БСЭ БСЭ - Большая Советская Энциклопедия (РА)

Законы теплового излучения (см. Стефана — Больцмана закон излучения и Кирхгофа закон излучения ) позволяют выражение записать в виде: , где e T— излучательная способность (коэффициент черноты) тела, s — Стефана — Больцмана постоянная , Т — абсолютная температура тела. Если известно значение e Tи измерена температура T r(радиационным пирометром ), то можно вычислить температуру тела Т = T r × e T —1/4. Для теплового излучения всех тел, кроме абсолютно чёрного, e T< 1; поэтому T r < Т, но при люминесценцииT rможет быть больше Т.

Лит.: Гордов А. Н., Основы пирометрии, 2 изд., М., 1971.

Радиацио'нная труба',нагреватель, представляющий собой трубу из жаропрочной стали или корунда, внутри которой сжигают газообразное (иногда жидкое) топливо. Тепло от Р. т. к нагреваемым изделиям передаётся излучением от наружной поверхности раскалённой трубы. Р. т. устанавливают в печах для термической обработки металлических изделий, которые не должны соприкасаться с продуктами сгорания топлива (нагрев в контролируемой атмосфере или воздухе). Металлическая Р. т. применяют для нагрева изделий до 950 °С, корундовые — до 1200 °С. Диаметр Р. т. 60—200 мм , длина каждой ветви до 2,5 м. Р. т. классифицируют по конструкции. Простейшая прямая Р. т. — вертикально или горизонтально установленная труба, на одном конце которой смонтирована горелка, а через другой удаляют продукты сгорания. Более совершенные многоветвевые Р. т. с рекуперацией тепла отходящих продуктов сгорания схематично показаны на рисунке.

Лит.: Справочник конструктора печей прокатного производства, под ред. В. М. Тымчака, т. 1, М., 1970, с. 411—14.

Радиационная труба: а — U-образная; б — W-образная; г — P-образная; 1 — подвод холодного воздуха; 2 — отвод продуктов сгорания; 3 — рекуператор; 4 — стена печи; 5 — ветвь трубы; 6 — горелка; 7 — подвод газа; 8 — патрубок подогретого воздуха.

Радиацио'нная хи'мия,область химии, охватывающая химические процессы, вызываемые действием ионизирующих излучений на вещество. Ионизирующей способностью обладают как электромагнитные излучения (рентгеновские лучи, g-лучи, коротковолновое излучение оптических частот), так и быстрые заряженные частицы (электроны, протоны, a-частицы, осколки тяжёлых ядер и др.), энергия которых превышает ионизационный потенциал атомов или молекул (обычно имеющий величину 10—15 эв ). Возникновение химических реакций под действием ионизирующих излучений обусловлено их способностью ионизировать и возбуждать молекулы вещества.

История Р. х.Способность ионизирующих излучений вызывать химические реакции была обнаружена вскоре после открытия радиоактивности. Первые эксперименты, показавшие наличие химических эффектов при действии излучений радиоактивных элементов, относятся к началу 20 в. Как самостоятельная область науки Р. х. начала складываться позже, в 40-х гг., в связи с созданием ядерных реакторов и промышленного производства т. н. делящихся элементов (плутоний и др.). С развитием этой области техники возникла необходимость изучения различных сопутствующих химических эффектов. К ним относятся радиолиз воды, превращения в растворах радиоактивных веществ, изменения в различных материалах, применяемых в атомной технике, реакции газов — компонентов воздуха (Na, O 2, CO 2) и т.д. В связи с действием ионизирующих излучений на организмы возникла необходимость в детальном исследовании радиационно-химических превращений в биополимерах.

С течением времени стало выясняться, что ионизирующие излучения могут быть использованы направленно, для осуществления полезных химических процессов. Были предприняты широкие исследования стимулирования ионизирующими излучениями различных радиационно-химических процессов и начато детальное изучение их характерных закономерностей.

Физические основы Р. х.Было установлено, что, проходя через вещество, g-квант или быстрые частицы (a-частицы, электроны, протоны и др.) выбивают электроны из молекул, т. е. вызывают их ионизацию или возбуждение, если порция передаваемой им энергии меньше энергии ионизации. В результате на пути быстрой частицы возникает большое количество электрически заряженных — ионы, ионы-радикалы — или нейтральных — атомы, радикалы (см. Радикалы свободные ) — осколков молекул, образующих т. н. трек. Выбитые из молекул электроны, обладающие меньшей энергией («вторичные» электроны), разлетаясь в стороны, в свою очередь, производят аналогичное действие, только на более коротком расстоянии (соответствующем их энергии). В результате трек первичной быстрой частицы разветвляется вследствие образования более коротких областей ионизации и возбуждения. При достаточной плотности облучения треки перекрываются и первоначальная неоднородность в пространственном распределении активированных и осколочных частиц нивелируется. Этому способствует также диффузия частиц из треков в незатронутую излучением среду.

Процессы, происходящие в облучаемой среде, можно разделить на три основные стадии. В первичной, физической стадии происходят столкновения быстрой заряженной частицы с молекулами среды, в результате которых кинетическая энергия частицы передаётся молекулам, что приводит к изменению их энергетического состояния. На этой стадии энергия, передаваемая среде, рассредоточивается по различным молекулярным (атомным) уровням. В результате возникает большое число «активированных» молекул, находящихся в различных состояниях возбуждения. Первичная стадия проходит в очень короткие отрезки времени: 10 -15—10 -12 сек. В созданном возбуждённом состоянии молекулы нестабильны, и происходит либо их распад, либо они вступают во взаимодействие с окружающими молекулами. В результате образуются ионы, атомы и радикалы, т. е. промежуточные частицы радиационно-химических реакций. Эта, вторая, стадия продолжается 10 -13—10 -11 сек. На третьей стадии (собственно химической) образовавшиеся активные частицы взаимодействуют с окружающими молекулами или друг с другом. На этой стадии образуются конечные продукты радиационно-химической реакции. Длительность третьей стадии зависит от активности промежуточных частиц и свойств среды и может составлять 10 -11—10 -6 сек.

«Вторичные» электроны, затрачивая свою кинетическую энергию на ионизацию (возбуждение) молекул, постепенно замедляются до скорости, соответствующей тепловой энергии. В жидкой среде такое их замедление происходит в течение 10 -13—10 -12 сек , после чего они захватываются либо одной молекулой, образуя отрицательно заряженный ион, либо группой молекул («сольватируются»). Такие «сольватированные» электроны «живут» в течение 10 -8—10 -5 сек (в зависимости от свойств среды и условий), после чего рекомбинируют с какими-либо положительно заряженными частицами. Совокупность закономерностей перечисленных элементарных процессов является важной составной частью теории Р. х. Кроме того, реакциям возбужденных молекул принадлежит значительная роль в радиационно-химических процессах. Большое значение для протекания последних имеет также передача энергии возбуждения в облучаемой среде, приводящая к дезактивации возбуждённых молекул и рассеянию энергии. Такие процессы изучает фотохимия, которая тем самым тесно связана с Р. х.