이 글은 SRI 시험 합격 당시 정리한 수기를 바탕으로 재구성했습니다. 학습 참고용 답안이며, 실제 채점자의 기준과 일치하는지는 확인되지 않았습니다.
1. 문제
물의 방사선분해에서 생기는 대표적인 일차 생성종을 쓰고, 산소가 존재할 때 후속 반응으로 다른 생성종이 생기는 예를 설명하시오.
2. 모범답안
1) 방사선이 물을 이온화하거나 여기하면 수화전자 eₐq⁻, 수소 라디칼 H·, 하이드록실 라디칼 ·OH 등의 반응성 생성종이 생긴다.
2) 산소가 있는 용액에서는 수화전자가 산소와 반응하여 초과산화물 라디칼 음이온 O₂·⁻을 만들 수 있다.
3) 수소 라디칼은 산소와 반응하여 하이드로퍼옥실 라디칼 HO₂·을 만들 수 있다.
4) 생성량과 반응은 용액의 pH, 산소 농도, 방사선의 LET 등 조건에 따라 달라진다.
3. 문제를 풀기 위해 알아야 할 내용
3.1. 물에 에너지가 전달되면
전리방사선이 물에 에너지를 전달하면 물 분자가 이온화 또는 여기된다. 이어 매우 짧은 시간에 물 분자와 전자의 반응이 일어나 하이드록실 라디칼 ·OH, 수소 라디칼 H·, 수화전자 eₐq⁻ 등의 반응성 물질이 생긴다. 수화전자는 물 분자들에 둘러싸인 전자이며, ·OH와 H·는 라디칼이다. 이들을 초기 방사선분해 생성종으로 함께 다룬다.
출처: IAEA, Radiation Biology: A Handbook for Teachers and Students, 물의 방사선분해 https://www-pub.iaea.org/MTCD/Publications/PDF/TCS-42_web.pdf
3.2. 산소와의 후속 반응
산소가 녹아 있는 용액에서 일차 생성종은 산소와 반응할 수 있다. 대표적인 예는 다음과 같다.
eₐq⁻ + O₂ → O₂·⁻
H· + O₂ → HO₂·
앞의 O₂·⁻는 초과산화물 라디칼 음이온, 뒤의 HO₂·는 하이드로퍼옥실 라디칼이다. 이처럼 처음 생긴 물질과 그 이후 다른 물질과 반응해 생긴 물질을 생성 단계에 따라 구분할 수 있다.
출처: IAEA, Radiation Biology, 물의 방사선분해 https://www-pub.iaea.org/MTCD/Publications/PDF/TCS-42_web.pdf ; IAEA Radiation Technology Series No. 6, 초과산화물 표기 https://www-pub.iaea.org/MTCD/Publications/PDF/16-17821_PUB1747_web.pdf
3.3. 생성되는 양은 조건에 따라 달라진다
같은 방사선분해라도 용액의 산소·용질·산도와 방사선의 선형에너지전달(LET)에 따라 반응 경로와 생성량이 달라질 수 있다. 생성 단계가 다르다는 이유만으로 모든 이차 생성종의 반응성이 일차 생성종보다 반드시 낮거나, 항상 더 멀리 이동한다고 일반화하지 않는다.
출처: IAEA, Radiation Biology https://www-pub.iaea.org/MTCD/Publications/PDF/TCS-42_web.pdf
3.4. 수기에서 보완할 점
수기는 일차 생성종과 산소 관련 후속 생성종을 구분해 외우는 데 도움이 된다. 다만 실제 화학 반응의 세기와 수명은 물질과 조건에 따라 달라지므로, 각 생성종을 반응식과 환경에 연결해 이해한다. 분자 생성물인 과산화수소 H₂O₂는 위 라디칼과 구별한다.
출처: IAEA, Radiation Biology https://www-pub.iaea.org/MTCD/Publications/PDF/TCS-42_web.pdf
SRI 합격노트 전체 목차 https://srijh.blogspot.com/2026/10/sri.html
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