Основы радиациопно-химическои технологии

За последние два десятилетия сформировалась новая область химической технологии — радиационно-химическая технология (РХТ). Ее предшественницей следует считать ядерную технологию, интенсивное развитие которой (с начала 40-х гг. XX в.) стимулировала необходимость срочного решения ряда задач, связанных с практическим использованием атомной энергии.

Целью радиационно-химической технологии является разработка методов и устройств для наиболее экономичного осуществления с помощью ионизирующего излучения физических, химических и биологических процессов, позволяющих получать новые материалы или придавать им улучшенные свойства, а также для решения экологических проблем. Выделение этого направления в отдельную область технологии обусловлено прежде всего особенностью действия ионизирующего излучения на вещество.

Радиационно-химические процессы обуславливаются энергией возбужденных атомов, ионов, молекул. Энергия ионизирующего излучения превышает в сотни тысяч раз энергию химических связей. Механизм радиационно-химических процессов объясняется особенностями взаимодействия излучений с реагирующими веществами.

В качестве источников ионизирующего излучения используются потоки заряженных частиц большой энергии (электроны, а, р, частицы, нейтроны, у-излучение).

Первоначально ионизирующее излучение применяли для производства уникальных продуктов и продуктов улучшенного качества, что было продиктовано ценами на них. Случаи экономии сырья и энергии при этом являлись единичными.

Сегодня наблюдается явное смещение приоритетов использования ионизирующих излучений: от получения продуктов с уникальными и улучшенными свойствами к экономии сырья и энергии.

Доказано, что стоимость получения сшитой полиэтиленовой изоляции кабеля при помощи радиационной технологии в 2,2 раза ниже, чем при использовании других нетрадиционных методов. Продукция радиационной вулканизации резиновой ленты в 8 раз дешевле, чем традиционной термической вулканизации. Радиационная стерилизация медицинских инструментов и оборудования в 4,5 раза экономичнее других видов стерилизации, а радиационное консервирование продуктов питания экономичнее других способов почти в 100 раз.

В настоящее время разработаны и находятся на различных стадиях опытно-промышленной реализации более пятидесяти радиационно-химических технологических процессов, например:

• радиационная полимеризация и сополимеризация, включающая получение древесно-полимерных и бетонно-полимер-ных материалов;

• радиационное отверждение покрытий;

• радиационные сшивание полимеров и вулканизация эластомеров;

• радиационно-химический синтез (радиационное хлорирование, сульфохлорирование углеводородов);

• радиационное модифицирование неорганических материалов (улучшение адсорбционных и каталитических характеристик, радиационное легирование);

• радиационная очистка сточных вод.

Основные преимущества РХТ можно сформулировать следующим образом:

• возможность получения уникальных материалов, производство которых другими способами невозможно;

• высокая чистота получаемых продуктов;

• смягчение условий проведения процесса (температуры, давления);

• возможность регулирования скорости процесса за счет изменения интенсивности излучения, а следовательно, — легкость автоматизации процесса;

• возможность замены в некоторых случаях многостадийных процессов синтеза одностадийными.