水被輻射照射後，其產物有那些？①H⁺ ②OH‧ ③H₂O₂ ④HO₂‧

本題觀念

本題考查放射生物學中非常重要的核心概念：「水的輻射分解（Radiolysis of water）」。人體內含有大約 70% 至 80% 的水，當游離輻射（如 X 射線或 γ 射線）進入生物體後，輻射能量主要會與水分子發生交互作用，使其游離與激發，進而產生各種離子、自由基（free radicals）與分子產物。此過程稱為輻射的「間接作用（Indirect action）」，是造成 DNA 損傷與細胞死亡最主要的機制。

選項分析

水分子受輻射照射後的反應可依時間先後分為幾個階段：

1. 物理階段（游離階段）： 水分子被輻射游離，產生正水離子與電子： $H_2O \xrightarrow{\text{Radiation}} H_2O^+ + e^-$

2. 物理化學階段（離子分解階段）： 不穩定的 $H_2O^+$ 會極快地發生分解反應： $H_2O^+ \rightarrow \mathbf{H^+} + \mathbf{OH \cdot}$ 在此階段產生了氫離子 ($H^+$) 與氫氧自由基 ($OH \cdot$)。 (另外，游離出的電子 $e^-$ 會與另一個水分子結合成 $H_2O^-$，接著分解為氫自由基 $H \cdot$ 與氫氧根離子 $OH^-$)。

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