Hvad sker der med vandmolekyler, når de er bestrålet, ioniserer de, hvis ikke bliver radioaktive, hvorfor ikke?

Du har ret til at tænke på ionisering af vandmolekyler, når de bestråles. Det er en vigtig proces i virkningerne af stråling på levende systemer. Her er en sammenbrud af, hvad der sker:

Hvad sker der med vandmolekyler, når de bestråles?

Når vandmolekyler (H₂O) udsættes for ioniserende stråling (som røntgenstråler, gammastråler eller højenergipartikler), kan de absorbere energi og gennemgå flere ændringer:

1. ionisering: Dette er den mest betydningsfulde begivenhed. Strålingen kan slå et elektron ud af et vandmolekyle, hvilket efterlader det positivt ladet (H₂O⁺). Denne proces skaber en fri radikal, en meget reaktiv art med et uparret elektron.

2. excitation: I stedet for at skubbe et elektron ud, kan strålingen give molekylet energi og flytte dets elektroner til højere energiniveau. Denne ophidsede tilstand er midlertidig, og molekylet vil til sidst vende tilbage til sin jordtilstand og frigive energi i form af varme eller lys.

3. radiolyse: Den kombinerede virkning af ionisering og excitation fører til nedbrydning af vandmolekyler i forskellige reaktive arter:

* hydroxylradikal (• OH): En meget reaktiv fri radikal, der kan skade DNA, proteiner og andre vigtige biologiske molekyler.

* brintradikal (• H): En anden reaktiv fri radikal, der kan bidrage til biologisk skade.

* hydreret elektron (E⁻AQ): Et frit elektron omgivet af vandmolekyler, som kan deltage i kemiske reaktioner.

* hydrogenperoxid (H₂O₂): Et stabilt molekyle, der kan bidrage til oxidativ stress og skade.

Hvorfor bliver vand ikke radioaktivt?

Mens vandmolekyler gennemgår væsentlige ændringer, når de er bestrålet, bliver de ikke radioaktive selv. Her er hvorfor:

* Ingen ændring i kernen: Radioaktivitet stammer fra ændringer inden for kernen i et atom. Den energi, der absorberes af vandmolekyler under bestråling, påvirker ikke deres nukleare struktur.

* Ingen ændring i atomnummer: Atomnummeret på et element bestemmes af antallet af protoner i dets kerne. Ionisering og excitation af vandmolekyler ændrer ikke antallet af protoner i ilt- eller hydrogenatomer.

Betydningen af ​​vandradiolyse i biologi:

Radiolysen af ​​vand er en kritisk faktor i de biologiske virkninger af stråling. De stærkt reaktive frie radikaler, der er produceret, kan skade celler, hvilket fører til:

* DNA -skade: Dette kan forårsage mutationer, celledød eller ukontrolleret cellevækst (kræft).

* Proteinskade: Dette kan forstyrre proteinfunktionen og celleprocesser.

* lipidperoxidation: Dette skader cellemembraner, hvilket fører til celledysfunktion.

Konklusion:

Mens vand ikke bliver radioaktivt, når det bestråles, gennemgår det væsentlige ændringer, der kan have store biologiske konsekvenser. Produktionen af ​​reaktive arter som hydroxylradikaler er en nøglemekanisme, hvormed stråling skader levende organismer.