- •Министерство образования и науки российской федерации
- •Рецензент:
- •6. Теоретические основы современных методов контроля качества продовольственных товаров
- •6.1. Оптические методы
- •6.1.1. Электромагнитное излучение
- •6.1.2. Происхождение атомных спектров
- •6.1.3. Классификация оптических методов анализа
- •Вопросы для самоконтроля
- •6.2. Поглощение излучения
- •6.2.1. Ультрафиолетовая и видимая области
- •6.2.2. Цвет раствора
- •6.2.3. Фотометрические методы анализа
- •6.2.4. Спектрофотометрия
- •Характеристические полосы поглощения некоторых хромофоров
- •6.2.5. Инфракрасная спектроскопия
- •Вопросы для самоконтроля
- •6.3. Молекулярная люминесценция: флуориметрия, фосфорометрия
- •Вопросы для самоконтроля
- •6.4. Спектры комбинационного рассеяния (Рамановская спектроскопия)
- •Вопросы для самоконтроля
- •6.5. Атомная спектроскопия
- •Конус зона
- •Вопросы для самоконтроля
- •6.6. Фотоакустическая спектроскопия
- •Вопросы для самоконтроля
- •6.7. Рентгено-спектральный анализ
- •Вопросы для самоконтроля
- •6.8. Электронная и ионная спектроскопия
- •Вопросы для самоконтроля
- •6.9. Спектроскопия магнитного резонанса (Радиочастотные спектральные методы)
- •Вопросы для самоконтроля
- •6.10. Масс-спектрометрия
- •Вопросы для самоконтроля
- •6.11. Ядерно-физические методы анализа
- •6.11.2. Величины и единицы измерения радиоактивности
- •6.11.3. Α-распад
- •6.11.4. Β-превращения
- •6.11.5. Γ-излучение
- •6.11.6. Детекторы радиоактивности
- •Вопросы для самоконтроля
- •6.12. Термические свойства потребительских товаров
- •6.12.1. Термические методы анализа
- •6.12.2. Термометрия
- •6.12.3. Термотитрометрия
- •6.12.4. Термогравиметрический анализ (тга)
- •6.12.5. Дифференциальный термический анализ (дта)
- •6.12.6. Дифференциальная термогравиметрия (тгп)
- •6.12.7. Дифференциальная сканирующая калориметрия (дск)
- •Вопросы для самоконтроля
- •6.13. Цвет и свет
- •6.13.1 Основные колориметрические и фотометрические величины
- •6.13.2 Основы измерения цвета
- •Вопросы для самоконтроля
- •6.14. Микроскопия
- •Примерные диапазоны применения различных методов исследования растительных объектов
- •Вопросы для самоконтроля
- •6.15. Хроматографические методы разделения и идентификации веществ
- •Важнейшие виды хроматографии
- •Вопросы для самоконтроля
- •7. Статистическая обработка результатов измерения
- •Оценка правильности результатов измерений(определений)
- •Оформление контрольной работы
- •Контрольная работа
- •Тематика рефератов (по указанию преподавателя)
- •Рекомендованная литература
6.11.5. Γ-излучение
γ-излучение может сопровождать различные виды распада, а при изомерном переходе будет единственным видом излучения.
Ядро одного и того же элемента может существовать и в основном и в возбужденном (метастабильном) состояниях. Ядра, находящиеся в возбужденном состоянии, называют изомерными и обозначают буквой т, поставленной после массового числа. Переход ядра с возбужденного уровня на основной, называют изомерным переходом, который сопровождается, как правило, испусканием γ-кванта (фотона): γ
80mBr → 80Br.
В отличие от α-, β- и β+-частиц, которые непосредственно ионизируют вещество среды (ионизирующее излучение), γ-кванты вызывают ионизацию в вещества за счет вторичных электронов, образующихся в результате первичных процессов взаимодействия γ-квантов с веществом среды. К таким процессам относятся: фотоэффект, комптоновское рассеивание с образованием пар электрон-позитрон.
Фотоэффект заключается в том, что γ-квант, взаимодействуя с атомами или молекулой, выбивает из них электрон. При этом γ-квант полностью поглощается, а вся его энергия передается электрону (фотоэлектрон). В процессе комптоновского рассеивания γ-квант передает лишь часть своей энергии электрону, а вместо первичного γ-кванта появляется рассеянный, с меньшей энергией. При энергиях γ-квантов более 1,02 МэВ (такая энергия, эквивалентная массе покоя пары электрон-позитрон) взаимодействие с силовым полем ядер может привести к образованию пары электрон-позитрон с полным поглощением γ-кванта. Позитроны замедляются веществом и могут взаимодействовать с электронами среды, давая аннигиляционное γ-излучение.
Относительный вклад каждого из трех процессов в ослабление γ-излучения зависит от энергии фотона и порядкового номера вещества поглотителя. По мере возрастания энергии γ-квантов резко уменьшается вероятность комптоновского рассеивания, а вероятность эффекта образования пар возрастает с увеличением энергии фотонов, начиная с энергии равной 1,02 МэВ.
В результате взаимодействия радиоактивного излучения с веществом происходит ионизация и возбуждение атомов и молекул вещества, через которое оно проходит. Излучение производит также световое, фотографическое, химическое и биологическое действие. Например, первичным результатом действия радиоактивного излучения на воздух является появление ионов:
О2 + hv = О+2 + ē О2 + ē = О-2
N2 + hv = N+2 + ē N2 + ē = N-2
Н2О + hv = Н2О- + ē Н2О + ē = Н2О-
Н2О = Н+ + ОН* Н2О- = Н* + ОН"
Образующиеся при протекании этих процессов радикалы Н и ОН обладают сильным физиологическим действием - при больших дозах они являются одной из причин лучевой болезни, малокровия и т.д., так как они энергично взаимодействуют с ферментами и составными частями крови.
При бомбардировке вещества потоком α-частиц, протонов, нейтронов и т.д. происходит превращение атомов. Ядерные превращения можно представить с помощью уравнений следующего вида. Например, изотоп 27Аl под действием протонов превращается в изотоп 24Mq:
27Аl + 1р = 24Mg + 4α.
Под действием нейтронов в изотоп 27Mg:
27Al + 1n = 27Mg + 1р.
Часто используется краткая запись этих уравнений, соответственно:
27А1 (р, a)24 27Mq Al (n, p) 27Mg
При такой записи сначала указывают символ исходного атома, далее в скобках через запятую приводят бомбардирующую и выбиваемую частицы, после чего записывают символ образующегося атома.
Радиоактивное излучение вызывает большое число химических реакций в газах, растворах, твердых веществах. Их обычно объединяют в группу радиационно-химических реакций. Радиоактивное излучение вызывает разнообразные радиохимические превращения различных органических соединений - аминокислот, кислот, спиртов, эфиров и т.д. Интенсивное радиоактивное излучение с веществом вызывает свечение стеклянных трубок и ряд других эффектов в твердых телах. На взаимодействии радиоактивного излучения с веществом основаны различные способы обнаружения и измерения радиоактивности.