Olarak fizik ve kimya , radyoliz olan ayrışma ile madde (katı, sıvı veya gaz) iyonlaştırıcı radyasyon . Su radyolize edilebilir, aynı zamanda gazlar, mineral tuzlar ve birçok organik molekül de olabilir.
Radyoliz su olan ayrışma , suyun kimyasal ayrışması ile (H 2 O) (sıvı veya su buharı) hidrojen ve hidroksil , sırasıyla H · ve OH radikalleri şeklinde, yoğun enerji radyasyonunun etkisi altında . Kırılma , iyonlaşma olayı sırasında su molekülünün elektronik uyarılmasından kaynaklanır .
Çeşitli parametreler, su radyolizinin moleküler ve radikal verimlerini değiştirir. Bilinen faktörler şunlardır:
Radyoliz tarafından üretilen serbest radikaller çok reaktiftir. Ortamda yeniden birleşebilirlerse, yalnızca kısa bir ömre sahiptirler.
Bu moleküler "çatlama", radyoaktivitenin keşfinden kısa bir süre sonra, radyumun su molekülünü parçalayarak hidrojen ve doğal oksijen oluşturabildiğini bulan Fransız André Debierne (1874-1949) tarafından gösterildi. hidrojen peroksit.
Manhattan Projesi'nin atomist bilim adamları ve atom bombasının geliştirilmesi üzerinde gizlice çalışan Rus meslektaşları , hidrojen varlığının radyolizi yavaşlattığını, çözünmüş oksijen veya hidrojen peroksitin ise hızlandırdığını buldular. AO Allen sonra gösterdi ki radyoaktivite katalize H su rekombinasyon 2ve H 2 O 2 H ve OH radikallerinin varlığında·. Ayrıca yeni bir kimyasal varlığın radyoliziyle oluşumunu da gözlemledik: hidratlanmış elektron (bir elektronun yükü ile bu "su" moleküllerinin elektriksel dipol momentleri arasındaki çekim yoluyla bir elektrona bağlanan su molekülleri grubu ) " eaq " der. - " ( EJ Hart ve JW Boag tarafından vurgulanmıştır ). Bu fenomen , aynı zamanda bir süperoksidan olan ozon üreten atmosferik nükleer testler sırasında incelenmiş gibi görünüyor .
Suyun radyolizi, karmaşık nükleer mühendislik problemlerini ortaya çıkarır. Bu fenomenin kazayla olay tasarımcıları tarafından korkuluyor nükleer santraller , tasarımcılar ve güçlü radyoaktif kaynakların kullanıcılar, tedavi veya depolanmasını yürüten merkezler radyoaktif atıkların veya gibi tesisler Çernobil lahit , çünkü yanında Orada hidrojen ile patlama riski, metallerin oksidasyonu ve çimento suyunun davranışı üzerindeki etkiler, özellikle orta ve uzun vadede modeller tarafından hala yeterince dikkate alınmamaktadır.
Örnek olarak:
Bu dört faktörden birinin ılımlı bir modifikasyonu bile, hidrojenin suyun radyolizi üzerindeki etkisini büyük ölçüde değiştirebilir. Ek olarak, deneyim ve bilgisayar simülasyonları, oksijen ve hidrojen peroksit konsantrasyonu için belirli eşiklere ulaşıldığında , suyun aniden hidrojen, oksijen ve hidrojen peroksite dönüşmeye başladığını göstermiştir. Ayrıca oksijen ve hidrojen peroksit seviyeleri belirli bir eşiğe ulaştığında moleküllerin yeniden birleşerek su üretmesine yol açan zincirleme reaksiyon durdurulur.
Bu nedenle araştırmacılar, devrenin ve reaktörün korozyon etkisini önlemek ve özellikle hidrojen patlaması riski taşıyan suyun çatlamasını önlemek için yoğun radyasyona maruz kalan suyun radyolizini incelemeye devam ediyor .
Radyoliz, hücresel işlevde yıkıcı bir faktördür , çünkü çoğu canlı süreç suya bağlıdır veya su moleküllerinin katılımını içerir; Radyoliz yoluyla, belirli radyasyon türleri, çeşitli patolojilerde ve yaşlanmada da rol oynayan radikaller ( süperoksit radikalleri ) üreterek oksidatif strese katkıda bulunabilir . Çeşitli laboratuvarlar , suyun proteinler , DNA (RNA?) veya lipidler üzerindeki radyolizinden kaynaklanan radikallerin oksidasyonu ve indirgenmesi reaksiyonlarını inceler .
Bitkilerin, mantarların ve likenlerin hücrelerinin radyoaktivitenin etkilerine çoğu hayvan hücresinden daha iyi dayanabildiği görülüyor . Metalotiyonein yönetimine katılan ağır metaller ve detoksifikasyon organizmalar tarafından, hem de süperoksit dismutaz , hücrelerin (anti-radikalleri de radyoliz etkilerini azaltma kabiliyetleri için araştırmacılar ilgilendiren antioksidanlar ).
Radyoliz, hava, su ve toprak yoluyla ekosistemlere taşınan ( biyotürbasyon ) çevreye salınan veya bulunan radyoelementlerin kimyasal formları üzerinde bir etkiye sahiptir . De bir olan moleküller için, özellikle düşük dozlarda, etkileri vardır biyolojik hedef (: insanlarda örnek, hala tam olarak anlaşılamamıştır tiroid için iyodin , ya da kalp için sezyum ).
Toprağın ömrü ve kimyası da bozulabilir: toprakta su ve özellikle temel tutma işlevlerine sahip humus ve kil bulunur. Toprağın çeşitli bileşenleri radyolize edilebilir ve radyolitik ürünler canlı hücreler üzerindeki radyasyonun etkilerine etki eder ve kil, odun kömürü , humus ve sudaki çözeltideki moleküllerin tutma kapasitesini değiştirir (örneğin oksidasyon).
Gıdaların iyonlaşma ve bazı ilaçların giderek kullanılır dezenfeksiyon amaçları . İyi koşullar altında, verilen dozun 10 kGy'den fazla olmaması durumunda toksikolojik bir risk oluşturmadığı kabul edilir. Bazı ilaçlar, bazı bileşenlerinin radyolize olma riskiyle ışınlama yoluyla sterilize edilir; farmakope ilkelerine saygı göstermelidirler. Zeegers'a (1993) göre, ışınlanmış kloramfenikol durumunda, 15 ila 25 kGy'lik bir sterilize edici doz, ilacın "saflık için çoğu testten" geçmesine izin verir . Ancak bu testler, radyolizin karakteristik olası ürünlerinin tespiti için geliştirilmemiştir. Beta-laktam antibiyotikler gibi radyo-duyarlı maddeler için kromatografik tespit kullanılabilir, ancak yeniden ışınlama gerektirecektir” dedi .
Vitrifiye atık ve özellikle metal kapları, özellikle nükleer atıkların derin jeolojik bertarafı bağlamında risk yönetimi için çalışmaların konusu olan bir olgu olan suyun radyolizi ile bozunabilir . Aynı şey nükleer seramikler için de geçerlidir (örn: zirkonolit ).