Горячие атомы

ГОРЯЧИЕ АТОМЫ, возникают в результате ядерных превращ. и обладают избыточной (по сравнению с обычными атомами среды) кинетич. энергией или большим электрич. зарядом либо находятся в сильно возбужденном состоянии. Избыточная кинетич. энергия Г.а. обусловлена эффектом отдачи при испускании ядром ичастиц или высокоэнергетич.квантов; эта энергия может составлять 10-100 эВ и выше, что формально соответствует т-рам 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 ⁸⁰Вr, 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. р-ции по отношению к атомам, энергия к-рых превышает энергию активации р-ции.

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. р-ции.

Нек-рая доля Г. а. после термализации оказывается снова в составе материнских молекул (явление удержания). Иногда удержанием наз. переход Г.а. в молекулы соед., близких по св-вам 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. Вг или I, к-рые образуются в составе молекул НВr 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 р-ций Г. а. со средой предложены разл. модели, среди к-рых 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 С₂Н₅I, 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.