В процессах взаимодействия ионизирующих излучений с веществом энергия излучений передается атомам и молекулам окружающей среды, в том числе клеток, тканей организмов. На следующим за этим физическим этапом химическим этапом лучевого поражения клетки происходят первичные радиационно-химические изменения молекул. Различают два механизма, обозначаемые как прямое и косвенное действие радиации.
Под прямым действием понимают такие изменения, которые возникают в результате поглощения энергии излучения самими исследуемыми молекулами («мишенями»). Под косвенным действием понимают изменения молекул в растворе, вызванные продуктами радиационного разложения (радиолиза) воды или растворенных веществ, а не энергией излучения, поглощенной самими исследуемыми молекулами (рис. III.1).
При косвенном действии наиболее существен процесс радиолиза воды, составляющей основную массу (до 90 %) вещества в клетках. При радиолизе воды молекула ионизируется заряженной частицей, теряя при этом электрон:
→ H2O→H2O+ + е-
Ионизированная молекула воды реагирует с другой нейтральной молекулой воды, в результате чего образуется высоко реактивный радикал гидроксила ОН'
H2O+ + H2O→H2O+ + ОН'
«Вырванный» электрон очень быстро взаимодействует с окружающими молекулами воды; возникает сильно возбужденная молекула H2О*, которая, в свою очередь, диссоциирует с образованием двух радикалов: Н’ и ОН'
H2O+ + е- → H2О*→ Н’ + ОН'
Эти свободные радикалы содержат неспаренные электроны и потому отличаются чрезвычайно высокой реакционной Время их жизни в воде не более 10-5 с. За этот период они либо ре комбинируют друг с другом, либо реагируют с растворенным субстратом. Следовательно, и второй этап радиационного поражения — первичные химические изменения — протекает практически мгновенно.
Дано:
Vo = 0
t1 = 1 c
S1 = 60 см = 0,6 м
Найти:
S(3-4)
Уравнение равноускоренного движения
S = Vo t +at² /2
Vo = 0
S = at² /2
ускорение
a = 2S/t²
в момент времени t1 = 1 c путь равен S1
a = 2*S1 / (t1)²
в момент времени t3 = 3 c путь равен S3
S3 = a(t3)² /2
в момент времени t4 = 4 c путь равен S4
S4 = a(t4)² /2
за четвертую секунду движения материальная точка путь
S(3-4) = S4 - S3 = a(t4)² /2 - a(t3)² /2 = a/2 [ (t4)² - (t3)² ]
если ускорение a = 2S/t², то
S(3-4) = ( 2S1/(t1)² )/2 [ (t4)² - (t3)² ] = S1 [ (t4)² - (t3)² ] /(t1)² =
= 0.6 [ 4² - 3² ] / 1² = 4,2 м
ответ: S(3-4) = 4,2 м
