Представлен обзор применения методов ЭПР для изучения пространственного распределения продуктов радиолиза в нанометровом диапазоне расстояний. Акцент сделан на импульсных методах ЭПР, которые позволяют измерять слабые диполь-дипольные взаимодействия между парамагнитными центрами, возникающими при воздействии радиации. Дипольное взаимодействие зависит от расстояния между парамагнитными центрами, причем величина этого взаимодействия такова, что позволяет изучать радиоспектроскопическими методами шпуры и треки, оставленные в конденсированной фазе ионизирующими частицами и фотонами, обладающими достаточной энергией.
Обсуждается проявление дипольного взаимодействия в ЭПР экспериментах различных типов. Так, электронное спиновое эхо позволяет определять парную функцию распределения геминальных продуктов фотолиза. Измерения этим методом треков, образуемых частицами ионизирующего излучения, показали, что парамагнитные центры, возникающие из первичных дырок и электронов, могут иметь различные пространственные распределения, зависящие от подвижности первичных и вторичных продуктов.
Более современные методы дипольной спектроскопии ЭПР, в особенности двойной электрон-электронный резонанс, является наиболее прямым адекватным инструментом для получения деталей структуры радиационных повреждений в облученных твердых телах. С помощью этого метода возможно определение характерных размеров поврежденных областей и количества или плотности парамагнитных продуктов радиолиза. Обе эти величины зависят от линейной передачи энергии ионизирующего излучения и могут помочь охарактеризовать воздействие радиации как для дозиметрических приложений, так и для понимания механизмов воздействия радиации из различных источников.
Обзор написан по приглашению Андерса Лунда и Масару Шиотами в виде главы для коллективной монографии:
Bowman M.K., Maryasov A.G., Tsvetkov Yu.D., (2014) "EPR Measurement of the Spatial Distribution of Radiation Damage", in Applications of EPR in Radiation Research. Lund A., Shiotani M., editors. Springer International Publishing, Cham-Heidelberg-NY-Dordrecht-London, pp 581-627.
DOI 10.1007/978-3-319-09216-4_16