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.
1. Дано:
м³
атм 
Па
атм 
Па
Найти: 
Решение. Применим закон Авогадро: в равных объемах газов при одинаковых температурах и давления содержится одинаковое количество молекул:
где 
Дж/К — постоянная Больцмана.
Поскольку объем газа не изменяется, то есть имеем изохорный процесс: 
Определим количество молекул в начале:
Определим количество молекул в конце:
Тогда число молекул газа изменилось на:
Определим значение искомой величины:
ответ: число молекул увеличилось на 
2. Дано:
см² 
м²
Па
Найти: 
Решение. Поскольку бутылку закрыли плотно, то объем газа не изменяется. Значит, имеем изохорный процесс. Изохорный процесс описывается законом Шарля: для данной массы газа отношение давления газа к его температуре является постоянным, если объем газа не меняется:
Сила давления — сила, действующая перпендикулярно к поверхности:
Поскольку сила трения — это внешняя сила, то ее значение равно произведению изменения давления на площадь поперечного сечения пробки:
, откуда 
Значит,
Определим значение искомой величины:
ответ: 400 К.
3. Имеем циклический процесс макроскопических параметров. Здесь:
— изохорное нагревание;
— изобарное охлаждение;
— изотермическое расширение.
Изобразим этот процесс в координатах 
и 
