Tác động của Bức xạ Ion hóa đến Các Hệ Thống Không Khí Ẩm

Springer Science and Business Media LLC - Tập 112 - Trang 393-404 - 2011
Donald T. Reed1, Richard A. Van Konynenburg2
1Argonne National Laboratory, Argonne, USA
2Lawrence Livermore National Laboratory, Livermore, USA

Tóm tắt

Bài báo tổng quan về hóa học bức xạ của các hệ thống nitơ/oxigen/nước. Các tác động bức xạ tổng quát trong các hệ thống nitơ/oxigen khô đã được xác định tương đối rõ ràng. Việc bức xạ dẫn đến sự hình thành nồng độ ổn định của ozone, nitrous oxide và nitrogen dioxide. Trong các hệ thống kín, nồng độ quan sát được phụ thuộc vào tổng liều bức xạ, nhiệt độ và thành phần khí ban đầu. Chỉ có ba nghiên cứu đã được công bố tập trung vào hóa học bức xạ của các hệ thống khí đồng nhất nitơ/oxigen/nước. Các nghiên cứu về pha hỗn hợp có liên quan đến hệ thống khí cũng được tóm tắt. Sự hiện diện của hơi nước dẫn đến sự hình thành axit nitric và thay đổi đáng kể hóa học quan sát trong các hệ thống không khí khô. Bằng chứng về cơ chế từ các nghiên cứu đã tổng hợp được tóm tắt và thảo luận liên quan đến việc phân loại khí trong giai đoạn chứa của một kho chứa trong đá tuff.

Từ khóa

#hóa học bức xạ #nitơ #oxigen #nước #hệ thống không khí ẩm #ozone #axit nitric

Tài liệu tham khảo

F. Soddy, “Annual Report of the Chemical Society for 1910,” Vol. 8, 299 (1911). S. Sato and M. Steinberg, “Radiation Chemical Nitrogen Fixation in Air-Water Systems,” Brookhaven National Laboratory Report BNL 13692, 1969. P. Harteck and S. Dondes, “Producing Chemicals with Reactor Radiations,” Nucleonics 14, 22 (1956). P. Harteck and S. Dondes, “Radiation Chemistry of the Fixation of Nitrogen,” Science 146, 30 (1964). M. Steinberg, “Fission Recoil Synthesis,” Chemical Engineering Progress 62, 105 (1966). J. G. Morse, “Process for the Fixation of Nitrogen by Means of High Energy Ionizing Radiation,” US Patent #3378475, 1962. W. Primak and L. H. Fuchs, “Nitrogen Fixation in a Nuclear Reactor,” Nucleonics 13, 38 (1955). A. V. Byalobzheskii, “Radiation Corrosion,” AEC TR-7096, 1967. A. V. Byalobzheskii, “Atmospheric Corrosion of Metals under Radiation,” AEC TR-3410, 1958. J. J. Stobbs and A. J. Swallow, Metallurg. Rev. 7, 95 (1962). O. Tokunaga and N. Suzuki, “Radiation Chemical Reactions in N0v and SO2 Removals from Flue Gas,” Radiat. Phys. Chem. 24, 145 (1984). O. Tokunaga, K. Nishimura, S. Machi and M. Washino, “Radiation Treatment of Exhaust Gases - I. Oxidation of NO and Reduction of NO2,” Int. J. Appl. Rad. Iso. 29, 81 (1978). W. C. O’Neal, D. W. Gregg, J. N. Hockman, E. W. Russell and W. Stein, “Preclosure Analysis of Conceptual Waste Package Designs for a Nuclear Waste Repository in Tuff,” Lawrence Livermore National Laboratory UCRL-53595, 1984. R. A. Van Konynenburg, “Radiation Chemical Effects in Experiments to Study the Reaction of Glass in an Environment of Gamma-Irradiated Air, Groundwater, and Tuff,” Lawrence Livermore National Laboratory UCRL-53719, 1986. J. K. Li nacre and W. R. Marsh, “The Radiation Chemistry of Heterogeneous and Homogeneous Nitrogen and Water Systems,” Chemistry Division AERE Harwell AERE-R 10027, England (1981). S. C. Lind and D. C. Bardwell, “Ozonation and Interaction of Oxygen with Nitrogen under Alpha Radiation,” J. Am. Chem. Soc. 51, 2811 (1929). P. Hartech and S. Dondes, “Nitrous Oxide Dosimeter for High Levels of Beta, Gammas and Thermal Neutrons,” Nucleonics 14, 66 (1956). G. R. A. Johnson, “Radiation Chemistry of Nitrous Oxide Gas: Primary Processes, Elementary Reactions, and Yields,” National Bureau of Standards NSRD-NBS 45, 1973. J. W. T. Spinks and R. J. Woods, An Introduction to Radiation Chemistry, 2nd ed., John Wiley & Sons, New York, 1976. S. C. Lind, Radiation Chemistry of Gases, Reinhold Publishing Corporation, New York, 1961. G. R. A. Johnson, “The Radiation Chemistry of Nitrogen and its Compounds,” Inorganic and Theoretical Chemistry, John Wiley & Sons, New York, 1967. C. Willis, A. W. Boyd and M. J. Young, “Radiolysis of Air and Nitrogen-Oxygen Mixtures with Intense Electron Pulses: Determination of a Mechanism by Comparison of Measured and Computed Yields,” Can. J. Chem. 48, 1515 (1970). C. Willis and A. W. Boyd, “Excitation in the Radiation Chemistry of Inorganic Gases,” Int. J. Radiat. Phys. Chem. 8, 71 (1976). S. V. Pshezhetsky and M. T. Dimitriev, Int. J. Appl. Radiat. Isotop. 5, 67 (1959). M. T. Dimitriev, “The Primary Ions Responsible for the Radiation-Induced Oxidation of Nitrogen,” Russ. J. Phys. Chem. 40, 939 (1966). M. T. Dimitriev, Russ. J. Phys. Chem. 40, 819 (1966). P. Harteck and S. Dondes, Proc. 2nd Int. Conf. Peaceful Uses of Atomic Energy, United Nations, Geneva 29, 415 (1958). P. Harteck and S. Dondes, “Nitrogen Pentoxide Formation by Ionizing Radiation,” J. Chem. Phys. 28, 975 (1958). P. Harteck and S. Dondes, “Decomposition of Nitric Oxide and Nitrogen Dioxide by the Impact of Fission Fragments of Uranium-235,” J. Chem. Phys. 27, 546 (1957). P. Harteck and S. Dondes, “The Kinetic Equilibrium of Air,” J. Phys. Chem. 63, 956 (1959). R. N. J. Varney, J. Chem. Phys. 23, 866 (1955). A. Good, D. A. Durden and P. Kebarle, “Ion-Molecule Reactions in Pure Nitrogen and Nitrogen Containing Traces of Water at Total Pressures of 0.5–4 Torr. Kinetics of Clustering Reactions Forming H+(H2O)n,” J. Chem. Phys. 52, 212 (1970). R. Cloetens, Bull. Soc. Chim. Belg., 45, 97 (1936). F. Busi, M. D’Angelantonia, Q. G. Mulazzani, V. Raffaelli, and O. Tubertini, “Radiation Treatment of Combustion Gases: Formulation and Test of a Reaction Model,” Radiat. Phys. Chem. 25, 47 (1985). A. W. Boyd, M. B. Carver and R. S. Dixon, “Computed and Experimental Product Concentrations in the Radiolysis of Water,” Radiat. Phys. Chem., 15, 177 (1980). A. R. Jones, “Radiation-Induced Reactions in the N2-O2-H2O System,” Rad. Res. 10, 655 (1959). J. Wright, J. K. Linacre, W. R. Marsh and T. H. Bates, “Effect of Radiation on Heterogeneous Systems of Air or Nitrogen and Water,” Proc. Int. Conf. on the Peaceful Uses of Atomic Energy, 17, 560 (1956). W. G. Burns, A. E. Hughes, J. A. C. Marples, R. S. Nelson and A. M. Stoneham, “Radiation Effects and the Leach Rates of Vitrified Radioactive Waste,” Nature 295, 130 (1982). R. G. McDonald and O. A. Miller, “Low Dose-Rate Radiolysis of Nitrogen: Yield of Nitrogen Atoms, N(4S) and N(2D,2p),” Radiat Phys. Chem. 26, 63 (1985). M. Steinberg, “Radiation Processing: Gamma Irradiation Experiments in the N2−O2 System,” Report No. 1, Brookhaven National Laboratory, 1960.