Образование и динамика излучений атомарного водорода в шлейфе радиоактивных выбросов

NH3 + hu ® NH2 + H l < 280 нм , ( 2.8 )

NH3 + hu ® NH + H2 l < 224 нм , ( 2.9 )

NH3 + hu ® NH + H + H l < 1457 нм , ( 2.10 )

Процессы ( 2.8 ) и ( 2.10 ) являются наиболее вероятными при диссоциации , когда длина волны излучения l < 280 нм.

Основной первичный фотохимический процесс при фотодиссоциации формальдегида происходит по схеме

HCHO + hu ® H + HCO ( пороговая длина волны l ~ 350 нм ).

Основным первичным процессом при диссоциации молекул воды , когда l ~ 105 ¸ 190 нм является образование атомарного водорода и гидроксила ОН

H2O + hu ® H + OH l < 242 нм.

Кроме того , молекулярный водород Н2 образующийся в результате протекания второстепенных ( то есть не приведённых выше ) реакций , может также диссоциировать в атмосфере под действием излучения с длинами волн l = 84,47 ¸ 110,8 нм по схеме

Н2 + hu ® H + H ( 2.11 )

На основании проведённого рассмотрения следует , что существует ряд каналов , по которым в реальной атмосфере образуется атомарный водород и гидроксил ОН в результате процессов фотолиза водородосодержащих соединений. Равновесная концентрация атомов Н и радикала ОН определяется процессами рождения и рекомбинации. Однако их фоновая концентрация ( а следовательно , и излучение в СВЧ диапазоне длин волн ) должны быть меньше тех , что образуются в результате выбросов в атмосферу радиоактивных веществ.

Остановимся теперь на фоновом излучении , которое характерно для высот , меньших 10 км. По своему происхождению электромагнитный фон можно разделить на природный и техногенный. Излучения атомарного водорода и гидроксила ОН , являющиеся индикаторами радиоактивного загрязнения атмосферы , относятся к категории техногенного электромагнитного фона. Выше отмечалось , что их регистрация возможна лишь в случае выделения полезного сигнала на уровне шумов.

В свою очередь природный электромагнитный фон может иметь атмосферное либо литосферное происхождение. Кроме того существует ещё и космическое радиоизлучение. Рассмотрение начнём с литосферного электромагнитного фона [40]. Полная классификация электромагнитного фона приведена в табл. 2.3 .

Генерация электромагнитного излучения из литосферы в свободное пространство обусловлена преимущественно двумя механизмами [40,41] :

а) адгезионно - когезионным механизмом генерации , при котором его появление вызвано образованием разрядов между свежезаряженными стенками разрушающихся минералов ;

б) флуктуационным механизмом генерации излучения , который вызван наличием остаточной поляризации минералов , изменяющейся под действием тепловых или радиационных полей , что в свою очередь приводит к перераспределению энергии и появлению в минералах электрических и электромагнитных полей.

Не вдаваясь в подробности протекания перечисленных процессов , отметим лишь , что литосферное электромагнитное излучение регистрируется в диапазоне от 100 кГц до 2.5 МГц , то есть находится далеко от тех частот , которые излучают как атомарный водород , так и гидроксил ОН.

Источниками электромагнитного излучения в атмосфере являются (см. табл. 2.3 ) :

а) грозовые разряды ;

б) предгрозовое радиоизлучение ;

в) непрерывно - шумовое радиоизлучение грозовых облаков и циклонов.

Радиоизлучение линейной молнии исследовалось в работах [ 42 , 43 ]. Оно было регистрировано в узком диапазоне частот ( 0.1 ¸ 0.2 ) ГГц через 0.1 ¸ 0.4 с после появления лидера грозового разряда и продолжалось в среднем около 50 нс. Спектральная плотность такого излучения оказалась низкой и составляла 10-12 ¸ 10-10 Вт/см2 Гц на расстоянии 1 км от молнии.

Физическая природа двух последних видов излучений обусловлена , с одной стороны , колебаниями поверхностей заряженных капель воды и , с другой стороны , их дроблением коагуляцией. Непрерывно - шумовое радиоизмерение грозовых облаков и циклонов наблюдается на частотах от сотен кГц до сотен МГц.

Немного больше об экологии

Химия окружающей среды
В окружающей среде все элементы имеют естес ...

Воздействие ртути на состояние окружающей среды
Ртуть - серебристая жидкость, химический элемент естественного происхождения, который чрезвычайно вреден для окружающей среды и здоровья человека. Ртуть относится к первой группе чрезвычайно токсичных веществ. В атмосферу она поступает из гидросферы ...