방사선은 생체 세포를 손상시킨다.이것은 세포의 대부분을 비추는 물이 방사선 조사에 의해 이온화하여 전자를 발생하고, 생성되는 불안정하고 반응성이 높은 OH 라디칼(부대전자를 가지는 OH 분자)에 의한 유전자에의 공격이 주로 생각된다.

　OH 라디칼이 수중을 확산하여 화학 반응을 일으키는 속도는 비교적 느리기 때문에 다양한 연구 예가 있습니다.그러나 전자 운동은 매우 빠르기 때문에 불명확한 점이 많다.전자는 수중에서 운동하는 동안 에너지를 잃고, 최종적으로 물 분자의 틈새에 거품과 같은 수화 전자가 되어 포획된다고 한다.이 수화 전자가 곧 수용액 중의 분자에 부착되면, 환원 화학 반응을 일으키지만, 반응성은 수화 전자의 에너지에 기인한다.따라서 전자 에너지를 정확히 아는 것이 방사선 화학의 해명에 중요하다고 한다.

　이번 공동연구그룹은 액체의 물에 2개의 레이저광을 맞추어 시간차로 분자내의 전자운동을 관측하는 시간분해 광전자분광이라는 실험을 실시했다.상세한 이론 분석을 통해 수화 전자의 에너지를 정확하게 결정하는 데 성공.그 결과, 지금까지 3.3전자볼트로 여겨져 온 수화전자의 에너지가 3.7전자볼트이며, 종래의 추정보다 안정한 상태인 것을 알았다.

　앞으로는 방사선에서 발생하는 고에너지의 전자가 에너지 완화되어 안정한 수화 전자가 되기 전에 분자에 부착하여 환원 반응을 일으키는지 여부를 밝힐 필요가 있다.또한, 현재의 컴퓨터의 능력으로는 수중의 전자 상태의 정확한 양자역학적 계산은 어렵지만, 장래적으로는 이론 계산에도 임하고 싶다고 하고 있다.

논문 정보:【Science Advances】Genuine binding energy of the hydrated electron