Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Кудряшов Ю.Б. -> "Радиационная биофизика (ионизирующие излучения)" -> 80

Радиационная биофизика (ионизирующие излучения) - Кудряшов Ю.Б.

Кудряшов Ю.Б. Радиационная биофизика (ионизирующие излучения) — М.: ФИЗМАТЛИТ, 2004. — 448 c.
ISBN 5-9221-0388-1
Скачать (прямая ссылка): radiacionnayabiofizika2004.djvu
Предыдущая << 1 .. 74 75 76 77 78 79 < 80 > 81 82 83 84 85 86 .. 210 >> Следующая

2. Биофизический анализ радиационной инактивации молекул в растворах
2.1. Радиационно-химические превращения молекул воды
На рис. V.2 представлен оптический спектр поглощения воды, дающий представление о распределении сил осцилляторов молекулы НгО *). В части спектра, соответствующей обычному возбуждению
*) Оптический спектр НгО и его трактовка заимствованы из работы P. JI. Платцмана (1972).
172
Гл. У. Непрямое действие ионизирующего излучения
с энергией, меньшей потенциала ионизации I = 12,6 эВ, можно различить три области. Полоса непрерывного поглощения с наименьшей энергией обусловлена только переходом, который приводит к диссоциации с образованием основного (электронного) состояния Н + ОН и ответственен за известную непрозрачность воды во всех фазовых состояниях для длин волн короче 180 нм. В другие полосы возбуждения входят как область непрерывного поглощения, так и ряд отчетливых полос, в которых соответствующие им наиболее распространенные первичные продукты диссоциируют на Н и ОН* или Н2 и О.
Область сверхвозбуждения простирается от /о до энергии около 30 эВ. Сверхвозбуждение возникает в результате примерно 63% всех первичных событий, происходящих без ионизации, а конкуренция между двумя путями — ионизацией и диссоциацией — была доказана экспериментально. Сверхвозбужденные молекулы Н20* могут диссоциировать на два радикала:
Н20* —>Н+ОН'. (V.2)
Конкурирующий процесс — «автоионизация» сверхвозбужденной молекулы воды:
Н20* —уН20+ + е-. (V.3)
Бблыпая часть энергии осцилляторов превосходит потенциал ионизации. Перенос к молекуле Н20 и передача ей энергии, большей, чем /о, с высокой вероятностью приводят к ионизации:
Н20—>H20+ + e“. (V.4)
Ионы Н20+ могут находиться в различных электронных состояниях, одни из которых стабильны, а другие приводят к диссоциации.
Концентрация колебательной энергии на определенных связях может привести к распаду иона:
Н20+—»Н+ + ОН\ (V.5)
Свободные радикалы Н‘ и ОН' пространственно не разобщены, поэтому они могут с большой вероятностью рекомбинировать с образованием молекулярных продуктов:
Н' + ОН' —> Н20, (V.6)
Н' + Н* —> Н2, (V.7)
5 15 25 35 45
Е, эВ
Рис. V.2. Оптический спектр поглощения воды
ОН* + ОН' —» н2о2.
2. Биофизический анализ радиационной инактивации в растворах 173
Чем выше ЛПЭ излучения, тем больше свободных радикалов возникает на единицу пути частицы и тем соответственно выше вероятность их рекомбинации с образованием молекулярных продуктов согласно реакциям (V.6)~(V.8).
До середины 60-х гг. считалось, что при облучении водных растворов макромолекул косвенное поражение их происходит за счет взаимодействия с радикалами Н', ОН' и перекисью водорода. Это соответствовало гипотезе, высказанной еще в 1944 г. Вейсом. Роль свободного электрона, возникающего в реакциях (V.3), (V.4), оставалась невыясненной.
По одной схеме (Вейс, 1944) предполагалось, что электрон переходит на соседний ион водорода Н+ и превращает его в радикал Н\ Согласно схеме Ли (1946) электрон захватывается молекулой воды с образованием отрицательно заряженного иона НгО-, который распадется на ОН" и Н\ Однако существование ионов Н2О- даже в качестве промежуточных продуктов доказать не удалось. Дальнейшие исследования привели к открытию в облученной воде особой стабилизированной формы электрона, которая получила название «гидратированный электрон».
Гидратированный электрон, обозначаемый е”ндр, возникает в результате стабилизации свободного электрона в «потенциальной яме», образованной поляризованными молекулами воды (рис. V.3, а, б). Растеряв на возбуждение и ионизацию среды большую часть энергии, электрон продолжает взаимодействовать с окружающими его молекулами до тех пор, пока он в конце концов не окажется в «потенциальной яме», так как не сможет преодолеть электростатическое отталкивание электронного облака молекулы, через которую он проходит. Свободный электрон окажется в области относительно низкой потенциальной энергии, т.е. в промежуточном положении, соответствующем элементу свободного объема в жидкости. Здесь он стабилизирован близкодействующими силами отталкивания. Перед стабилизацией электрона его кинетическая энергия в областях с низкой потенциальной
энергией уменьшается до 1 эВ и ме- ....
J „ 1П7 , Рис. V.3. Гидратированный
нее, а скорость падает до 6-10 см/с, электрон: а) схематическое
так что для пересечения электроном мо- представление последнего
лекулярного диаметра или среднего по участка пути «свободного
размеру межмолекулярного промежутка
ему требуется около 10 с. Посколь- лярных молекул воды вокруг
Предыдущая << 1 .. 74 75 76 77 78 79 < 80 > 81 82 83 84 85 86 .. 210 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed