Polska z energią

Napromieniony czy naświetlony?

Poniedziałek 15 lipca 2013

Bardzo często zamiennie stosuje się terminy napromieniowanie i naświetlanie. Należy jednak pamiętać o zasadniczej różnicy, jaka występuje pomiędzy oddziaływaniem na materię światła i promieniowania jonizującego.

To pierwsze pochłaniane jest tylko selektywnie przez tzw. grupy chromoforowe, czyli takie regiony cząsteczek, w których energia potrzebna na przeniesienie elektronu pomiędzy orbitalami jest w zakresie światła widzialnego. Natomiast promieniowanie jonizujące odkładane jest we wszystkich składnikach materiału w sposób proporcjonalny do ich zawartości procentowej a ściślej mówiąc udziałów elektronowych *. Dobrym przykładem różnicy między naświetlaniem i napromieniowaniem są fotochemia i chemia radiacyjna materiałów polimerowych.

Niezbędnym składnikiem większości tworzyw polimerowych są tzw. foto- i termostabilizatory. Niewielkie ilości tych chemicznych związków chroni resztę polimeru (matrycę) przed utlenianiem. Oksydegradacja jest procesem podobnym do np. jełczenia masła. Mało kto o tym wie, ale rutynowo stosowane fotostabilizatory (najczęściej związki aromatyczne) pochłaniające światło słoneczne, pozwalają na praktyczne wykorzystanie polimerów takich przykładowo jak popularne polipropylen i polietylen. Bez tych ochraniaczy tworzywa sztuczne byłyby bezużyteczne ze względu na spowodowane utlenianiem szybkie starzenie. Stabilizatory przyjmują na siebie energię promieniowania słonecznego rozpraszając je lub ulegając degradacji.

Natomiast sprawa ma się inaczej z promieniowaniem jonizującym. W tworzywie sztucznym jest ono deponowane (odwrotnie niż przy naświetlaniu) w składniku, którego jest najwięcej, czyli w matrycy polimerowej. Fotostabilizatory, których jest maksymalnie kilka procent nie są widoczne dla promieniowania jonizującego. Promieniowanie jonizujące jest, bowiem odkładane w sposób niehomogeniczny w tzw. gniazdach jonizacji. Odległości między nimi mogą być rzędu kilkunastu tysięcy merów. Inaczej mówiąc trzeba trafić gniazdem jonizacji w cząsteczkę fotostabilizatora. Podobnie zresztą rzecz się ma z bakteriami, o których mówi się, że są wprost nadzwyczajnie odporne na promieniowanie jonizujące. Oczywiście nie są to super komórki organizmu żywego, a jedynie nie wszystkie bakterie udaje się trafić w trakcie napromieniowania, Istnieje zawsze pewna ich liczba, które przeżyją eksperyment napromieniowania.

Na koniec warto może jeszcze zwrócić uwagę, że profesjonalni chemicy rzadko używają terminu tworzywa sztuczne. Uważa się, że jest to niezbyt fortunne tłumaczenie z języka niemieckiego terminu Kunststoffe, który ma związek zarówno z polimerami jak i ze sztuką. Natomiast w polskim języku sztuczność jest w zasadzie przeciwieństwem sztuki. Kojarzy się zazwyczaj z substytutem cenionej obecnie naturalności. Lepiej jest, więc mówić o polimerach, materiałach polimerowych lub tworzywach polimerowych.

Dr inż. Wojciech Głuszewski, Instytut Chemii i Techniki Jądowej

* Promieniowanie jonizujące pochłaniane jest z definicji w wyniku wybicia elektronów z atomów lub cząsteczek napromienianego materiału. Najogólniej mówiąc im więcej elektronów jest wokół jądra pierwiastka tym skuteczniej absorbuje promieniowanie. Nie zawsze masowy udział procentowy pierwiastka odpowiada jego udziałowi procentowemu elektronów.


Facebook