горячие атомы

ГОРЯЧИЕ АТОМЫ

возникают в результате ядерных превращ. и обладают избыточной (по сравнению с обычными атомами среды) кинетической энергией или большим электрич. зарядом либо находятся в сильно возбужденном состоянии. Избыточная кинетич. энергия Г.а. обусловлена эффектом отдачи при испускании ядром α- и β-частиц или высокоэнергетич.квантов; эта энергия может составлять 10–100 эВ и выше, что формально соответствует температурам 10⁴–10⁷ К. При ядерных превращ., сопровождающихся испусканием электронов конверсии и низкоэнергетич.квантов (напр., при изомерных переходах), когда энергия отдачи мала, Г.а. характеризуются большими электрич. зарядами и находятся в сильно возбужденном состоянии (так, атомы ⁸⁰Br, возникающие при изомерном переходе ^80mBr → ⁸⁰Вг, могут иметь заряд +10). Распределение по энергии Г.а., образовавшихся при к.-л. ядерном превращ., не подчиняется распределению Максвелла-Больцмана; во мн. случаях энергии всех Г.а. близки между собой. Термин "Г.а." применяют и для данной хим. реакции по отношению к атомам, энергия которых превышает энергию активации реакции.

Если Г.а. образуются при радиоактивных превращ. атомов, входивших в состав к.-л. молекул (эти молекулы наз. материнскими), то обычно вследствие избыточной энергии и (или) высокой степени ионизации связь Г.а. с материнской молекулой разрушается. Энергия Г.а., оторвавшегося от материнской молекулы, м. б. достаточной для того, чтобы вызвать возбуждение и диссоциацию еще неск. молекул. При столкновениях с атомами и молекулами среды Г. а. постепенно теряют свою избыточную энергию, приходят в тепловое равновесие со средой (термализуются) и вступают в хим. реакции.

Некоторая доля Г. а. после термализации оказывается снова в составе материнских молекул (явление удержания). Иногда удержанием наз. переход Г.а. в молекулы соед., близких по свойствам к материнским (кажущееся удержание). В ряде случаев Г. а. стабилизируются без предварит. разрыва связи с материнской молекулой; такое удержание наз. первичным, а в остальных случаях говорят о вторичном удержании. Первичное удержание наблюдается, напр., для Г. а. Br или I, которые образуются в составе молекул HBr или HI и не отрываются от материнской молекулы.

Состав и строение соединений Г.а., их относит. выходы в зависимости от условий изучает химия Г. а. Для механизма реакций Г. а. со средой предложены разл. модели, среди которых наиб. распространена модель мех. соударений. Для исследования взаимод. Г.а. со средой используют чаще всего газовую хроматографию и газо-жидкостную хроматаграфию (при исследовании термализации в паровой и жидкой фазах) и мессбауэровскую спектроскопию (твердофазная термализация).

Способность Г. а. стабилизироваться в соед., отличных от исходных, была обнаружена в 1934 при выделении I из C₂H₅I, облученного нейтронами (эффект Силарда-Чалмерса). Этот эффект используют при синтезе меченых соед., разделении и обогащении изотопов и др.

^{Лит.: МуринА.Н.. Физические основы радиохимии. М.. 1971; Несмеянов А. Н., Радиохимия, 3 изд., 1986.}

_{С. С. Бердоносов}