Slowing down process of an electron injected into liquid water calculated by time-evolutional Monte-Carlo method

甲斐 健師; 横谷 明徳; 鵜飼 正敏*; 渡辺 立子

no journal, , 

放射線によるDNA損傷において、電子の衝突電離により発生した2次電子が損傷の高密度化に重要な役割を果たすと考えられているが、2次電子が減速し熱化するまでの過程や活性種が生成される空間分布は未だ解明されていない。その原因の一つとして、電子の減速過程で重要な液体水の回転励起・フォノン断面積の不備が挙げられる。本研究では、それらの断面積を理論的に求め、その他の電子分子衝突過程の断面積も含め、液体水の電子衝突断面積データベースを作成した。これらの断面積データを利用し、水中に照射した電子の減速過程について調べたところ、熱化距離については実験値とよく一致するが、本研究により得られた熱化時間は数100fsとなり、従来予測より1桁程度長くなることが分かった。数100fsの時間スケールはHOが生成される様な化学反応の時間スケールに相当するため、従来予測に反し、水中で電子の熱平衡化が完了する以前に化学反応が誘発され始める可能性がある。本研究の成果から、電子の熱化過程は化学反応過程に深く関与する可能性が示唆され、これらの知見は放射線によるDNA損傷の推定や水溶液中の放射線作用初期過程の基礎となる重要な情報である。