Ю.А. Александров
Основы радиационной экологии
Учебное пособие. – Йошкар-Ола: Мар. гос. ун-т, 2007. – 268 с.
Раздел 3. Биологическое действие ионизирующих излучений
3.2. Физико-химическая стадия
В течение
физико-химической стадии поглощенная молекулами энергия реализуется разрывами
химических связей и образованием свободных радикалов, которые характеризуются
наличием неспаренного электрона, что является причиной их чрезвычайно высокой
химической активности.
Как уже говорилось, в живых
системах около 75% энергии излучения поглощается водой. В результате этого
образуются продукты
радиолиза воды:
При
ионизации воды образуются положительно заряженный ион Н2О+ и электрон (е–), который после
замедления при прохождении через вещество либо рекомбинирует с образованием
воды (е– + Н2О+ -> Н2О),
либо образует отрицательно заряженный ион Н2О– (Н2О + е– -> Н2О–). Ионы Н2О+ и Н2О–
неустойчивы и разлагаются, образуя стабильные ионы Н+ и ОН*, которые могут рекомбинировать с образованием
молекул воды, и свободные радикалы Н*
и ОН* (Н2О+ -> Н+ + ОН* или Н2О–
-> ОН– + Н*).
Среди
основных продуктов радиолиза воды должен быть назван и гидратированный электрон
(егидр.). Теряющий в конце пробега свою кинетическую энергию,
электрон как бы захватывается расположенными рядом молекулами воды, которые
соответствующим образом ориентируются вокруг него. Эта структура и получила
наименование «гидратированный электрон».
Гидроксильный
радикал ОН*, образующийся
в процессе радиолиза воды, выступает как очень сильный окислитель. Радикал
водорода и гидратированный электрон обладают высокой реакционной способностью
как восстановители.
Продукты
радиолиза воды живут в воде не более 10-5
с. За это время они или рекомбинируют друг с другом, или вступают в химические
реакции с другими молекулами, находящимися в системе.
Перераспределение
возбужденными молекулами избыточной энергии, их диссоциация и образование в
результате ионов и радикалов, обладающих весьма высокой химической активностью,
и составляет сущность физико-химической стадии в действии излучений.
Продолжительность
ее составляет около 10-14-10-11 с.
|