ИСТИНА

Исследования радиационно-индуцированных процессов с участием малых молекул при низких температурах представляют принципиальный интерес для понимания физико-химической эволюции вещества в космическом пространстве, в частности, в межзвездных, кометных и планетных льдах, а также в земной атмосфере и атмосферах иных планет. В последние годы наблюдается быстрый рост числа публикаций в той области, появляется новые данные радиоастрономических наблюдений, свидетельствующие об обнаружении различных ионов радикалов и метастабильных молекул. Однако представления о механизмах химических процессов, отвечающих за образование наблюдаемых частиц, в значительной мере носят спекулятивный характер, и для их обоснования необходимо привлечение данных модельных исследований. В связи с этим сравнительно недавно в ряде лабораторий были созданы экспериментальные установки для моделирования радиационно-индуцированных превращений в низкотемпературных астрохимических и планетных льдах под действием различных видов излучений (мягкое рентгеновское излучение, электроны, тяжелые ионы) с использованием методов масс-спектрометрии и ИК-спекроскопии. Несмотря на важность постановки таких исследований, интерпретация их результатов затруднена вследствие сложности состава «реалистических» молекулярных льдов, плохого разрешения ИК-спектров и необходимости использования очень больших доз для получения информативной картины. Между тем, использование метода матричной изоляции дает большие дополнительные возможности для моделирования как астрохимических, так и атмосферных процессов, поскольку в этом случае могут быть получены высокоинформативные спектры даже при относительно небольших дозах, а химические реакции, протекающие после облучения, могут быть изучены постадийно. По существу, изучение радиационно-индуцированных превращений матрично-изолированных молекул отвечает условиям эволюции простейших модельных льдов в полях ионизирующих излучений. Метод матричной изоляции давно и успешно используется для изучения механизмов фотохимических процессов, однако его применение в радиационно-химических исследованиях до сих пор весьма ограничено, и систематические работы в этом направлении проводятся, по существу, только нашей группой. В проведенных ранее исследованиях был реализован оригинальный экспериментально-методический подход «матричная изоляция для радиационной химии», который позволил поучить важную информацию о ранних стадиях радиационно-химических процессов с участием органических молекул среднего размера. Недавно мы впервые использовали этот подход для детального исследования радиационно-индуцированных химических превращений малых молекул, представляющих интерес с точки зрения астрохимии и атмосферной химии, динамики и химических реакций атомов и небольших радикалов в условиях, моделирующих реакции в межзвездных и планетных льдах, а также в стратосфере и мезосфере. Объектами исследований служили простые молекулы, содержащие от трех до шести атомов, которые широко представлены в межзвездном пространстве, земной и планетных атмосферах (H2O, CO2, HCN, CH3OH, HCOOH, CFCl3, CF2Cl2). В настоящем докладе представлен обзор результатов первых исследований и рассмотрены перспективы их дальнейшего развития.