
【化】 radiation degradation
radialization; radiation
【化】 irradiation
【醫】 radiate; radiation; radio-
【化】 degradation
【醫】 degradation
輻射降解(Radiation Degradation)指材料在電離輻射(如γ射線、X射線、高能電子束等)作用下發生的分子結構破壞和性能劣化過程。該現象常見于高分子聚合物、生物組織及電子元器件中,其本質是輻射能量導緻化學鍵斷裂、分子鍊縮短或交聯結構瓦解,最終引發材料強度下降、脆性增加或功能失效。
“輻射”指能量以波或粒子形式擴散傳播(如電磁輻射、粒子輻射);“降解”意為物質分子結構由大變小、由複雜變簡單的分解過程。組合後特指輻射引發的材料分解效應。
Radiation Degradation(國際通用),亦可表述為 Radiation-Induced Degradation 或 Radiolytic Degradation。其動詞形式為 degrade under radiation。
輻射能量被材料吸收後,通過兩種途徑引發降解:
高能粒子直接打斷聚合物主鍊的C-C鍵,降低分子量,導緻材料變脆。常見于聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚四氟乙烯(PTFE)等。
在空氣中輻射時,自由基與氧氣反應生成過氧化物,加速材料老化。例如聚乙烯(PE)電纜絕緣層在核電站輻射環境中易發生此類劣化。
權威參考來源:
輻射降解是指物質(尤其是高分子聚合物或有機污染物)在高能輻射作用下發生化學結構破壞、分子鍊斷裂,最終導緻分子量降低或分解為小分子的過程。以下是詳細解析:
直接作用
高能射線(如γ射線)直接作用于物質分子,通過電離或激發産生自由基和離子。例如:
間接作用
在含水或有機體系中,輻射能量首先作用于介質(如水),生成強氧化/還原活性物質:
特征 | 輻射降解 | 熱裂解 |
---|---|---|
能量來源 | 高能射線(如γ射線) | 熱能 |
反應條件 | 常溫常壓 | 高溫 |
産物 | 主鍊斷裂為主,可能生成單體 | 複雜副産物(如焦炭、氣體) |
以水處理為例,輻射降解過程涉及以下反應:
$$
text{H}_2text{O} xrightarrow{text{輻射}} cdottext{OH} + text{H}^+ + e^-text{aq}
$$
羟基自由基(·OH)可氧化有機物:
$$
text{RH} + cdottext{OH} rightarrow text{R}cdot + text{H}_2text{O} rightarrow text{進一步分解}
$$
(公式來源:綜合)
輻射降解是一種高效、無需化學試劑的綠色技術,其核心是通過輻射能量直接破壞化學鍵或間接生成活性粒子驅動反應。與熱裂解相比,具有條件溫和、産物可控的優勢。
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