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【高能凝聚相辐解是由低能电子诱导反应介导的】
辐射化学被定义为研究吸收足够高能量的辐射以产生电离所产生的化学变化 。 对应于辐射化学的物理、化学和生物学阶段的时间尺度大约跨越 26数量级 ， 由于相关的大量基本过程 ， 对辐射化学进行建模非常具有挑战性 ， 星际化学中的电离辐射包括高能粒子和高能光子、极紫外线X 射线 和 g 射线 。
气态的电离能定义为从基态原子或离子中去除电子所需的最小能量 ， 而凝聚相的电离能定义为真空能级和价带之间的能量差最大 ， 真空紫外光除了光化学外 ， 还可能引发辐射化学 ， 因为在凝聚相中产生二次电子的阈值低于气相中的阈值 ， 给定的分子 ， 例如 ， 无定形水冰的光电发射阈值为 B10.2 eV ， 小于水的气相电离能 12.6 eV 。 这种电离阈值能量的降低是一种普遍现象 ， 归因于凝聚态物质中紫外线照射产生的空穴的介电屏蔽 。 从电离辐射到样品的能量转移是理解辐射化学的关键 ， 相互作用电磁辐射和带电粒子 ， 与物质在很大程度上涉及 ， 将能量转移到电子而不是材料组成原子的原子核 ， 在高于电离阈值 的能量下 。
光子与物质的相互作用通过三个过程发生： (1) 光电效应 ， (2) 康普顿效应 ， (3) 对产生 。 相反 ， 质子、粒子和重离子通过离子电荷和介质电子之间的库仑相互作用损失能量 ， 导致激发和电离 。 除了这两种能量损失机制外 ， 快电子还可以通过以下方式辐射能量轫致辐射 ， 带电粒子在存在电场的情况下减速时发出的“制动”辐射 。 虽然量子产率用于量化光化学的效率 ， 但 G 值用于量化电离辐射引起的反应效率 。G 值 定义为每 100 eV 吸收能量产生的物质 X 的产量单位为每千克材料吸收的焦耳总能量 ， 辐射化学的影响取决于由线性能量转移确定的辐射类型 ， 每单位轨道长度电离实体的能量沉积速率 。
可以通过将粒子的初始能量除以其平均范围来获得 LET 的非常粗略的近似值 。 水的低 LET伽马射线或 1 MeV 电子辐解和水的高 LET ， α 粒子辐照产生显着不同的结果 ， 因为前者会产生孤立的杂散 ， 而后者产生密集的轨道 ， 这可能允许内部化学反应 ，高和低 LET 辐射都会产生 d 射线 ， 这些射线通常是高能电子 ， 会导致进一步的电离 。 辐射化学中的剂量率效应 ， 与低 LET 辐射相比 ， 高 LET 辐射在轨道结束前不久将最大剂量沉积在“布拉格峰” 。 自 1896 年左右发现天然放射性以来 ， 液态水的辐射化学得到了广泛的研究 ， 它可能是 LET 在确定物质-辐射相互作用结果中的作用的最佳例证 。
水辐解的初始阶段的特点是四个反应 ， 包括电离、激发、离子-分子反应、键断裂和溶剂化 ， 与扩散逃逸竞争的刺激反应在 107 秒内完成 。 经过低 LET 辐射的脱气纯液态水仅产生少量分子产物 ， 但产生大量自由基物质 ， 由于高 LET 辐射轨迹中的电离事件的高密度 ， α 粒子对水的辐射分解会以自由基为代价产生大量的分子种类 。
除了通过溅射、晶格缺陷产生和非热效应影响星际冰的物理结构解吸、电离辐射可能引发星际冰中的化学反应 。 主要机制涉及高能辐射与冰内分子的相互作用 ， 产生一连串低能电子 ， 可与表面和大块冰分子相互作用 ， 低能二次电子的重要性 高能辐射与物质之间的相互作用在阿秒内产生大量非热、二次、低-能量电子 ， 虽然高能辐射与分子相互作用产生的激发物质和离子等次级产物会引起一些辐射损伤 ， 但人们认为次级电子-分子的非弹性碰撞是主要驱动力各种辐射引起的化学反应中的力 ， 因此 ， 高能凝聚相辐解是由低能电子诱导反应介导的 。
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