В соответствии с существующими представлениями (Несмеянов, 1978), взаимодействие любых видов ионизирующего излучения с веществом сводится к двум основным первичным процессам - ионизации и возбуждению молекул или атомов:
М M+ + е- (ионизация),
М M* (возбуждение).
Эти первичные процессы в основном зависят от величины поглощенной дозы излучения и почти не зависят от вещества среды. В среднем на каждые 100 эВ поглощенной энергии образуется примерно 4 пары ионов и 0,5 - 1,0 возбужденная молекула.
Образовавшиеся под действием излучения положительные ионы, возбужденные молекулы и электроны с тепловыми скоростями участвуют во вторичных химических процессах, которые зависят от линейной передачи энергии (ЛПЭ), мощности дозы, химических и физико-химических особенностей среды и т.д.
Неустойчивые молекулярные ионы распадаются на свободный радикал и ион:
М+ → R1 + R
.
Положительно заряженные ионы вступают в ионно-молекулярные реакции с окружающими молекулами, что приводит к образованию радикалов и протонированных молекул:
M
+ M
2 → R + M
1H
+.
Электроны после потери энергии до значений ниже потенциала ионизации и возбуждения молекул могут:
а) захватываться молекулами, имеющими сродство к электрону, иногда с последующей диссоциацией:
М + e- → М-,
Мх + е- → М + х-;
б) образовывать в растворе сольватированный (е
) или в твердой среде захваченный (
е) электрон:
е- + nМ → е
(
е).
Отрицательные ионы рекомбинируют с положительными, образуя молекулы:
277
Возбужденные молекулы претерпевают распад на устойчивые молекулы или радикалы:
Образовавшиеся в результате перечисленных процессов активные радикалы, ионы, молекулы, атомы, в свою очередь, начинают участвовать в различных химических реакциях с окружающими молекулами среды. В газовой фазе все указанные процессы выражены наиболее четко. В конденсированной фазе происходит рекомбинация.
278