Учебные программы дисциплин
Шифр специальности
02.00.09 Химия высоких энергий
Формула специальности
Химия высоких энергий – раздел химической науки,
изучающей химические реакции и превращения, происходящие в веществе под
воздействием нетепловой энергии. Механизмы и кинетика таких реакций и
превращений характеризуются существенно неравновесными концентрациями быстрых,
возбужденных или ионизированных частиц с энергией большей, чем энергия их
теплового движения и в ряде случаев химической связи. Носителями нетепловой
энергии, воздействующей на вещество, являются ускоренные электроны и ионы,
быстрые и медленные нейтроны, альфа- и бета-частицы, позитроны, мюоны, пионы,
атомы и молекулы при сверхзвуковых скоростях, кванты электромагнитного
излучения, а также импульсные электрические, магнитные и акустические поля.
Процессы химии высокой энергии различают по временным стадиям на физическую,
протекающую за время фемтосекунд и менее, в течение которого нетепловая энергия
распределяется в среде неравномерно и образуется "горячее пятно", физико-химическую,
в течение которой проявляется неравновесность и негомогенность в "горячем пятне"
и, наконец, химическую, в которой превращения вещества подчиняются законам
общей химии. Разнообразие типов носителей нетепловой энергии обуславливает
внесение в номенклатуру химии высокой энергии ряда самостоятельных направлений
химической науки, в том числе лазерную химию, плазмохимию, радиационную химию,
фотохимию, механохимию и ядерную химию. В исследованиях по химии высокой
энергии, кроме инструментальных методов регистрации быстропротекающих
химических и физических процессов, применяют электронную и оптическую
спектроскопию, масс-спектрометрию, резонансную спектрометрию, аннигиляцию
позитронов, методы квантовой электроники, атомной и ядерной физики,
теоретической химии, в частности математической и квантовой химии, а также
методы физической и аналитической химии.
Области исследований
1. Установление
закономерностей взаимодействия носителей нетепловой энергии с веществом,
находящимся в любом агрегатном состоянии.
2. Определение
характеристических параметров и локального распределения нетепловой энергии в "горячем
пятне" при различных видах взаимодействия этой энергии с веществом.
3. Идентификация,
качественное и количественное первичных продуктов химических реакций в "горячем
пятне", их реакционной способности и других физико-химических свойств; изучение
состава промежуточных частиц и конечных продуктов химических реакций, а также
механизмов и кинетики этих реакций.
4. Изучение фотохимических
реакций, иономолекулярных реакций, реакций с участием сольватированных
электронов и свободных радикалов.
5. Определение стойкости
соединений и материалов к воздействию тех или иных носителей нетепловой
энергии.
6. Применение процессов
химии высоких энергий в химическом синтезе, направленном модифицировании
свойств материалов, обработке поверхностей и нанесении покрытий, способах
очистки и переработки промышленных отходов и других прикладных задачах химии.
7. Разработка, создание и
оптимизация технологий, использующих процессы химии высоких энергий.
Отрасль наук
технические науки; химические науки; физико-математические науки
