Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Кудряшов Ю.Б. -> "Основы радиационной биофизики" -> 35

Основы радиационной биофизики - Кудряшов Ю.Б.

Кудряшов Ю.Б., Беренфельд Б.С. Основы радиационной биофизики — Москва, 1982. — 304 c.
Скачать (прямая ссылка): osnoviradicionnoybiofiziki1982.djvu
Предыдущая << 1 .. 29 30 31 32 33 34 < 35 > 36 37 38 39 40 41 .. 144 >> Следующая

зированное состояние. Помимо ионизированных возникают возбужденные и сверхвозбужденные молекулы. Относительный вклад ионизации и возбуждения в биологический эффект можно оценить некоторыми специальными методами.
Обратимся еще раз к рис. III—11. Возбуждение различных осцилляторов приводит к появлению возбужденных, сверхвоз-бужденных и ионизированных молекул. Теоретический расчет выхода этих первичных продуктов требует знания действующего спектра, сечения возбуждения и ионизации и представляет пока еще не решенную задачу. Метод «оптического приближения» позволяет оценить соотношение этих продуктов исходя из распределения спектра сил осциллятора молекулы. Информацию о распределении силы осциллятора молекулы можно получить на основании косвенных экспериментов с использованием различных физических методов.
Образованием первичных продуктов, т. е. возбужденных, сверхвозбужденных и ионизированных молекул, неравномерно распределенных в пространстве, заканчивается первая, или физическая, стадия действия излучения.
3. ДАЛЬНЕЙШАЯ СУДЬБА ВОЗБУЖДЕННЫХ МОЛЕКУЛ. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКАЯ СТАДИЯ ДЕЙСТВИЯ ИЗЛУЧЕНИЯ
С того момента, как в облученной системе возникли первичные возбужденные продукты, и до момента установления температурного равновесия протекает сложная цепь реакций, относящихся к «физико-химической стадии» действия излучения. На этом этапе высоковозбужденные продукты перераспределяют свою избыточую энергию или избавляются от нее.
В ряде работ, которые носят пока оугубо оценочный характер, рассматривается возможная судьба первичных возбужденных продуктов, генерируемых высокоэнергетическим излучением среди молекул поглощающей среды.
На рис. III—12 представлена временная шкала различных процессов, в результате которых молекула перераспределяет избыточную энергию или избавляется от нее.
Рассмотрим различные характеристики процессов в молекуле, представленные на рис. III—12. Нижний предел времени, необходимого для передачи энергии от частицы к частице, устанавливает принцип неопределенности Гейзенберга. Передача энергии Е, сравнимой с энергией связи электрона в молекуле, требует времени, равного по порядку величины 'периоду колебаний электрона 10-16—10-16 с. Любая перестройка электронной системы сильно возбужденной молекулы может произойти за время такого 'порядка. Однако некоторые из сильно возбужденных состояний существуют в сотни раз дольше. Это означает, что с про-
цессами ионизации в молекулах могут конкурировать процессы внутренней перестройки, сопровождающиеся смещением атомов.
Эта изменения в молекуле происходят со скоростью, ограниченной инерцией атомов и силами, действующими между ними. Для этого необходимо время, сравнимое с периодом нормальных колебаний для данной связи. Инфракрасная спектрометрия позволяет получить сведения о частоте таких колебаний. Для целого ряда молекулярных колебаний (растяжение связей, изгиб линейных молекул и т. д.) периоды лежат в сравнительно узком
Шкала времени, 10 хсек х—>
-16 -15 -14 -13 -12 -11 -10 -9 -В -7 -6 -5
20эВ | I
Молекулярное ¦ровное колебательное
Ди
Электроны в воде
Замедлен
/‘
социация
возбуждение:
враЩательное
т=г
Вода
Релаксация
Li
флуоресценция
lie Тепловое Захват равновесие в ловушку
Лед
Время жизни е
Время жизни радикалов I еакция первого порядка ? с К-51010М"‘сек'1)
Мо.
ю"1 |ifcr2
1ярность акцептора радикалов
гидр
Ю-5
Рис. 111—12. Времейная шкала процесса деградации энергии, передаваемой заряженными частицами молекулам среды (по Броугу, 1972)
диапазоне — от 10-14 до 2-10-13 с. Следовательно, в результате внутренней конверсии долгоживущие еильновозбужденные состояния могут перейти в слабовозбужденные.
В больших 'молекулах избыточная энергия электронов легко переходит в колебательную энергию из-за наличия целого ряда возможных электронных и колебательных энергетических состояний, причем некоторые из поверхностей потенциальной энергии перекрываются. В точках их пересечения переход от более высоких электронных возбужденных состояний к более низким может происходить без испускания излучения, и избыточная энергия будет переходить в колебательную форму. Такая внутренняя конверсия приводит к переходу молекулы в низшее возбужденное состояние с сохранением той же мультиплетности за время, примерно равное 10~13—10-12 с. Накопление колебательной энергии в отдельных связях может привести к диссоциации молекулы с образованием радикальных продуктов, находящихся в возбужденном состоянии.
В конденсированной системе вероятность такого распада молекулы сильно снижается за счет двух обстоятельств. 1. Высокая частота столкновений молекул вызывает перераспределение колебательной энергии в результате внутренней конверсии. Таким образом, исключается накопление ее в той молекуле, которая получила первичное возбуждение. 2. Окружающие молекулы образуют «клетку», которая затрудняет расхождение фрагментов; вместо этого они, вероятно, испытывают ряд столкновений и рекомбинируют. Молекулы распадаются на два фрагмента, один из которых — атом водорода. Большую часть кинетической энергии уносит атом водорода, и поэтому он легче проникает через стенки «клетки».
Предыдущая << 1 .. 29 30 31 32 33 34 < 35 > 36 37 38 39 40 41 .. 144 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed