X射線（或加馬射線）照射到人體後，下列何者最早產生？

本題觀念：

本題考查水的輻射分解（radiolysis of water）的初始物理階段（physical stage）中，最早產生的化學物種。這是理解游離輻射間接效應機制的核心概念。

選項分析

(A) $\text{H}_2\text{O}^+$ 及快速電子（$e^-$） ✅ （正確答案）

(B) $\text{H}_2\text{O}^+$ 及 $\text{OH}^-$ ❌

(C) $\text{OH}^-$ 及 $\text{OH}\cdot$ ❌

(D) $\text{HO}_2\cdot$ 及 $\text{OH}\cdot$ ❌

答案解析

水的輻射分解可分為三個時間階段：

1. 物理階段（Physical stage，$< 10^{-15}$ 秒 / ~1 fs）

X 射線或加馬射線照射水時，首先發生的是直接游離作用（direct ionization）：

$\text{H}_2\text{O} \xrightarrow{h\nu} \text{H}_2\text{O}^+ + e^-_{\text{fast}}$

此步驟產生：

• $\text{H}_2\text{O}^+$（水分子陽離子自由基）
• 高速（快速）電子 $e^-$（kinetic energy ~幾

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