Три стадии процессов ХВЭ (неравновесные и «почти» равновесные).
7. Структура разделов ХВЭ.
8. Соответствие названия «химия высоких энергий» сегодняшнему
содержанию дисциплины.
9. Место ХВЭ в содружестве химических дисциплин.
10. Технологические аспекты ХВЭ.



2.2.39. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ АНОДНОГО МИКРОРАЗРЯДА ДЛЯ
ОЧИСТКИ ВОДЫ ОТ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ


Л.Т.Бугаенко1, Т.А.Калинина2, Г.В.Ковалев1, А.М.Сизиков2
1
Московский государственный университет им.М.В.Ломоносова,
119899 Москва, Воробьевы горы. E-mail: bugaenko@rc.chem.msu.ru
2
Омский государственный университет, 644050 Омск, просп.Мира 55а

При анодировании вентильных металлов в растворе электролитов
происходит образование поверхностной оксидной пленки, обладающей
полупроводниковыми свойствами. По мере роста толщины пленки возрастает
напряжение анодирования. После достижения некоторого, не очень высокого
напряжения ( свыше 250 В на алюминиевом аноде) происходит пробой
пленки и возникает пароплазменный пузырек диаметром порядка долей мм со
временем жизни порядка десятков – сотен микросекунд (время жизни и
размеры зависят от плотности тока и состава электролита). Пузырек светится,
в его спектре присутствуют линии натрия (в электролите из карбоната
натрия) и алюминия и магния (для анода из сплава АМг6), что
свидетельствует о высокой температуре в пароплазменном пузырьке.
В случае, если в растворе электролита присутствует органическое
вещество, происходит его разрушение с энергетическим выходом 0.1-5.0
молекул на 100 эВ в зависимости от типа органического соединения.
Основных процессов разрушения органических молекул два – деструкция в
самом пароплазменном пузырьке за счет тепла и разряда (разрушение
колебательновозбужденных молекул) и за счет радикалов гидроксила и
атомов водорода, выходящих из пароплазменного пузырька в прилегающий к
нему слой раствора. Легколетучие соединения типа метанола и этанола
разрушаются, в основном, по первому механизму, так что выходы их
16
разрушения невысокие и достигаются лишь в концентрированных растворах.
Нелетучие соединения типа декана, тридекана, пентадекана и стирола
разрушаются, в основном, по второму механизму (в случае стирола
развивается цепной процесс). При этом образуется нелетучий твердый
продукт, легко отделяемый от раствора электролита. Таким образом, анодный
микроразряд может быть использован для очистки воды от нелетучих
соединений типа углеводородов, жирных кислот, липидов и других.



2.2.34. СОВМЕЩЁННАЯ ПЛАЗМОХИМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА КАК
ПЕРСПЕКТИВНЫЙ МЕТОД ОЧИСТКИ ВОДЫ

Е.Ю. Бурова, В.И. Гриневич, Н.А. Кувыкин
ГОУ ВПО “Ивановский государственный химико-технологический университет”,
Иваново, Россия, e-mail: grin@isuct.ru
Общеизвестно, что методы химии высоких энергий нашли широкое
применение в процессах очистки воды. Среди них наиболее перспективным и
наименее изученным способом очистки воды, позволяющим повысить ее
качество, является использование плазмы барьерного разряда (БР).
Качественно новым направлением в этой области является совмещение
эффектов плазмы барьерного разряда и свойств соединений, проявляющих
каталитические свойства.
Эксперименты проводились на установке с коаксиальным
расположением электродов. Барьерный разряд возбуждался в среде
технического кислорода. Время контакта обрабатываемого раствора с зоной
плазмы составляло 26 с, газа–носителя – 9 с. Мощность, вкладываемая в
разряд, не превышала 80 мВт/см3, частота тока – 50 Гц. В качестве
модельного загрязнителя был выбран фенол, начальная концентрация
которого варьировалась от 5 до 50 мг/л. Среди соединений, проявляющих
каталитические свойства, были выбраны соли меди (II) и никеля (II).
Экспериментально показано, что размещение в зоне плазмы медь или
никель содержащего соединения позволяет увеличить скорость деструкции
фенола в 2 и в 3 раза соответственно, относительно только плазмохимической
обработки раствора. Также отмечен тот факт, что степень окисления фенола
(независимо от начальной концентрации в растворе) в совмещенном процессе
значительно выше (99,99 %), нежели в процессах без металлсодержащих
солей (88 %). Химический анализ продуктов деструкции фенола показывает,
что независимо от условий проведения эксперимента в качестве основных
продуктов регистрируются одноосновные карбоновые кислоты и диоксид
углерода. Использование каталитических свойств рассматриваемых
соединений позволяет обеспечивать большее снижение токсичности
исходного раствора за счёт более полного окисления промежуточных
продуктов деструкции фенола, к которым относятся карбоновые кислоты и
17
альдегиды. В частности, использование солей никеля позволило достичь
более высокого выхода диоксида углерода (56 % всего углерода системы
перешло в СО2). При использовании только БР выход СО2 не превышал 25 %.
Таким образом, применение совмещенных плазменно-каталитических
процессов в процессах очистки воды от органических загрязнителей имеет
существенные преимущества по сравнению с другими традиционными
методами водоочистки и плазменной обработкой воды.
Работа выполнена при поддержке ГРАНТа РФФИ № 03-03-96441.


ПЛ.9. О МЕХАНИЗМЕ ПЕРВИЧНОГО
РАДИОБИОЛОГИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ ИОНИЗИРУЮЩИХ
ИЗЛУЧЕНИЙ
В. М. Бяков, С. В. Степанов
Институт теоретической и экспериментальной физики, 117218 Москва,
Россия
Давно установлено, что биологическое действие ионизирующих
излучений инициируется по преимуществу продуктами радиолиза воды,
содержание которой в клетках > 70%. Однако конкретные физико-
химические процессы, как и роль тех или иных продуктов радиолиза в
радиобиологическом поражении все еще остаются не ясными.
Традиционно главенствующую функцию из первичных процессов,
сопровождающих прохождение быстрых заряженных частиц через живые
организмы, отводят ионизации, а из продуктов радиолиза - возникающим из
воды радикалам - ОН, Н, e-aq, O2-, а также Н2О2, которые трансформируются
в биорадикалы. Такое представление привело к пониманию
фундаментальных особенностей биологического действия ионизирующих
излучений, таких как радиопротекторный и радиосенсибилизирующий
эффекты от вводимых в организм химических соединений. Вместе с тем
трудно интерпрепировать:
- проявление защитного действия протекторов при низких
концентрациях, когда они не способны эффективно перехватывать
радикалы;
- экстремальный характер зависимости относительной биологической
эффективности излучений (ОБЭ) от их линейной потери энергии
(ЛПЭ=dE/dx). ОБЭ сначала растет с ЛПЭ, достигает максимума при
ЛПЭ ˜ 10 эВ/А, а затем падает;
- канцерогенное действие ионизирующих излучений;
- возрастание ОБЭ для ультрарелятивистских частиц.
Мы обращаем внимание еще на один эффект, игнорируемый в теории
биологического действия ионизирующих излучений, а именно, на сильное
локальное уменьшение рН водного раствора вдоль трека заряженной
частицы в живом организме. Показано, что доминирующую роль в
первичном биологическом действии ионизирующих излучений следует
приписать не только что перечисленным продуктам радиолиза воды,
преимущественно радикалам, а частицам иной природы, ионам
гидроксония, Н3О+, проще говоря, протонированным молекулам воды.
18
Возникая при радиолизе воды в ходе тех же реакций, что и ОН-радикалы,
ионы гидроксония являются в то же время давно известными продуктами
гетеролитической диссоциации молекул воды, их спонтанного распада,
постоянно протекающего в жидкой фазе согласно реакции (Н2О,Н2О) -
Н3О+ + ОН-. Математическая формулировка предлагаемого механизма
количественно описывает наблюдаемую экстремальную зависимость ОБЭ
от ЛПЭ, предсказывает величину максимума и его положение в хорошем
согласии с экспериментальными данными.
Важным следствием развиваемых представлений является новый взгляд
на механизм защитного действия радиопротекторов. Последнее должно
определяться эффективностью акцептирования ими ионов гидроксония или
даже их предшественников, катион-радикалов Н2О+. Высокую реакционную
способность по отношению к ионам гидроксония подтверждают результаты
экспериментов по импульсному облучению водных растворов
радиопротекторов.



ПЛ.8. ВАКУУМНОЕ УЛЬТРАФИОЛЕТОВОЕ ОБЛУЧЕНИЕ
ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ФИЗИКО - ХИМИЧЕСКИХ И
БИОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ

В.Н. Василец, В.И. Севастьянов
Центр по исследованию биоматериалов,
НИИ Трансплантологии и искусственных органов, Щукинская, 1, Москва, Россия,
vasilets@binep.ac.ru

Целенаправленное модифицирование физико-химических поверхностных
характеристик полимерных материалов позволяет регулировать в нужном
направлении процессы адсорбции белков и адгезии клеток, определяющие их
биосовместимость. Среди различных методов модифицирования
поверхностных свойств полимеров, таких как, обработка плазмой тлеющего
разряда, озонирование и ультрафиолетовое облучение, фотохимическое
регулирование поверхностных свойств полимеров с использованием
вакуумного ультрафиолетового (ВУФ) излучения привлекают всё больший
интерес исследователей.
В настоящей работе показано, что выбором условий ВУФ-облучепия и
газовой среды можно целенаправленно и в широких пределах менять
химический состав, структуру и морфологию поверхности полимеров. ВУФ
обработка в определённых условиях приводит к созданию
микрогетерогенных амфифильных структур, вызывающих значительное
снижение процессов адсорбции белка и адгезии тромбоцитон, что
способствует повышению гемосовместимости изделий. Активные центры,
образующиеся при ВУФ-облучении, могут быть использованы также для
инициирования прививочной полимеризации и иммобилизации биологически
активных соединений.
19
Рассмотрены возможные перспективы использования ВУФ-технологий
для создания комплексных многофункциональных медицинских полимерии
нового поколения.



2.2.31. МОДЕЛИРОВАНИЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ
ИССЛЕДОВАНИЕ ПЛАЗМЫ ПРИ ИНЖЕКЦИИ ИМПУЛЬСНОГО
ЭЛЕКТРОННОГО ПУЧКА В ГАЗОВЫЕ СРЕДЫ

В.А. Власов1, А.И. Пушкарёв2, Г.Е. Ремнёв2, С.А. Сосновский1
1
Томский политехнический университет, Томск, Россия, ssa777@mail.ru
2
НИИ ВН при ТПУ, Томск, Россия, aipush@mail.ru

Проведено математическое моделирование и экспериментальное
исследование плазмы (H2 + O2), SF6 и WF6 газовых сред при инжекции
импульсного электронного пучка. Параметры электронного пучка: энергия
электронов 450 кэВ, длительность импульса на полувысоте 60 нс, энергия в
импульсе до 200 Дж, диаметр пучка 50 мм. Электронный пучок
инжектировался с торца в замкнутый реактор- цилиндр из нержавеющей
стали с внутренним диаметром 90 мм и объёмом 1,6 литра. Предполагалась
диссипация энергии электронов пучка в ионизацию и нагрев частиц газа.
Принципы, положенные в основу данной работы, базируются на
предположении, что свобода всех частиц, участвующих в процессах, не
ограничена и поэтому пространственные градиенты всех параметров (в том
числе концентраций) равны нулю.
Моделирование и экспериментальное исследование плазменных
процессов при инжекции импульсного электронного пучка в газовую среду
(H2 + O2) показали, что в этих условиях процесс образования плазмы имеет
ряд особенностей. Образование плазмы происходит при комнатной
температуре, что указывает на значительное смещение нижнего придела
окисления водорода. Кроме того, процесс образования плазмы носит
колебательный характер.
При моделировании процессов в условиях низкотемпературной плазмы
при инжекции импульсного электронного пучка рассматриваются
конденсированные фазы. Например, при моделировании превращений в
системе (SF6 + е) и (WF6 + е) существует потенциальная возможность
рассмотреть поведение конденсированных частиц W. Такая возможность
обусловлена тем, что конденсированная фаза в рассматриваемом процессе
непрерывно образуется и, существует в виде нанодисперсных частиц.
Для проверки справедливости такого допущения были проведены
сравнительные термодинамические расчеты и экспериментальные
исследования низкотемпературной плазмы при инжекции импульсного

20
электронного пучка в системы (H2 + O2 + е), (SF6 + е) и (WF6 + е) при p=0.10-
0.01 MPa и T=300-50000K при различных мольных содержаниях SF6 , WF6,
H2, O2 и энергетических параметрах инжектируемого в газовую смесь
импульсного электронного пучка. Результаты расчётов и экспериментов
приводятся в виде 3D графиков.



2.2.21. ПЛАЗМОХИМИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ НЕОДНОРОДНЫХ
ОПТИЧЕСКИХ ПОКРЫТИЙ

Р.Т. Галяутдинов, Н.Ф. Кашапов
Казанский государственный технологический университет, г. Казань, Россия,
e-mail: kashnail@mail.ru

В настоящее время для линз и окон почти всех оптических приборов,
работающих в видимой и инфракрасной областях спектра, используются
просветляющие покрытия.
Однослойные просветляющие покрытия просты в изготовлении и
применимы в ряде случаев, однако они имеют некоторые ограничения. Чтобы
подавить до нуля отражение от кварцевой подложки с показателем
преломления ns = 1,44, необходима просветляющая пленка с показателем
преломления n1 = n s = 1,22. Прочных и долговечных покрытий с таким
показателем преломления не существует. Наиболее подходящим является
фтористый магний с показателем преломления 1,38, которое уменьшает
отражение от чистой поверхности кварца с 3,2% до 1,9%. Эффективность
такого просветляющего покрытия мала.
Существуют различные методы изготовления покрытий.
Тонкопленочные покрытия, полученные с помощью струйной неравновесной
низкотемпературной плазмы при пониженных давлениях, имеют ряд новых
свойств по сравнению с покрытиями, полученные традиционными методами.
Плазмохимические методы получения тонкопленочных покрытий в условиях
динамического вакуума позволяют совмещать процесс испарения
пленкообразующего материала с ионизацией и возбуждением атомов, а также
формировать направленный поток частиц и транспортировать их на
поверхность подложки. Наличие протяженного транспортного участка дает
возможность управлять физико-химическими процессами и составом
осаждаемого вещества. Таким образом, струйная плазменная технология
напыления пленок в динамическом вакууме дает возможность изготовить SiOx
(0<х<2)покрытии с заданным показателем преломления и позволяет управлять
оптическими постоянными.
Синтезированное двухслойное покрытие SiO2- SiOx. Коэффициент
отражения полученного просветляющего покрытия в области спектра 1,35 –
1,65 мкм имеет величину менее 0,1%.
21
Синтез просветляющих оптических покрытий демонстрирует
преимущества плазмохимических методов нанесения многослойных
покрытий. Данный метод получения оптических покрытий позволил
синтезировать пленку SiOx с требуемым показателем преломления для
выполнения условия нулевого отражения двухслойных просветляющих
покрытий.


2.1.18. ПОЛУЧЕНИЕ ПОЛИМЕРНЫХ ПОЛУПРОВОДНИКОВ
МЕТОДОМ ПОЛИМЕРИЗАЦИИ В ПЛАЗМЕ

А.Б. Гильман
Институт синтетических полимерных материалов имени Н.С. Ениколопова Российской
академии наук, Москва, Россия, plasma@ispm.ru
Известно, что полимеры, получаемые полимеризацией в плазме
органических соединений различных классов, являются, как правило,
хорошими диэлектриками c электропроводностью ?=10–14–10–17Ом–1см–1 (при
20°С) [1]. Однако еще в 1982 г. нами было показано, что при полимеризации
тиофена, 2–винилтиофена и ?,?–дифтор–?–хлорвинилтиофена на подложке
из Al в тлеющем разряде частотой 1 кГц образуются тонкие пленки
полимеров, проводимость которых при 20°С равна 10–10–10–11Ом–1см–1.
Особый интерес к синтезу в плазме полимеров, обладающих
полупроводящими свойствами, возник в последнее десятилетие. Он связан
как с высокой проводимостью синтезированных полимеров, так и с
особенностями процесса их получения в низкотемпературной плазме. В
качестве исходных веществ используют такие гетероциклические
соединения, как анилин, пиррол, пиридин, бензонитрил, тиофен, 3–
метилтиофен, 1–бензтиофен и т.п. Полученные полимеры имеют
электропроводность ?=10–7–10–13Ом–1см–1, а после допирования иодом или
HCl она возрастает до ?10–4Ом–1см–1. Полупроводящие свойства
синтезированных пленок объяснены наличием ?–сопряжения в полимерной
цепи. Значительный интерес представляет также возможность получения
полимеров в виде тонких пленок (толщиной от нескольких сотен ангстрем до
нескольких микрон) на подложках различной химической природы с высокой
адгезией. При этом подложка может иметь сложную пространственную
конфигурацию, кроме того, при получении полимерных пленок не
используют растворители.
Нами разработан метод полимеризации в разряде постоянного тока
органических соединений с высокой Тпл (?200°С), содержащих сопряженные
циклические структуры и гетероатомы. На основе 1–амино–9,10–антрахинона
синтезирован полимер с электропроводностью 10–4–10–5Ом–1см–1(при 20°С)
стабильной в температурном интервале от 20 до 300°С [2]. Полимер с ? ? 10–
12
Oм–1cм–1получен на основе антрацена, его допирование J2 приводило к
22
резкому увеличению проводимости на 9–10 порядков до 10–2 Oм–1cм–1.
Литература
1. Энциклопедия низкотемпературной плазмы. Под. ред. акад. В.Е. Фортова.
М: Наука. Т.4. С.386.
2. A. I. Drachev, A. B. Gil?man, E.S. Obolonkova, A. A. Kuznetsov // Synthetic
Metals. 2004. V. 142. № 1–3. P. 35.


2.2.27. РАДИАЦИОННАЯ ПРОВОДИМОСТЬ МОНОКРИСТАЛЛОВ С60,
СТИМУЛИРОВАННАЯ МАЛОДОЗНЫМ БЕТА-ОБЛУЧЕНИЕМ

Ю.И. Головин, М.А. Иванова, Д.В. Лопатин, А.В. Умрихин
Тамбовский Государственный Университет, Тамбов, Россия, Lopatin@tsu.tmb.ru.

Практическое применение фуллеренов в микро- и наноэлектронике делает
актуальной проблему исследования изменения их физических свойств под
действием внешнего ионизирующего облучения различной природы. Целью
данной работы являлось обнаружение и исследование эффектов, связанных с
влиянием малодозного бета-излучения на проводимость монокристаллов С60 в
различных фазах.
Обнаружено влияние малодозного бета-облучения (доза D<1 сГр, флюенс
F<2*109 см-2, средняя энергия электронов <E>=0,536 МэВ) на проводимость
монокристаллов С60. При облучении образца бета-излучением его
проводимость увеличивалась до 55 %, при повторном облучении той же
поверхности через 20 часов наблюдалось увеличение проводимости до 120 %.
Исследование радиационной проводимости монокристаллов С60 в интервале
230<T<320 К показало, что она имеет термоактивационный характер.
Полученное значение энергии активации в fcc фазе Еfcc=0,17 эВ близко к
энергии активации фотопроводимости Еf=0,2 эВ. При температуре ниже
фазового перехода fcc-sc (Т<260-255 К) наблюдалось уменьшение энергии
активации до Еsc=0,09 эВ. К возрастанию проводимости может привести
многокаскадная ударная ионизация молекул решетки кристаллов С60
электронами внешнего возбуждения.




23
Рис. 1. а) зависимость прибавки тока ?? от времени облучения t (флюенса F), 1 - первое
облучение, 2 - повторное облучение; б) зависимость радиационного тока I от обратной
температуры в fcc и sc фазе.
Большие времена нарастания и релаксации тока (˜103 c) свидетельствуют о
существенной роли в транспортных механизмах создаваемых в процессе
облучением радиационных дефектов, играющих роль глубоких ловушек для
носителей заряда.
Работа выполнена при поддержке РФФИ (грант № 02-02-17571), ФЦП
«Фуллерены и атомные кластеры», «Университеты России» (№У.Р.01.01.013).


2.2.9. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ИМПУЛЬСНОГО
ЭЛЕКТРОННОГО ПУЧКА НА КОНВЕРСИЮ ТЯЖЕЛОГО
УГЛЕВОДОРОДНОГО СЫРЬЯ

Д.В. Гончаров, А.И. Пушкарев, Г.Е. Ремнев
ГНУ НИИ Высоких Напряжений при ТПУ: 634050, г. Томск, пр. Ленина 2а, Россия,
тел/факс: 382-2-419-158, e-mail: dima@hvd.tpu.ru

Сложность переработки тяжелого углеводородного сырья, близкого по
качеству высоковязким нефтям и природным битумам, обусловлена
специфическими особенностями его состава и структуры. Дисперсная фаза
нефтеподобных систем характеризуется наличием большого количества
конденсированных ареновых структур в составе смол, асфальтенов и
металлорганических соединений.
Принципиальным подходом к решению проблем переработки тяжелого
углеводородного сырья может стать трансформирование смолисто-
асфальтеновых веществ, металлорганических, серо- и азотсодержащих
соединений в соединения других классов за счет направленных химических
реакций с одновременным разукрупнением наиболее высокомолекулярных
компонентов тяжелого нефтяного сырья. В этом отношении потенциально
перспективен метод инициирования химических реакций с помощью пучка
электронов, особенно при цепном характере развития инициируемых
процессов.
Обзор теоретических и экспериментальных работ показал, что при
радиационном воздействии электронным пучком эффективно протекают
процессы деструкции высокомолекулярных компонентов нефти. При
облучении непрерывным электронным пучком с поглощенной дозой 10-30
МРад основной результирующий эффект переработки тяжелого
углеводородного сырья с озонированием и последующим радиационным
разложением озонидов выражается в резком повышении доли легкокипящих
фракций до 70-80% вместо 10-20% при стандартной технологии [1].
Предварительное насыщение исходной смеси газообразными алканами или

24
водородом также обеспечивает наработку легкокипящих фракций при
радиационном воздействии. Проведенные нами исследования радиационной
обработки нефти показали, что воздействие импульсного электронного пучка
с энергией 500 кэВ приводит к эффективной наработке легколетучих
фракций. Импульсный характер воздействия в наших условиях позволил
предотвратить сшивку образующихся при радиолизе активных радикалов и
без дополнительных средств (предварительный озонолиз нефти и др.)
повысить содержание легколетучих фракций в нефти при радиационном
крекинге.
[1] Лихтерова Н. М., Лунин В. В. //Химия и технология топлив и масел, 1998,
№6, стр. 3-5;


2.1.5. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПЛАЗМОХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ
ДЛЯ МОДИФИКАЦИИ ПОВЕРХНОСТНЫХ СВОЙСТВ
ТЕКСТИЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Б.Л. Горберг, А.А. Иванов
Ивановский государственный химико-технологический университет,
153000, г. Иваново, Россия, пр. Ф.Энгельса, 7, e-mail: plasmalab@indi.ru

Исследованы основные аспекты воздействия низкотемпературной
плазмы тлеющего разряда пониженного давления на свойства шерстяных,
хлопчатобумажных и синтетических тканей. Показано, что плазмохимическая
обработка изменяет одну из основных характеристик текстильных
материалов - их способность смачиваться водными растворами. Увеличение
смачиваемости обусловлено как изменением химического состава
поверхностного слоя волокон за счет образования новых
кислородсодержащих групп, так и за счет частичного травления
гидрофобного поверхностного слоя у материалов природного
происхождения.
Использование плазмохимической обработки дает возможность для
шерстяной отрасли - исключить хлорирование при подготовке шерстяных
тканей под печать, выпускать ткани с устойчивым противосвойлачивающим
эффектом. Для хлопчатобумажной отрасли плазмохимическая обработка дает
возможность интенсифицировать операции отварки, мерсеризации, беления и
заключительной отделки. Возможна реализация процесса крашения с
плазмохимической обработкой ткани взамен процесса отварки.
Для тканей из синтетических волокон плазмохимическая обработка
представляет большой интерес с точки зрения улучшения адгезионных
свойств, а также гигиеничности: улучшаются гидрофильность и
отстирываемость от загрязнений.
При разработке оборудования было отдано предпочтение созданию
установок периодического действия, работающих по схеме машин типа
25
«Джиггер», хорошо зарекомендовавших себя в текстильной промышленности
и отличающихся удобством заправки материала и обслуживания. Система
трубчатых электродов, специальная система напуска плазмообразующих
газов, включающая контроллер потока, а также мощная откачка,
обеспечивают хорошую равномерность плазменной обработки материалов.
Разработано несколько вариантов промышленного и лабораторного
оборудования, предназначенного для обработки текстильных материалов в
плазме тлеющего разряда. Оборудование адаптировано для обработки
больших промышленных партий текстильных материалов, имеющих, как
правило, большие газовыделения в условиях вакуума.



1.3.1. БИОМЕДИЦИНСКИЕ ЭФФЕКТЫ ПРИМЕНЕНИЯ
НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ПЛАЗМЫ

В.А. Гостев, А.Д. Хахаев.
Петрозаводский государственный университет. Петрозаводск. Россия. E-mail:
vgostev@psu.karelia.ru

Применение плазмы в биологии и медицине основано на использовании
широкого круга явлений связанных с разнообразными эффектами взаимодействия
компонентов плазмы с биологическими объектами.
Энергия излучаемая плазмой поглощается биологической средой. В результате
воздействия на ткани в них могут происходить сложные физические, химические и
биохимические процессы. В одних случаях необходимо стимулировать эти
процессы (заживление ран, язв и т.д.), в других их тормозить (развитие опухолевых
процессов).
Регулирование энергии плазмы позволяет осуществлять различные процессы
при действии плазмы на биоткани: неразрушающие процессы, не оказывающие
заметного действия на биологические объекты; процессы, в которых проявляется
плазмохимическое фотохимическое или тепловое действие; процессы, приводящие
к разрушению.
В ПетрГУ разработан ряд плазменных устройств, способных генерировать
потоки низкотемпературной (холодной) плазмы со среднемассовой температурой
40-50 °C. При взаимодействии такой плазмы с биологическими тканями не
происходит денатурации белковых соединений. Это позволяет обрабатывать
биоткани непосредственным контактом с областью плазмы.
В докладе представлены результаты исследования плазменных потоков, а
также результаты воздействия холодной плазмы на биоткани в режимах in vitro и
in vivo, проведенные совместно с сотрудниками медицинского факультета ПетрГУ
и Центра государственного санитарно-эпидемиологического надзора Республики
Карелия. Исследования, проведенные с биологическими объектами, показали, что
наличие в арсенале медиков холодной плазмы приведёт к появлению новых
26
методов терапии, связанных с её высокими бактерицидными и
биостимулирующими свойствами.
Работа в части создания и исследования генераторов холодной плазмы
проведена в рамках проекта PZ-013-02, поддерживаемого совместно
Американским фондом гражданских исследований и развития (АФГИР),
Министерством образования РФ и Правительством Республики Карелия.



2.1.4. ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ПРОЦЕССА КРАШЕНИЯ ШЕРСТИ
ПУТЕМ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ ОБРАБОТКИ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ
ПЛАЗМОЙ

А.А. Данельская, О.С. Буртовая, М.В. Пыркова, С.Ф. Садова.
МГТУ им. А.Н. Косыгина, Москва, Россия, e-mail: office@msta.ac.ru

Шерстяное волокно в силу своего гистологического строения плохо
смачивается водой и водными растворами, имеет невысокие значения
коэффициентов диффузии красителей внутрь волокна. Наличие
неповрежденного чешуйчатого слоя является препятствием для
проникновения реагентов внутрь волокна.
Используемые в настоящее время деструктирующие обработки такие, как
плазмообработка и окисление позволяют частично разрушить эпикутикулу и
часть экзокутикулы. Особенно эффективной является плазмообработка,
поскольку при ней преимущественно разрушаются липиды кутикулярных
клеток, появляется большое количество микротрещин, что приводит к
повышению смачиваемости и капиллярности ткани, определенной по высоте
поднятия окрашенной жидкости. В результате плазмообработки
увеличивается максимальный и минимальный радиус пор волокна, возрастает
скорость впитывания жидкости и скорость диффузии красителя внутрь
волокна.
Изменение кинетики крашения наглядно показывает степень
модификации поверхности в условиях плазмообработки. Были рассчитаны
кажущиеся коэффициенты диффузии красителя с использованием двух
методов расчета: по уравнению Вильсона-Кренка и по «времени половинного
крашения». Наблюдается повышение коэффициентов диффузии в 1,7 раза при
проведении процесса плазмообработки. Значительное увеличение
проницаемости характерно для всех исследованных красителей (кислотных,
КМК 1:2, активных), но особенно выражено для больших молекул красителя
(активина красного 4СШ и смесовых бромакриламидных красителей и др.).
Повышение скорости диффузии красителя внутрь волокна и быстрая и
равномерная пропитка шерстяного материала красильным раствором
позволяет использовать непрерывный плюсовочно-запарной способ крашения
при колорировании шерстяных тканей. При этом устойчивости окрасок
27
полученных при непрерывном способе крашения к различным физико-
химическим воздействиям находится на уровне показателей для окрасок,
полученных при периодическом способе крашения.
Непрерывный способ крашения позволяет экономить до 60% красителя
при 80%-ном отжиме ткани с поверхностной плотностью 0,145 г/пог.м.
Значительная экономия красителя показывает целесообразность
использования непрерывного плюсовочно-запарного способа крашения.


2.1.3. ИНДУЦИРОВАННАЯ ПЛАЗМОЙ ПРИВИВКА
2-МЕТИЛ-5-ВИНИЛПИРИДИНА НА ПОВЕРХНОСТЬ
ПОЛИЭТИЛЕНТЕРЕФТАЛАТНЫХ ТРЕКОВЫХ МЕМБРАН

С.Н. Дмитриев1, Л.И. Кравец1, В.В. Слепцов2, В.М. Елинсон2
1
Лаборатория ядерных реакций им. Г.Н. Флерова Объединенного института ядерных
исследований, Дубна, Московская область, e-mail: dmitriev@lnr.jinr.ru;
2
МАТИ ? Российский государственный технологический университет
им. К.Э. Циолковского, Москва, e-mail: ntr@akkt.mati.ru

Исследованы поверхностные свойства и гидродинамические
характеристики мембраны, состоящей из пористой подложки, на которую
был привит поли-2-метил-5-винилпиридин. В качестве подложки
использовали полиэтилентерефталатную трековую мембрану (ПЭТФ ТМ)
толщиной 10 мкм с эффективным диаметром пор 0.180 мкм (плотность пор
2.35?108 см-2). Для образования активных центров в поверхностном слое
мембрану подвергали обработке в плазме ВЧ-разряда. В качестве
плазмообразующего газа использовали воздух. Прививочную полимеризацию
проводили из 10%-ного водного раствора 2-метил-5-винилпиридина, для
подавления процесса гомополимеризации в раствор вводили ионы
двухвалентной меди.
Показано, что прививка выбранного для полимеризации мономера
приводит к гидрофилизации мембраны – краевой угол смачивания ее
поверхности уменьшается. Изменение поверхностных свойств мембраны
приводит к изменению ее гидродинамических характеристик. Установлено,
что водопроницаемость модифицированной мембраны изменяется в
зависимости от рН раствора. Так, в области рН = 1-3 мембрана со степенью
прививки Qg = 7.2 % не проницает. При повышении рН наблюдается рост
величины водопроницаемости. Такое поведение мембраны объясняется
различным конформационным состоянием привитых макромолекул, которое
вызывает изменение диаметра пор. При низких значениях рН раствора
макромолекулы поли-2-метил-5-винилпиридина имеют рыхлую
конформацию, обусловленную наличием положительного заряда в результате
протонирования атомов азота. Подобное конформационное состояние
приводит к полной контракции пор в области рН от 1 до 3. При повышении
рН раствора степень ионизации макромолекул поли-2-метил-5-
28
винилпиридина понижается, в результате чего их конформационное
состояние изменяется ? макромолекулы приобретают компактную
конформацию. Такое состояние привитых цепей полимера приводит к
увеличению диаметра пор мембраны, в результате чего ее водопроницаемость
увеличивается.
Проведенные исследования показывают: прививка поли-2-метил-5-
винилпиридина на поверхность ПЭТФ ТМ, индуцированная плазмой
приводит к созданию механохимической мембраны, проницаемость которой
регулируется изменением рН раствора. При рН = 3 для модифицированной
мембраны наблюдается переход в режим работы "химического клапана" –
при меньших значениях рН фильтрата мембрана становится непроницаема.


2.2.28. ВЛИЯНИЕ ДОЗЫ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО БЕТА-
ОБЛУЧЕНИЯ НА КИНЕТИКУ ПОСЛЕДУЮЩЕГО ИЗМЕНЕНИЯ
МИКРОТВЕРДОСТИ МОНКРИСТАЛЛОВ КРЕМНИЯ

А.А. Дмитриевский, Н.Ю. Сучкова, А.В. Яковлев
Тамбовский Государственный Университет им. Г.Р. Державина, Тамбов, Россия
E-mail: dmitr2002@tsu.tmb.ru

Исследованию роли радиационных дефектов (РД) в изменении
физических свойств реальных кристаллов посвящено большое число работ.
Известно [1], что малодозное (D < 1 cGy) бета-облучение приводит к
немонотонному изменению микротвердости Н монокристаллов кремния,
причем нелинейный характер изменения Н предположительно объясняется
многостадийными конкурирующими процессами преобразования РД. Данная
работа направлена на выявление отдельных стадий этих процессов.
Обнаружено, что в зависимости от дозы предварительного облучения
(энергия электронов выше порога дефектообразования) меняется вид и
кинетика изменения Н монокристаллов кремния. Двадцатиминутное бета-
облучение приводит к немонотонному обратимому упрочнению
монокристаллов кремния. Увеличение времени экспозиции образцов в поле
бета-частиц до tirrc = 75 min приводит к «гашению» пост-эффекта упрочнения.
Облучение кремния в течение 2 часов приводит к последующему
немонотонному обратимому разупрочнению. Таким образом, уже на ранних
стадиях облучения формируется система РД, преобразование которой с
течением времени определенным образом влияет на величину
микротвердости. Облучение Si в течение гораздо большего времени (350
часов) качественно не меняет характер изменения микротвердости (в
сравнении с предварительным двухчасовым облучением). Однако в этом
случае скорость изменения Н увеличивается. Следовательно, непрерывная
«подпитка» уже сформированной и развивающейся системы РД парами
Френкеля, по-видимому, приводит к ускорению процесса ее преобразования.

29
Таким образом, выявлены отдельные стадии бета-стимулированного
преобразования подсистемы структурных (собственных и радиационных)
дефектов кремния. Обнаружено критическое значение времени облучения tirrc,
в окрестности которого меняется знак радиационно-пластического эффекта в
кремнии.
Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (грант
№ 02-02-17571), а также программы Университеты России (грант
№ У.Р.01.01.013.).
Литература:
1. Ю.И. Головин, А.А. Дмитриевский, И.А. Пушнин, Н.Ю. Сучкова, ФТТ,
46, 10, 1790-1792 (2004).


2.1.7. ПОЛИМЕРИЗАЦИИ ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩИХ ПОЛИМЕРОВ НА
ТРЕКОВЫХ ПОЛИЭТИЛЕНТЕРЕФТАЛАТНЫХ МЕМБРАНАХ
МЕТОДОМ ШАБЛОННОГО СИНТЕЗА
Добрецова Л.Ю., Ермолаев С.В., Милинчук В.К.
Обнинский государственный технический университет атомной энергетики
249020 Обнинск, Калужской области, Студгородок, 1. E-mail: milinchuk@iate.obninsk.ru

В последние годы все большее внимание уделяется ионно-трековым
нанотехнологиям формирования микро - и наноструктур из различных
материалов, в частности, из полимеров в виде нанопроволок и микротрубок,
с использованием в качестве матриц-шаблонов полимерных трековых
мембран. Трековые мембраны (ТМ) используются также в качестве шаблонов
для синтеза нанополимерных материалов, обладающих, в частности,
мембранными свойствами. Однако исследования в этой области ионно-
трековой технологии находятся на начальной стадии, и многие кинетические
и структурные закономерности формирования полимерных микро- и
наноструктур на полимерных шаблонах, а также физико-химические и другие
свойства синтезированных микро- и нанополимеров пока слабо изучены.
Поэтому несомненный научный и практический интерес для развития этой
области ионно-трековой нанотехнологии представляет проведение
систематических исследований, направленных на установление общих
закономерностей полимеризации мономеров различного химического
строения на полимерных шаблонах, а также изучение структуры и свойств
полученных таким способом микро- и нанополимерных материалов.
Для исследования была выбрана окислительная полимеризация
мономера методом шаблонного синтеза, в частности, методом диафрагмы. В
качестве шаблона (матрицы) использовали полиэтилентерефталатные
(ПЭТФ) ТМ, полученные из полимерных пленок, облученных ускоренными
тяжелыми ионами и травленых до образования пор, в данном случае,

30
диаметром 1.2?5 мкм. Были получены структуры из электропроводящих
полимеров, таких как полипиррол, поли(N-метилпиррол), полианилин.
Установлена зависимость процесса полимеризации от параметров
исходной ТМ – диаметра пор, длины пор и пористости. Рассчитана общая
площадь мембраны, доступная для полимеризации. Получены кривые
зависимостей полимеризации от различных композиций реагирующих
растворов.
Исследована проницаемость модифицированных мембран.
Исходя из литературных данных и полученных экспериментальных
результатов, можно сделать вывод, что ПЭТФ ТМ перспективны в качестве
матрицы для поверхностной полимеризации исследованных мономеров
(пиррола, N-метилпиррола и анилина). Использованный в данной работе
метод диафрагмы позволяет получать на поверхности трековых мембран
однородные покрытия.
Следует отметить, что на основе полипиррола и его производных можно
получать электропроводящие нанополимерные материалы, которые могут
найти различное применение в технике и медицине, например, в качестве
биосенсоров.



2.3.7. КОНЦЕПЦИЯ ВЫБОРА СТЕРИЛИЗУЮЩЕЙ ДОЗЫ
НА ОСНОВЕ МОНИТОРИНГА РАДИОРЕЗИСТЕНТНОСТИ
ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ МИКРОФЛОРЫ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ
ИЗГОТОВИТЕЛЕЙ МЕДИЦИНСКИХ ИЗДЕЛИЙ

Ю.А. Драбкин1, В.В. Калашников1, А.А. Молин1, Е.П. Павлов1,
В.Н. Пономарев1, И.И. Самойленко2, Э.Г. Тушов1.
1
ГНЦ «Институт биофизики»
2
ГУ НИИЭМ им. Гамалеи РАМН, г. Москва.

Настоящий этап развития промышленной, в том числе и радиационной
стерилизации связан с совершенствованием контроля качества стерильных
изделий. Маркировка показателем «СТЕРИЛЬНО» становится возможной
только изделий, прошедших утвержденный процесс стерилизации в
контролируемых условиях на исправном оборудовании. Контролируемые
условия стерилизации в первую очередь включают утверждение
стерилизующей дозы.
В 90-е годы специалисты Института биофизики МЗ РФ оптимизировали
метод установления стерилизующей дозы излучения, существенно снизив его
трудоемкость и сроки проведения работ за счет модернизации этапа
установления доли высокорезистентных микроорганизмов в составе
производственной микрофлоры. В производственную микрофлору была
включена бионагрузка материалов и изделий до стерилизации. Однако, как
31
известно, точное значение бионагрузки определить невозможно. На практике
определяется число жизнеспособных микроорганизмов с помощью
определенных методов.
Результаты многолетнего мониторинга производственной микрофлоры
можно обобщить следующим образом. Удалось выявить характерное для
России распределение микроорганизмов по уровню радиорезистентности.
Показано, что сезонные и географические факторы, место расположения
обследуемого предприятия в России существенно не влияют на выявленный
радиобиологический профиль жизнеспособных микроорганизмов.
Установлено, что для свыше 90% микроорганизмов производственной
микрофлоры величина Д10 не превышает 0,25 кГр. Д10 - доза десятикратного
уменьшения численности микроорганизмов однородной популяции. Для
каждого производства определена наибольшая доза десятикратного
уменьшения численности микроорганизмов (ДR10). Микроорганизмы, для
которых величина Д10 больше 2,3 кГр, в составе производственной
микрофлоры не обнаружены. Установлена доля - nR радиорезистентного
микроорганизма с Д10 от 2 до 2,3 кГр.. По определению ДR10 =2,3 кГр и nR=10-3
это предельные значения величин, зафиксированные для разных производств.
Соотнести число жизнеспособных микроорганизмов с бионагрузкой
медицинского изделия до стерилизации при многолетнем мониторинге не
представилось возможным. И при выборе стерилизующего воздействия
вместо использования соответствующего корректирующего коэффициента,
определяемого до начала производства изделий, предложено выбирать
существенно большее воздействие стерилизующего агента, чем необходимо
для инактивации жизнеспособных микроорганизмов. С учетом этого
концепция выбора стерилизующей дозы выглядит следующим образом.
Для установленного нормативного уровня обеспечения стерильности
(УС) и экспоненциального характера зависимости доза-выживание
однородной популяции микроорганизмов, минимально необходимая доза Дм
зависит от N – числа жизнеспособных микроорганизмов на изделии при
производстве изделий в контролируемых условиях следующим образом:
Дм =ДR10 lg(N*nR /УС).
Минимально необходимая доза определяет выбор стерилизующей дозы:
если Дм меньше 13 кГр, то стерилизующая доза устанавливается 15 кГр, в
противном случае стерилизующая доза устанавливается 25 кГр. Например,
если N=100, то Дм = 11,5 кГр и стерилизующая доза устанавливается 15 кГр.
В соответствии с приведенной концепцией инструктивно установлена
стерилизующая доза почти 60 изделий разных изготовителей.


стр. 1
(всего 5)

СОДЕРЖАНИЕ

>>