
【化】 radiation degradation
radialization; radiation
【化】 irradiation
【医】 radiate; radiation; radio-
【化】 degradation
【医】 degradation
辐射降解(Radiation Degradation)指材料在电离辐射(如γ射线、X射线、高能电子束等)作用下发生的分子结构破坏和性能劣化过程。该现象常见于高分子聚合物、生物组织及电子元器件中,其本质是辐射能量导致化学键断裂、分子链缩短或交联结构瓦解,最终引发材料强度下降、脆性增加或功能失效。
“辐射”指能量以波或粒子形式扩散传播(如电磁辐射、粒子辐射);“降解”意为物质分子结构由大变小、由复杂变简单的分解过程。组合后特指辐射引发的材料分解效应。
Radiation Degradation(国际通用),亦可表述为 Radiation-Induced Degradation 或 Radiolytic Degradation。其动词形式为 degrade under radiation。
辐射能量被材料吸收后,通过两种途径引发降解:
高能粒子直接打断聚合物主链的C-C键,降低分子量,导致材料变脆。常见于聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚四氟乙烯(PTFE)等。
在空气中辐射时,自由基与氧气反应生成过氧化物,加速材料老化。例如聚乙烯(PE)电缆绝缘层在核电站辐射环境中易发生此类劣化。
权威参考来源:
辐射降解是指物质(尤其是高分子聚合物或有机污染物)在高能辐射作用下发生化学结构破坏、分子链断裂,最终导致分子量降低或分解为小分子的过程。以下是详细解析:
直接作用
高能射线(如γ射线)直接作用于物质分子,通过电离或激发产生自由基和离子。例如:
间接作用
在含水或有机体系中,辐射能量首先作用于介质(如水),生成强氧化/还原活性物质:
特征 | 辐射降解 | 热裂解 |
---|---|---|
能量来源 | 高能射线(如γ射线) | 热能 |
反应条件 | 常温常压 | 高温 |
产物 | 主链断裂为主,可能生成单体 | 复杂副产物(如焦炭、气体) |
以水处理为例,辐射降解过程涉及以下反应:
$$
text{H}_2text{O} xrightarrow{text{辐射}} cdottext{OH} + text{H}^+ + e^-text{aq}
$$
羟基自由基(·OH)可氧化有机物:
$$
text{RH} + cdottext{OH} rightarrow text{R}cdot + text{H}_2text{O} rightarrow text{进一步分解}
$$
(公式来源:综合)
辐射降解是一种高效、无需化学试剂的绿色技术,其核心是通过辐射能量直接破坏化学键或间接生成活性粒子驱动反应。与热裂解相比,具有条件温和、产物可控的优势。
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