Pienten molekyylien hajoaminen UV- ja röntgensäteilyn vaikutuksesta

Väitöskirjassa on tutkittu pienten molekyylien hajoamisprosesseja kohdistamalla niihin UV- ja röntgensäteilyä. Hajoamisen luonne eli minkälaisiin osiin molekyylit hajoavat, selviää tutkimalla tarkasti molekyylien elektronirakennetta.

Tässä työssä tutkimuskohteena ovat olleet elohopeaa sisältävät yhdisteet sekä klooria sisältävät metaaniyhdisteet. Tutkimuksen ensimmäisessä osassa on selvitetty elohopeaa sisältävien molekyylien hajoamista UV-säteilyn vaikutuksesta. Yleisesti oletetaan, että tietynlaisen hajoamisprosessin tapahtuminen riippuu pääasiassa vain siihen tarvittavan energian määrästä, mutta tässä tutkimuksessa on havaittu, että molekyylin elektronirakenne vaikuttaa hajoamisprosesseihin oletettua enemmän.

Tässä työssä on selvitetty elohopeaa sisältävien molekyylien elektronirakenteen suhdetta hajoamisprosessien tapahtumistodennäköisyyteen. Toisessa osatutkimuksessa on selvitetty klooria sisältävien metaanimolekyylien hajoamista röntgensäteilyn vaikutuksesta. Röntgensäteilyn korkeamman energian vuoksi sillä pystytään vaikuttamaan syvällä molekyylissä oleviin elektroneihin. Tutkimuksessa säteilyn energia on valittu siten, että sisäkuoren elektroneja on viritetty uloimmille molekyylin energiatasoille, mikä aiheuttaa molekyyleissä hyvin erilaisia kilpailevia hajoamisprosesseja.

Näiden tutkimusten tuloksena on saatu selville, että klorometaani-molekyyli tuottaa tietynlaisen virityksen seurauksena vetykloridi-ioneja. Lisäksi on vertailtu erikokoisia metyyliklorideja ja havaittu eroja niiden hajoamisnopeuksissa.

Tutkimus on tehty Oulun yliopiston Nano- ja molekyylisysteemien tutkimusyksikössä käyttäen väitöstutkimuksen aikana osittain kehiteltyjä mittausmenetelmiä ja -laitteistoja. Kokeelliset mittaukset on tehty Ruotsin Lundissa sijaitsevassa MAX IV synkrotronisäteilylaitoksessa.