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: Решение:
U=220B Тепловая мощность чайника с кпд 75% равна
I=5A P = U*I*η = 220*5*0.75 = 825 Вт = 825 Дж в сек
t=2,5 мин = 150 сек При кипении воды на 1 кг выкипания воды
η=75% затрачивается энергия, численно равная
Найти: удельной теплоте парообразования gamm =
m-? 2300000 Дж
Q = P*t = U*I*η*t = 825*150 = 123750 Дж
Масса выкипевшей воды при затрате количества
теплоты Q равна:
m = Q/gamm = U*I*eta*t/gamm = 123750/2300000 =
0.054 кг = 54 грамм
ответ: 54 грамма