Атомарный водород в гамма-облученном диоксиде кремния

Статья посвящена памяти профессора Альфы Ивановича Михайлова, видного ученого в области ЭПР – спектроскопии, радиационной и фотохимии свободнорадикальных процессов, по инициативе которого эта работа была поставлена. Cверхтонкая структура, возникающая на компонентах дублетного спектра ЭПР атомарного водорода в γ-облученном при 77 К диоксиде кремния (силикагель, кварц, молибденовое стекло) обусловлена перекрыванием двух дублетов с α = 50.5 и 50.4 мТл – стандартного синглетного и разрешенного мультиплетного, ответственных за накопление и стабилизацию двух видов атомарного водорода – поверхностных и объемных. Поверхностные атомы водорода, образующиеся при диссоциации поверхностных ОН групп и молекул воды, стабилизируются в “сухих” ловушках и в спектрах ЭПР имеют стандартный дублет с α = 50.5 мТл. Объемные атомы водорода образуются (при радиолизе) и стабилизируются в кластерах внутренней воды SiO₂. В водной среде кластера объемные атомы водорода испытывают влияние протонов водного окружения и, взаимодействуя с протонами, в спектрах ЭПР демонстрируют мультиплетный дублет с α = 50.4 мТл. Вклад мультиплетного дублета в общем спектре зависит от типа SiO₂ и дозы радиации. В макропористом стекле при дозе 120 кГр, доля мультиплетного дублета составила 40%. При полном удалении воды из матрицы SiO₂ объемные атомы водорода исчезают и в спектрах ЭПР после дозы облучения 40 кГр и выше регистрируется стандартный дублет атомарного водорода.