湮灭反应

篇一：正电子湮灭 实验报告 xxx

正电子在物质中的湮灭寿命

姓名：xxx 学号：xxxxxxxxxxxxx

实验目的：

1. 了解正电子寿命测量的的基本原理； 2. 初步掌握正电子寿命测量方法； 3. 了解正电子在物质中湮灭的物理过程

4. 了解多道时间谱仪的工作原理，初步掌握多道时间谱仪的使用方法； 5. 初步掌握使用计算机解谱的数学方法。 实验内容：

1. 对谱仪进行时间刻度； 2. 测定谱仪的分辨时间；

3. 测量正电子在给定样品中的平均湮灭寿命。 实验原理：

1. 正电子在物质中的湮灭寿命

正电子是电子的反粒子，许多属性和电子对称。正电子与电子质量相等，带单位正电荷，自旋为1/2h，磁矩与电子磁矩大小相等，但方向相反。正电子与电子相遇就会发生湮灭反应，湮灭的主要方式有三种：单光子湮灭，双光子湮灭以及三光子湮灭。但发射单个光子或三个光子的湮灭过程，但几率极小，湮没过程中发射的γ光子，通常称为湮没辐射。

从正电子的湮没特性可知有自由态湮没和捕获态湮没两种：正电子在完整晶格中的湮没往往是自由湮没，一旦介质中出现缺陷，那么就会出现捕获湮没过程。一般常见金属及合金中，以自由态湮没方式湮没的正电子寿命，简称自由态正电子寿命?f,在100--250ps，少数几咱碱金属的?f值超过300ps；捕获态正电子寿命?d比相同介质的自由态正电子寿命?f长，且随缺陷的线度增长而增长；不同种类的缺陷有不同的?d值。

根据Dirac理论，发生双光子湮灭的几率为，其中cr0??ne，为电子经典半径，e为物质的局域电子密度。所以正电子的湮灭寿命

当物质结构的发生变化（例如产生空位缺陷，辐射损伤，形变等）将导致物质局

n

域电子密度e变化，正电子湮灭寿命也随之发生改变。因此，人们可以通过正电子寿命变化来探视物质结构变化，这是正电子技术应用的一个重要方面。 2. 测量正电子寿命的实验原理

??实验中用的正电子一般来自放射性同位素的衰变，能发射正电子的放射

R?πr02cne

2258646822

性同位素有Na、Co、Cu、Ge等，常用的?源是Na源，它放出的正

?

电子最大动能为0.545MeV，半衰期2.6年。它的衰变纲图如下所示。

图1、22Na的衰变纲图

正电子射入样品后的行为可分两个阶段，即热化阶段和扩散湮没阶段。介

质中正电子从热化结束到湮没这一时间间隔的长短与介质的微观结构密切相关，但正电子进入介质后的热化时间只需几个ps，它与热化结束到湮没这段时间相比，可以忽略不计。

正电子湮没寿命的实验测量原理如下：22Na首先发射e?，衰变到22Ne的激发态，此激发态的激发能为1275keV，寿命约为3×10-12s。22Ne发射1275keV的γ射线退激到22Ne的基态。在时间谱仪的分辨时间为10-10s时，可以认为衰变过程的e?和γ射线是同时发射的。因此，测量正电子寿命时，1275keV的γ射线可作为e?诞生的时标信号，而e?湮灭时放出的两个511keV的γ光子，可作为e?湮灭的时标信号。测量正电子产生和湮灭的时标信号之间的时差，即得正电子寿命。

实验设备：

测理正电子寿命的实验装置称为正电子寿命谱仪。目前常用用的有快--慢符合系统和快--快符合系统，本实验采用--快符合系统。 1.寿命谱仪的组成

22

Na、60Co放射源， 各1个

高压电源 型号556 2个

BaF2闪烁体探测器 2个

恒比微分甄别器 型号583 2个 快符合电路 型号414A 1个 延时器 型号DB463 1个 时幅转换器 型号566 1个 NIM机箱 型号2500 1台

多道分析器 1个 PC机 1台 2.寿命谱测量快--快符合电路

图2、快--快符合电路

整体工作过程：当放射源22Na放出的1.28MeV的γ光子被起始道闪烁探测器所探测，从阳极输出信号经恒微分甄别器后，进入时间幅度转换的起始道；与这个1.28MeV的γ光子“同进”放出的正电子进入待测样品，经某一段时间后湮灭，放出0.511MeV的γ光子被终止道闪烁探测器探测到，产生终止信号，经恒比微分甄别器进入时间幅度转换器的终止道。当两信号的时间差在时间幅度转换器的量程内时，可转换出一个电压脉冲幅度正比于两信号时间差的脉冲。

实验步骤

1. 恒比微分甄别器阈值设定

阈值设定电路如下：

图3、恒比微分甄别器阈值设定

按如图所示的电路连接：分别从探测器的打拿极和阳极取出信号，阳极

信号经过恒比微分甄别器后输出方波作为多道的门信号，则多道显示的为打拿极的能谱，调节甄别器阈值，使多道只显示1.28MeV和0.511MeV的γ光子反冲电子的能谱。

对于起始道，只允许接收1.28MeV的γ光子信号,其对应的反冲电子能量在0--1.06MeV间，为排除0.511MeV的γ光子信号，则其能区选在0.53--1.06MeV间；而终止道0.511MeV的γ光子反冲电子能量在0--0.341MeV间，但其不可能完全排除1.28MeV的γ光子影响，一般选择能区0.23--0.34MeV间。 2. 进行谱仪的时间刻度

在已定的工作条件下，将60Co放射源放在两个探头的中间位置，调节延迟器上的延迟时间，分别测量在不同延时下60Co的瞬时符合谱。记录下该谱的峰位中心道址。 3. 选取最佳延迟时间

调节不同的延迟时间，记录在相同时间条件下测得的谱的峰位计数，取峰位最稳定延迟时间作为最佳延迟时间，在最佳延迟时间下进行瞬时符合谱及寿命谱的测量。

4. 测量60Co源的瞬时符合谱，确定谱仪的分辨时间

由于60Co源很容易获得，且级联发射的1.17MeV和1.33MeV两条γ射线。因中间能级的寿命很短（小于10

-12

秒），故此两个γ光子可被认为是同一瞬

时发出的。在已选定的最佳延迟时间等工作条件下，测量60Co两个γ光子的时间谱，得到一个高斯型的曲线，即称为瞬时符合谱，60Co瞬时符合谱的半宽度FWHM来表征时间谱仪的分辨时间大小。 5. 测量样品的正电子寿命谱

将60Co源换成夹着两个Al片的22Na源，在已选定的最高压、恒比微分阈值、最佳延迟时间等条件下测量正电子在Al中湮灭的寿命谱。

在已选定的工作条件下测量该样品的正电子寿命谱。为满足统计精度要求，每个谱的总计数在106个以上。 6. 谱数据处理

使用解谱程序，调整解谱参数，以获得满意的合理结果。

实验数据处理

1.恒比微分甄别器阈值设定

由实验报告中的电路调节阈值，使起始道和终止道分别接收1.28MeV和0.511MeV的γ光子产生的脉冲信号，用甄别器对幅度进行选择，让满足条件的信号通过。

起始道阈值：0.4——1.31 终止道阈值：0.4——0.6

2. 对谱仪进行时间刻度

时间刻度拟合方程：

则每道所对应的时间为9.99ps。 3.选取最佳延迟时间

在多道中，预设测量时间为1000s，在不同延迟时间条件下峰位的计数随道数的变化：

由于60Co源在所选定阈值下的计数较低，峰位计数随延时的变化不明显，则将最佳延迟时间选在12ns—24ns这段较为稳定的时间段中，选择最佳延迟

篇二：保健大作业

海南大学2013~2014学年度全校公共

选修课期末大作业

课程名称《癌症、衰老与保健》

题目：生老病死是人的客观规律 学院：专业：学号： 姓名：任课老师：

一、什么是自由基

如方程式（1）、（2）所示，当A与B两个分子或原子间形成共价键时，可以看作它们共享一对电子，这两个电子既可以是一个分子所提供的，也可以是每个分子各贡献出一个电子，前者称为配位作用，后者称为共价结合。

A:- + BA:B （配位作用）

（1）

A. + B. A:B （共价结合） （2）

其逆过程，即当一个共价键离解时，必须要供给能量（自由能）。反应式（1）的逆过程称为异裂，反应式（2）的逆过程称为均裂。在均裂时所产生的分子或原子含有一个不配对电子，这种分子常具有高度化学活性——氧化活性。正因为如此，它们的寿命也极短暂。这些可以单独存在的具有一个或几个不配对的电子的分子或原子就称为自由基。用R·表示，即在分子式的右上角加一个黑点作为自由基的特征标记，以表示存在着不配对电子。根据这个定义，我们可知道氯原子（Cl·）、氧原子（O:）和OH．等都是自由基。

有些自由基即使在室温的溶液中也是稳定的，如氧原子（一个稳定的双基）。有些自由基带有负电荷或正电荷，所以叫做离子自由基或离子基。这种自由基往往又是氧化还原反应的中间产物。在氧化还原反应过程中，中性分子接受一个电子而变成负离子基，或失去一个电子而成为正离子基。 +二、自由基的产生

一般而言，自由基是通过共价键的均裂而产生的，但也可通过电子俘获而产生。

-

天然存在的自由基一般都是有用的自由基（如氧原子），或者是半衰期比较短的自由基（如氯原子）。但是，由于某些分子，尤其是共价结合的有机分子吸收外部能量而产生均裂时，所形成的自由基是非常有害的。共价分子发生均裂而形成自由基的机制有：热解、光解和氧化还原反应。

(1)热解

很多化合物，特别是含有弱键的有机化合物可以发生热均裂反应，生成活泼的自由基。典型的例子是热锅炒菜时，脂肪、蛋白质和糖类等有机营养物发生的.

热均裂反应；抽烟时，烟草的不完全燃烧也产生大量的自由基。

(2)光解

电磁辐射（可见光、紫外线、X射线）或粒子轰击（如高能电子）都可提供使共价键裂解的能量而形成自由基。如紫外线照射可使水发生均裂而生成羟自由基（OH．）: 紫 外 线． + OH．

羟自由基可与机体内的有机物发生一系列的氧化还原反应，导致机体损伤，突变，甚至死亡。这就是紫外线杀菌的原理。

（3）氧化还原反应

氧化还原反应过程中产生的电子转移也可形成自由基。

机体的生命活动离不开能量，这种能量主要由营养物质来提供，生物体可将营养物氧化还原而自控地提供能量，这一过程产生了大量的电子，但是，电子可通过生物体的电子传递链有序地传递而产生少量的自由基中间产物，从而避免了大量的自由基对机体本身的伤害。

然而，有些时候机体中发生的氧化还原反应也可产生大量的自由基，因此对机体造成极大的伤害。例如，积食所造成的食物不完全氧化，便秘或宿便所造成的食物残渣被机体回收利用等。

三、自由基的化学反应

（1）湮灭反应

（2）夺氢反应

（3）耗氧反应

（4）歧化反应

（5）加成反应

（6）连锁反应

（7）脂类过氧化反应

四、活性氧及其在生物体内的产生

1．活性氧的定义

氧的毒性不是由于氧分子本身的反应能力，它的反应能力相对来说是微不足道。氧的毒性是由于氧分子还原成水时产生的许多中间产物，其中的绝大部分都是自由基，因此，把这些中间产物统称为活性氧（active oxygen species），即氧分子被还原成水时所产生的中间产物的统称，它包括超氧阴离子（superoxide

-anion）O2． 、羟自由基（hydroxyl radical）OH．、过氧化氢分子（hydrogen

peroxide）H2O2、烷氧基RO．、烷过氧基ROO．、氢过氧化物ROOH和氧分子O2本身

等等。其中ROO．和ROOH又称为脂类过氧化物。氧分子还原成水的全过程如下：

O2 O2

-．

O

2

H2O2

H2O2OH + H2O

OH 2O

2．活性氧的产生

细胞在正常代谢过程中，或者受到高能辐射时，以及由于高压氧，药物（抗癌药、抗生素、杀虫剂、麻醉剂等）代谢、吸烟和受到光化学空气污染物等作用都能产生活性氧。 .-．.五、怎么做到延年益寿

1、散步。

平心静气地散步10-20分钟，会使血液循环到体表，入睡后皮肤能得到“活生生”的保养。躺下后不看书报，不考虑问题，使大脑的活动减少，较快进入睡眠。

2.、 喝杯加蜜牛奶。

古代民间流传这样一句话：“朝朝盐汤，暮暮蜜。”就是说早喝淡盐开水，晚饮蜜糖水。据国外医学专家研究，牛奶中含有促进睡眠的l-色氨酸，睡前1小时喝杯加蜜的牛奶可助睡眠。蜂蜜则有助于整夜保持血糖平衡，从而避免早醒，尤其对经常失眠的老年人更佳。 3

3、洗（搓）脚。

民谚曰：“睡前烫烫脚，胜服安眠药”、“睡前洗脚，胜服补药”、“养树护根，养人护脚”等等。国外医学家把脚称为“人体第二心脏”、“心之泵”，十分推崇脚的保健作用。祖国医学认为，脚上的60多个穴位与五脏六腑有着十分密切的联系。若能养成每天睡觉前用温水（40-50℃）洗脚、按摩脚心和脚趾，可起到促进气血运行、舒筋活络、阴阳恢复平衡状态的作用。对老年人来说，更具有祛病健身的功效。

4 、开窗通气。

保持寝室内空气新鲜，风大或天冷时，可开一会儿，睡前再关好，有助于睡得香甜。但注意睡时不要用被蒙头。 5

5、刷牙洗脸擦身。

睡前刷牙比早晨更重要，不仅可清除口腔积物，且有利于保护牙齿，对安稳入睡也 有帮助；电视看完后，洗洗脸、擦擦身，以保护皮肤清洁，使睡眠舒适、轻松。

六、结论

1、生物抗氧化剂可以抗衰老延长寿命。 2、组织抗氧化力也影响着衰老或寿命的长短。组织抗氧化力的强弱与衰老也有密切的联系，这与可期寿命的关系是相应的。即组织抗氧化力强的人组织中过氧化物含量低，衰老速度慢，可期寿命长；组织抗氧化力弱的人组织中过氧化物含量高，衰老速度快，可期寿命短。

3、外加抗氧化力可以预防衰老，达到延年益寿的作用。

4、降低代谢率往往能延长寿命。

5、限食与性别能影响寿命。限食是延长寿命的有效手段。在保证必要的营养条件下，从幼年即开始减少食量2/3左右，可明显地延长动物寿命，使体重和代谢下降，肝和肾的细胞体积变小，因此单位重量的细胞个数增多，但限食不改变单位重量组织的耗氧量，这意味着限食使每个细胞对氧的消耗减少，活性氧也就必然减少，生物膜就较少受到活性氧的攻击，其脂类过氧化作用也就减弱，因此衰老速度必然缓慢。

包括人类在内的许多动物总是雌性的寿命较长。原因是雌性具有较强的防护自由基损伤的能力。

人（包括其它哺乳动物）的X染色体上带有葡萄糖-6-磷酸脱氢酶的基因编码，这个酶在生成NADPH中起着关键性作用。NADPH能使GSH维持在还原型，而还原型GSH是自由基的清除剂。雌性为XX，有两个基因编码，雄性为XY，只有一个基因编码，从这个意义上讲，雌性比雄性寿命长。

篇三：话说能源

话说能源

熊绍良

（中南大学附属实验中学 ， 湖南长沙 410083）

摘要：阐述了能源与能量的区别,介绍了能源的类别及发展历史,重点指出开发可持续发展新能源的意义,指出化学在能源开发和利用方面扮演着重要的角色,畅想了反物质是能源之最，是终极能源

关键词：能源；能量；化学

1引言

能源是人类赖以生存和发展的重要物质基础, 能源和能源分配都是全球政治的重要组成部分。易于获得而且价格合理的能源,是一个国家的经济健康发展的重要贡献者,甚至是影响国家之间关系和我们的环境的稳定性的一个重要因素。通过对能源与能量、能源的类别、能源的发展、能源与化学以及终极能源的简介,以期对能源世界有一个粗略的了解，籍以拓宽学生的视野。

2 能源与能量

能源是可以直接或经转换提供人类

所需的光、热、动力等任意形式能量的载能体资源。简而言之,能源就是含有能量的资源。能量来自能源,但能量本身是量度物质运动形式和量度物质做功的物理量,它包括机械能、热能、电能、电磁能、化学能、原子能等。能量守恒,不会消失,只能是从一种形式转化为另一种形式,在能源的利用过程中,即在能量的转化过程中,能量在数量上虽未减少但在可利用的品质上降低了、退化了。如燃料燃烧将化学能转化为热能释放出去,被其他物质吸收之后变成环境的内能,

我们无法把这些内能收集起来重新利用,这就是能量耗散，也是“自然界的能量虽然守恒,但还是要节约能源”的根本原因。

3 能源的类别

能源按其形态特性或转换和利用的层次不同可分为：固体燃料、液体燃料、气体燃料、水能（一般指水力发电）、核能（包括核裂变能与核聚变能）、电能、太阳能、氢能、风能、生物质能、地热能和海洋能。能源按其形成方式可分为一次能源和二次能源,一次能源是直接从自然界取得而不改变它的形态的能源,包括三大类：①来自地球以外天体的能量,主要是太阳能；②地球本身蕴藏的能量,如海洋和陆地内储存的燃料、地球的热能等 ③地球与天体相互作用产生的能量，如潮汐能等。一次能源按形成方式分为煤、石油、天然气、天然铀矿、太阳能等。二次能源是一次能源经过加工、转换成另一形态的能源,如电力、煤气、蒸汽、焦炭以及各种石油制品(诸如汽油、煤油、柴油等)还有生产过程中的余热和余能，以及正在加紧研发的氢能也属于二次能源。能源按能否从自然界中得到补充,分为

可再生能源和不可再生能源两大类。可再生能源包括太阳能、生物质能、水能、风能、地热能、波浪能、潮汐能、海流能以及海洋表面与深层之间的热循环和氢能等。而煤炭、石油、天然气等化石燃料和铀、钍等核燃料都是亿万年前遗留下来的，用掉一点就少一点，无法得到补充，它们属于非再生能源。

能源按应用范围、技术成熟程度及经济与否，可分成常规能源和新能源两类。广泛使用的煤炭、石油、天然气、水能以及核裂变能等都已得到大规模的经济开发和利用,被称为常规能源；而太阳能、生物质能、氢能、风能、地热能、核聚变能、海洋能、潮汐能等是正待开发研究中的能源,尚未得到经济开发利用被称为新能源。

能源按使用过程所产生的污染程度,分为清洁能源和非清洁能源：清洁能源又称为绿色能源。“绿色能源”有两层含义：一是利用现代技术开发干净无污染的新能源，如太阳能、风能、地热能、海洋能等；二是化害为利将发展能源同净化环境相结合,充分利用城市垃圾、淤泥等废物中所蕴藏的能源。

另外按其使用性质不同可分为含能体能源和过程性能源,按其是否作为商品流通可分为商品能源和非商品能源等。

4 能源的发展

能源结构的变革经历了柴薪时期、煤炭时期、石油天然气时期,不远的将来又将进

入以核能为中心的多样化新能源时期，即在能源的利用史上主要有三次大的转换：第一次是煤炭取代木材等成为主要能源；第二次是能源结构从煤炭转向石油、天然气；20世纪70年代以来，世界能源结构开始第三次大转变,即从石油、天然气为主的能源系统开始转向以可再生能源为基础的持续发展的能源系统。之所以会发生第三次转变,原因之一是：因为以石油天然气煤炭为主的化石能源是不可再生的。经有关部门预测,世界煤炭总储量为16～20万亿吨，大约可开采245年。全世界的石油还可开采30年，天然气可开采60年

【1】

。所以说,剩下的化石

燃料的储量并不多了,化石燃料面临着枯竭的危险。原因之二是：化石燃料造成了严重的全球环境问题，如大气变暖和酸雨。

此外，化石燃料均属碳氢化合物，是极好的化工原料，如把它们都当作燃料烧掉是很可惜的，人类应珍惜这些自然资源，让它们生产出更有价值的化工产品。

可持续发展的新能源主要包括太阳能、地热能、水能、氢能、风能、海洋能、生物质能,以及核裂变增殖反应堆发电和核聚变发电等。由于地域气候等因素的影响，风能、地热能以及太阳能、海洋能等的利用会受到一定限制，而核能则将在满足未来世界长期能源需求方面起着重要作用。核能发电能量密度大,燃料用量少，发电综合成本低，正常运行时对环境的污染远比火力发电对环境的污染小。目前全世界已经运行的核电站

所相应减少的CO2排放量约为16亿吨,相当于现在全球CO2总排量的8%

【2】

学学科中的一个重要新分支---能源化学也

应运而生,其实质就是从化学的基本问题做

核能还是一种可持续发展的能源，目前世界上已探明的铀储量为490万吨，钍储量约为275万吨，这些裂变燃料足够人类应用到聚变能时代[3]

。聚变燃料主要为氘和锂，其中氘的储量约为40万亿吨，锂的储量有2000多亿吨 (可用来制造氚)，足够人类在聚变能时代使用[3]。按目前世界上的能源消费水平,可供人类使用上千亿年。同时核聚变被认为是一种在环境上清洁的能源。不像核裂变那样,核聚变不会产生可能危害几千年的废料。

因此,核聚变能可视为人类取之不尽用之不竭的理想能源。核能技术无疑将造福人类的子孙万代。

5 能源与化学

化学在能源开发和利用方面扮演着重要的角色。第一，要研究高效洁净的转化技术和控制低品位燃料的化学反应,使之既能保护环境又能降低能源成本。这不仅是化工问题,也是基础化学问题。例如,要解决煤、石油、天然气的高效洁净转化,就要研究它们的组成、结构和转化过程中的反应，研究高效催化剂以及如何优化反应条件以控制过程。如中学教材就涉及了煤的气化和液化问题。第二,要开发和利用新能源。新能源必须满足高效、洁净、经济、安全的要求。利用核能、氢能、太阳能和研制新型绿色的能源，是化学科学研究的前沿性课题之一。化

起,研究有关的理论与技术,来解决能源的转化与储存,以更好地为人类生活服务。

6 终极能源

化学反应中,每生成一个二氧化碳分子可放出6.56×10

-19【1】

焦耳的能量。根据爱

因斯坦的质能转换公式可算出这一过程中只有系统质量的百亿分之一

【1】

转化为能量，

因引起质量转移的份额太少，所以相应放出的能量不大，质量转换成能量的效率太低了。

核反应过程中的质量亏损所占的份额就要大得多。铀235在裂变反应中，转换成能量的质量大约是参加反应的总质量的万分之九，因而质量转换成能量的效率比化石燃料提高了九百多万倍

【1】

。在氘、氚的聚变

反应中，转换成能量的质量大约是参加反应的总质量的千分之三点六，是化石燃料质量转化为能量效率的四千万倍

【1】

。但这仍然是

参加反应的物质极少部分转化为能量，质能转效率还是很低。

湮灭反应中，物质的质量全部转化成相当的能量，它的转化效率就是百分之百了

[1]

。湮灭反应是指物质与反物质相接触时会

释放出难以估量的巨大能量，并且它们均双双消失在爆发之中。反物质就是指与物质的一切属性恰好相反的物质，其实，在自然界中所有的粒子都有它的反粒子，正、反粒子的成对存在是自然界的普遍现象，它是一种

客观存在的实体，已在科学实验中得以证实。在1932年美国物理学家安德逊在宇宙射线中发现了正电子。1959年我国物理学家王淦昌教授发现了反西格马负超子?

?

那么你的座车即使用上10万年也不用加燃料

【3】

！这就是反物质的能量。

目前,科学家们采用两种途径寻觅反物质,一是在自然界中寻找反物质,二是在实验室中制造反物质。反物质是能源之最，也是理想的宇宙航行能源，但要使反物质进入实际应用，还有漫长的路要走! 湮灭释放的能量一旦作为能源被开发，其能量是巨大的，这种能源就是终极能源了。

。

现在我们作一个比较,按相同的质量,电子与正电子对湮灭放出的能量,比氘氚聚变大266倍；比铀235裂变约大一千倍；比碳、氧化合成二氧化碳约大一百亿倍。打个比方，如果你真能幸运地得到1克反物质，

[1]

参考文献:

[1]张美媛编著.能源春秋[M].北京:石油工业出版社,2003.1. 23-154

[2]周建伟,周勇等主编.新能源化学[M].郑州:郑州大学出版社,2009.8. 411 [3]周戟主编.传输力量的能源[M].上海:上海科学技术文献出版社,2011.1. 56-208

篇四：基本粒子,就是一种泡沫

物质的结构决定着物理的现象

一切物理现象都是由物质结构决定的。所谓光速、光速不可超越、超越光速产生物质、物质能量转换、时间变慢、空间弯曲都是物理现象。知道了物质结构，就知道了物理现象。

物质世界，仅由一种单质构成。基本粒子，就是单质中的一堆泡沫，可以破裂，也可以再产生，破裂释放能量，产生吸收能量。物质的类别，只是泡沫结构的不同。就像一堆砖头一样，可以建造成任意结构的房子，房子有墙，有门、有窗户。门和窗户其实就是墙上的泡沫，可以有千万种形状。我们不能只研究墙上的泡沫，不研究墙。

物质结构中最重要的一种东西，就是宇宙空间。宇宙空间本身是一种物质。是它造成了万有引力和核强力，我们必须承认它，研究它。

爱因斯坦说过：“物质就是能量，能量就是物质”。物质和能量可以互相转换。电磁波是动能形态能量，物质是势能形态能量。直观地说，光就是动能形态的能量，基本粒子就是势能形态能量。基本粒子可以转化为光。光可以转化为基本粒子。就像大气中的水分子和云来回转换一样。

E=mc^2，表明了一切物质都可以转换为能量。现已经发现的基本粒子有62种，根据爱因斯坦的公式，理论上说，这62种基本粒子最终都可以转换为同一种东西，就是能量；而且转换为能量时，62种基本粒子质量多少、转换多少，都是同量的，不存在谁多谁少的问题。同样，由能量这一种东西就可以生成62种基本粒子，可以这样说，62种基本粒子具有同质性，就是最终由同一种东西构成。只是大小、结构不同罢了。

基本粒子之间，来回、互相转换，一会释放电磁波，一会吸收电磁波这些现象。恰好说明了这一点。任何物体的速度都不能超过光速30万公里/秒，也说明所有物体都是由同一种东西构成。

敲击钢轨，就会产生铁原子的振动，这种振动就会以5200米的速度传递。这种振动就是声波。声波通过空气分子的传播速度是340米/秒，这个速度是空气决定的；通过水的传播的速度是1500米/秒，这个速度是液体水决定的。

火车的路径受轨道限定。所有电磁波的传播速度都是30万公里/秒，是什么东西限定了它的速度？任何物体的速度都不能超过光速，又是为什么？超过了会发生什么现象？ 物质世界，不存在虚无缥缈的东西，一切都是实的，一切都是需要具体解释的。

电磁波是一种振动，必须要有介质传递。基本粒子的加速运动，必须要有直接作用的推力。这个力可能是波，可能是其他粒子的运动传递，也可能是直接作用的压强差。万有引力，必须要有直接作用于物体的推力。如果两个物体之间什么都没有，凭什么产生牵拉力？只是我们没有发现。

电磁波实际是一种对空间的“敲击”，像敲击钢轨一样，需要有一种小物体当介质，一个推一个，传递过去，这是必须的。所以，宇宙空间，应该充满一种介质。这种介质，有点类似于液体，我们可以叫它为“空间液体”。电磁波实际就是对空间液体的“敲击”，产生的

力的传递。

根据E=mc^2，所有的基本粒子的构成都是同一种东西，这种东西可以完全“消失”，转换为能量，也可以由能量产生。由此推论，基本粒子的结构，是一种类似泡沫的结构。有点像抽真空的电灯泡，或者是像肥皂泡。可以湮灭，可以产生。

宇宙物质世界的基本结构是：“空间液体+泡沫+波+内部强大的压强”。泡沫和波可以互相转换。

泡沫消失为什么会产生巨大能量呢，是因为宇宙空间液体内存在着极其强大的压强。

这个压强可以计算：宇宙空间液体压强= (E=mc^2)÷对应的物体（泡沫）实际体积。以质子质量和大概体积粗略计算，可以达到1 ×10^(31)个大气压强。极其巨大。

可以这样想象，在10000米海水深处，压强是1000个大气压，想要推开海水，形成1立方米空间，就需要约1×10^(8)焦耳的能量。同样，这1立方米空间被填充，就会释放出约1×10^(8)焦耳的能量,物质和能量的转换也是这样的原理。

既然泡沫（基本粒子）可以转换为能量，那么，能量也可以转换为泡沫（基本粒子）。如果我们把极为巨大的能量的电磁波聚焦到空间液体里一个很小的点上，这个能量大到一定程度，那么这个点上就会产生泡沫（基本粒子）。现代科学实验已经证明，能量可以转换为物质，γ射线就可以转换为电子。可以这样说，电磁波是动能，物质 （泡沫结构）是势能，动能势能可以互相转换。单位体积内的动能超过临界值，就会“结晶”，转化为势能，具体形态就是基本粒子（泡沫结构）。就像空气中的水分子一样，含量超过临界值，就会转化为液体水。

泡沫结构组合成了各种基本粒子。基本粒子可以产生，也可以消失，因为它可以被空间液体填充；也可以再从空间液体中产生，就是说一方是物质，另一方是反物质。就像纸片上剪出来的文字一样，有阳文、有阴文，互相填充。

就像我们的电子数据库由1和0组成一样，虽然构成元素只有2种（也可以说由1和空格组成，只是一种元素），但是，通过排列组合，构成了千姿万彩的数字信息世界。

宇宙由“空间液体+泡沫结构+波+强大的压强”组成。泡沫结构经过组合，构成了基本粒子、基本粒子构成了原子、原子构成了分子，最后构成了千万般绚丽的物质世界，乃至生命。

我们在一个瓶子里装满油，密封，再用针管抽出一点油，形成一部分真空，剧烈摇晃，就会生成许多真空泡沫。如果再用针管充满油，泡沫就没有了。如果再抽掉一部分油并摇晃，就又会形成真空泡沫。如果我们翻过瓶子，泡沫就会向上运动（油向下运动），泡沫运动速度取决于油的性质（压强差、温度、粘稠度）。我们现在是只看到真空泡沫，只研究泡沫。而看不到油，也不研究油的性质。

物体的型是由空间液体和泡沫结构共同构成，如果没有空间液体，绚丽多彩、千姿百态的物质世界将不会存在。

一个物体在宇宙空间里滑行，如果没有外力作用，它保持一直这个滑行速度，但实际状况可能是，由于存在空间液体的阻力，这个物体会逐渐减速，但减速值极为微小。几十亿年来，地球围绕太阳转速在减低，自转速度也在减慢。

物体的质量实际就是泡沫体积和数量的集合，力是对泡沫运动变化的作用（实际是泡沫和空间液体的互相反向运动、就像油里的真空泡沫），时间是物体（电磁波）移动传播的距离，速度是不同的运动距离的比较。光传播30万公里为一秒，其他物体运动速度就可以用每秒移动多少距离来标定速度。

能量是质量×移动速度，温度是单位体积内的能量，波是空间液体的振动传递，也就是小物体一个推一个形成的宏观现象。本质就是小物体的运动。声波本质就是空气分子的互相推动，形成了像多米诺骨牌一样的运动现象。

泡沫具有特殊的结构，不会被轻易压碎。就像一个电灯泡一样，虽然有大气压，但电灯泡不会被压碎，但你再额外加压，灯泡就会被压碎，发出响声（能量）。氢弹爆炸，太阳热核反应，就是因为对泡沫额外加压，造成一部分泡沫破碎，总体积（质量）减少。

这样我们就可以解释物体和能量的互相转换。物质是一种内部有泡沫的结构，泡沫被空间液体填充，会造成空间液体的运动和振动，产生力、波、离子流等方式释放能量。强大的振动可以产生泡沫结构。能量和质量就可以互相转换。

恒星内部，万有引力产生的高压到一定程度，氢原子内的基本粒子（泡沫）就会被压碎一些，损失一部分体积（质量），释放出能量。合成为氦原子，压强继续增加，就会发生氦聚变，变成质量更大的原子，随着压强的继续增加，聚合反应会一环一环反应下去。构成原子的基本粒子不断被高压湮灭，释放能量。压强增加到一定程度，就会把电子压到质子中去，形成中子。这样原子的形态就会被破坏，聚合成中子星。压强继续增加，则就会破坏中子内的基本粒子泡沫的结构，把它的泡沫结构压填平，引发空间液体填充运动和振动，产生力、波、离子流等方式释放能量。最后基本粒子聚合形成黑洞。随着黑洞继续被压缩，基本粒子彻底消失，物质全部转换为能量，物质湮灭。

我们现有的宇宙是起源于一次大爆炸，大爆炸产生了组成我们宇宙的基本粒子（泡沫）。如果宇宙大爆炸发生在一个点上，最初的电磁波传播到现在基本上就是一个球形，年龄138.2亿岁，半径为138.2亿光年。

大爆炸后，基本粒子被强大的能量炸开。之后，基本粒子在万有引力作用下，开始聚合，物质湮灭反应会一环一环的继续下去，直到物质彻底消失，全部转化为能量。

宇宙中，仍然遵守着能量守恒定律，但也同时遵守着物质和能量间的定量转换定律。如果我们宇宙中的全部物质湮灭，便会释放出按E=mc^2公式计算的全部能量。如果把这些释放的能量再聚合到一起，便又会再生出构成我们宇宙的全部物质。

物质怎样产生呢？ 一是物体超越光速就会产生基本粒子，二是物体产生的力量超越了空间液体压强 “1 ×10^(31)个大气压强” 就会产生基本粒子。

举个例子，现在我们有一个炮弹形状的刚性物体，这个物体在任何情况下都不会改变形状。炮弹的横截面积是一个平方米。给这个炮弹施以外力加速到光速，如果要超越光速，加速的外力必须要抵挡住前方空间液体的压力：1 ×10^(31)个大气压强 × 1平方米。外力等于这个压力时，炮弹达到光速。外力大于这个压力时，炮弹开始超越光速，这时，炮弹后面的空间液体速度就跟不上炮弹，产生泡沫，这些泡沫就是基本粒子。物质就产生了。这时，输入多少能量就产生多少物质。 同样，这些新产生的物质如果再湮灭，就又会释放出等量的能量。炮弹除了直线运动外，它还可以围绕纵轴自转，这时它的自转线速度可以超越光速，既不存在空间液体填充的问题。也不存在克服空间压强问题。

在一瓶油液体里，真空泡沫之所以上浮，是因为受到了油液体的上下压强差的作用。 同样道理，在宇宙中，空间液体和泡沫相互作用，造成了空间液体压强的改变。形成了压强差。压强差产生了万有引力、核强力、弱力。泡沫及泡沫群周边空间液体都存在有压强差。

有一种观点，万有引力的形成，是由于空间弯曲。在平面里，可以有空间弯曲，但在立体空间，把所有面的空间弯曲集合到一起，产生的立体效果，就是压强差。

宇宙中，根本就不存在什么吸引力，两个物体之间没有都没有，凭什么产生吸力？所有的吸引力都是来自后方的压力及集合压力差。

具体来说，就是在一个物体周围，有一个空间液体压强差，这种压强差作用到物体上就是万有引力。

有一个著名的大气压力试验，就是马德堡半球实验。在这个试验中， 按照人们一般的直接感受， 两个半球是被强大的力量吸住了。但从物理的观点看，两个半球之间接触部分，除了非常光滑，密封，什么都没有，凭什么产生牵拉力？ 既然没有任何东西把两个半球连接到一起，那为什么会产生强大吸引力呢？ 这就是我们的错觉，它不是来自内部的吸力，而是来自外部大气的压力。 同样道理，万有引力不是吸引力，而是压力。 万有引力应该叫做万有压强。

我们站在地球上，受到了一个空间液体的集合压力差，把我们压向地球，产生了重力。同样，我们全身体站在水里，头部水压小，脚部水压大，会对我们产生一个上浮力。

基本粒子的运动，取决于四个因素：一是惯性，二是波的传递，三是其他粒子的运动传递，四是空间液体的压强差。空间液体压强差就是我们所说的万有引力，是最难解释的，但又是对粒子运动影响最多的因素。我们对带电粒子的加速，实际就是制造空间液体压强差，以压强差加速粒子。

夸克被胶子牢牢粘接在一起，粘接在一起必须要有粘接在一起的物理手段。 如果胶子和夸克之间有一种物理的手段连接，比如之间有钩子，恰子类的结构，这种现象还可以解释。如果没有这样的结构，那么他们之间靠什么手段粘接在一起？ 这实际和马德普半球试验一样，是我们的错觉，胶子和夸克实际是被强大的空间液体压强压接到了一起，这才是物

理的手段，物理的解释。

卫生间墙上常用到一种小皮碗。把它贴到瓷砖上，排开空气制造压强差。产生粘贴力。基本粒子聚合到一起，也会发生这种效应，“粘贴”到一起，就是我们说的强力。两块磁铁，同级是相斥的，但在磁铁表面十分光滑的情况下，我们用一个双向橡皮碗，就可以把它们“粘贴”起来，利用的就是空气压强差。这个双向橡皮碗，就是胶子。这就解释了“当夸克间的距离越大时，强作用力就越强。这种特性可用橡皮带的性质来比喻，即橡皮带拉得越长，作用力就越强”这种现象。

最大核强力也是可以计算的：≦胶子和夸克接触面积×空间液体压强。

两个基本粒子接触，接触点极小面积处没有空间液体，不产生压强，接触点内外就形成了压强差，这就弱作用力。因为要接触才产生，所以弱作用力距离极短。

在飞机上敲击钢轨，无论飞机速度怎样改变，振动传播速度不会变。光也是一样，在空间液体里传播速度是基本恒定的30万公里/秒。要是空间液体也可以飞行，我们从外界看，光速就超过了30万公里/秒。

给液体里的物体加速，如果速度超过该液体中振动波传播速度，物体后方就会产生泡沫。我们将一颗子弹射入水中，子弹的后方就会形成一个真空区，因为子弹速度超过了声波的速度。

我们可以加速一个泡沫（基本粒子），泡沫向前运动，空间液体就向后运动。波在空间液体内的传递速度是30万公里/秒。和子弹一样，如果这个被加速的泡沫运动速度超过了30万公里/秒，后面的液体就无法补充上来，泡沫就会变大。泡沫体积就是物体质量。物体质量就会变大。所以一个物体速度超过了光速，能量就会变成质量。基本粒子的质量在静止状态和运动状态时会发生变化，就是因为其泡沫体积发生了变化。

电磁波是一种振动，是一种对小物体的推动，一个推一个的传递形成的宏观现象，小物体之间互推时会产生间隙。当推力过大时，这个间隙就变成了泡沫，变成了物质。光又是波，又是粒子，就是这种情况。电子静止质量和运动质量不同，也是这种情况。

接近光速时间会变慢正是物体在液体里的运动特点造成的，一个氢原子，它的电子假设是以光的速度旋转，如果氢原子整体以光速运动，它的电子的旋转速度要是仍然不变，电子的速度就超过光速了，因为这时的电子走过的路径在立体空间里是一个曲线。像汽车走Z字曲线一样。空间液体里的物体速度不能超过光速。所以电子转速，就要降低。时间变慢。

电子在自旋时，运动方式是特殊的，是极小物体圆周的运动，电子结构物质圆形相接旋转，运动后方不会出现泡沫，线速度可能会超过光速。 一个原子，如果以光速运动，它自身的电子旋转，就停止了，因为电子陪着原子跑，速度已经达到光速，再转就超过光速了。原子内的其他基本粒子的固有运动也就停止了，整个原子内的自身一切运动， 都处于静止状态，在原子内，时间就停止了。时间就是物体（电磁波）传播的距离,电磁波传播30万公里为一秒钟。

篇五：癌症、衰老与保健

第一章 自由基的产生及其化学性质

一、什么是自由基

如方程式（1）、（2）所示，当A与B两个分子或原子间形成共价键时，可以看作它们共享一对电子，这两个电子既可以是一个分子所提供的，也可以是每个分子各贡献出一个电子，前者称为配位作用，后者称为共价结合。

+ A:- + B A:B （配位作用） （1）

A. + B.:B （共价结合） （2）

其逆过程，即当一个共价键离解时，必须要供给能量（自由能）。反应式（1）的逆过程称为异裂，反应式（2）的逆过程称为均裂。在均裂时所产生的分子或原子含有一个不配对电子，这种分子常具有高度化学活性——氧化活性。正因为如此，它们的寿命也极短暂。这些可以单独存在的具有一个或几个不配对电子的分子或原子就称为自由基（free radical），用R表示，即在分子式的右上角加一个黑点作为自由基的特征标记，以表示存在着不配对电子。根据这个定义，我们可知道氯原子（Cl）、氧原子（O:）和OH等都是自由基。

有些自由基即使在室温的溶液中也是稳定的，如氧原子（一个稳定的双基）。有些自由基带有负电荷或正电荷，所以叫做离子自由基或离子基。这种自由基往往又是氧化还原反应的中间产物。在氧化还原反应过程中，中性分子接受一个电子而变成负离子基，或失去一个电子而成为正离子基。 ·．·

二、自由基的产生

一般而言，自由基是通过共价键的均裂而产生的，但也可通过电子俘获而产生。

R + e R

天然存在的自由基一般都是有用的自由基（如氧原子），或者是半衰期比较短的自由基（如氯原子）。但是，由于某些分子，尤其是共价结合的有机分子吸收外部能量而产生均裂时，所形成的自由基是非常有害的。共价分子发生均裂而形成自由基的机制有：热解、光解和氧化还原反应。

(1)热解

很多化合物，特别是含有弱键的有机化合物可以发生热均裂反应，生成活泼的自由基。典型的例子是热锅炒菜时，脂肪、蛋白质和糖类等有机营养物发生的热均裂反应；抽烟时，烟草的不完全燃烧也产生大量的自由基。

(2)光解

电磁辐射（可见光、紫外线、X射线）或粒子轰击（如高能电子）都可提供使共价键裂解的能量而形成自由基。如紫外线照射可使水发生均裂而生成羟自由基（OH）:

H2O 紫外线．-. H + OH ．．

羟自由基可与机体内的有机物发生一系列的氧化还原反应，导致机体损伤，突变，甚至死亡。这就是紫外线杀菌的原理。

（3）氧化还原反应

氧化还原反应过程中产生的电子转移也可形成自由基。

机体的生命活动离不开能量，这种能量主要由营养物质来提供，生物体可将营养物氧化还原而自控地提供能量，这一过程产生了大量的电子，但是，电子可通过生物体的电子传递链有序地传递而产生少量的自由基中间产物，从而避免了大量的自由基对机体本身的伤害。

然而，有些时候机体中发生的氧化还原反应也可产生大量的自由基，因此对机体造成极大的伤害。例如，积食所造成的食物不完全氧化，便秘或宿便所造成的食物残渣被机体回收利用等。

三、自由基的化学反应

（1）湮灭反应

两个自由基可发生自我湮灭反应（self-annihilation）（又称复合反应或复合作用）：

R. + R.R-R 但在正离子基和负离子基之间未见到这种反应，因为电荷相同时，二者由于静电相斥而发生排斥作用。

（2）夺氢反应

这是非常普遍的自由基反应，也是自由基致衰老的主要原因。

R. + A-HR-H + A.

夺氢反应在自由基清除剂的反应中也很重要，如硫醇类有机物（大蒜、姜、葱等具有辛辣味的蔬菜中富有）含有-SH基团，在溶液中可与自由基发生包括夺氢反应在内的一系列反应：

R. + X-SHR-H + X-S.

2X-S.X-S-S-X

由此可见，硫醇类有机物在生物系统中是一种有效的自由基清除剂（详见第三章）。

（3）耗氧反应

．R. + O2RO2

． RO2 + A-HR-OOH + A.

这个反应是自由基使机体产生老年斑的主要原因。碘、硫和醌类可代替氧发生这个反应。

（4）歧化反应

有时一个自由基可从另一个自由基的β碳上夺取一个质子，变成安定的化合物，另一个自由基则变成不饱和化合物，其结果与复合作用一样，使自由基消灭，以终止自由基反应，例如：

2CH3-CH2 岐 化 酶 CH2=CH2 + CH3-CH3 .

（5）加成反应

X-C=C-X＇+ RX

-C

＇ ．（6）链锁反应

有时，一个自由基的反应产物成为另一个自由基反应的底物，从而引起一系列的自由基链式反应，称为自由基的链锁反应。自由基链式反应包括三个阶段，即引发、增长和终止阶段。其过程如下：

A-AA. （引发）

（扩展）

从总体来说，反应起始时，引发阶段占主导地位，反应体系中的新生自由基形成许多链的开端，反应底物的浓度也很高。这时，反应体系中以扩展阶段为主体，如果起始时有n个引发自由基，那么在扩展阶段中就有n条反应链。当反应到一定阶段后，体系中的非自由基底物越来越少，自由基本身相互碰撞的机会也越来越多，于是终止阶段也就到来：

2A. A-A

2C. C-C （终止）

A. + C. A-C

当然，如果反应体系中从一开始就有抗氧化剂（自由基清除剂）存在，那么它很快就捕捉住由引发产生的自由基，使反应不能扩展，从而很快终止了自由基的链式反应。

抗氧化剂在生产上很重要，主要有硫、磷、酚类、维生素E、维生素C、胡萝卜素等。

（-CH=CH-CH2-） + R. RH + （-CH=CH-HC.-）

O2

-CH=CH-CH2-） + （-CH=CH-HCO2.-）

（-CH=CH--） （败酸）

-OH

图1-1 老年斑形成过程

（7）脂类过氧化作用

自由基链锁反应的最好例子是脂类过氧化作用。生物膜中含有多种不饱和脂肪酸。如细胞膜、线粒体膜、溶酶体膜和内质网膜等，它们均含有种类繁多的不饱和脂肪酸，其特点是：当有自由基和氧存在时，就发生氧化变质，经常伴有一股难闻的酸败气味，并且使得食物不可口。这是食品过期变质的原理。这一作用对于理解自由基对细胞的损伤也是重要的。即R.可从不饱和脂肪酸分子上夺走氢，使其变成自由基，……不饱和脂肪酸自由基再吸收氧而形成败酸。败酸再和组织蛋白质结合形成脂褐质，俗称老年斑，即动物和人的神经细胞、心脏、肝及皮肤在老年时出现的点状或弥散状色素沉着。其反应通式如图1-1：

第二章 活性氧

一、氧的毒性

大约2×109年以前，地球上开始出现氧气，随着臭氧（O3）在高空的出现，以及臭氧和氧把有害的太阳紫外线吸收掉后，才使较复杂的陆生生物的进化成为可能。氧气是地球上一切需氧生物赖以生存的必备条件，但恰好又是最终导致其衰老或死亡的罪魁祸首。原因是氧具有毒性！

正常人静脉血中氧的含量为40mmHg，当氧的浓度增高时，就会发生中毒现象，主要表现为慢性中毒。例如，1940年发现许多早产婴儿眼晶体纤维化，到了1954年才知道这是由于把早产婴儿放在高氧浓度的育婴箱中造成的。后来认真控制氧的浓度后，这种病就不常见了。高浓度氧常能抑制视网膜血管的生长，当回复到正常浓度时，血管就会过分生长，有时会造成视网膜脱落，随后失明。高浓度氧对内分泌也有影响，使畸胎率增高。

二、活性氧及其在生物体内的产生

1．活性氧的定义

氧的毒性不是由于氧分子本身的反应能力，它的反应能力相对来说是微不足道。氧的毒性是由于氧分子还原成水时产生的许多中间产物，其中的绝大部分都是自由基，因此，把这些中间产物统称为活性氧（active oxygen species），即氧分子被还原成水时所产生的中间产物的统称，它包括超氧阴离子（superoxide anion）

-．．．O2 、羟自由基（hydroxyl radical）OH、过氧化氢分子（hydrogen peroxide）H2O2、烷氧基RO、烷过氧基ROO、氢过氧化物ROOH和氧分子O2本身等等。其中ROO和ROOH又称为脂类过氧化物。氧分子还原成水的全过程如下：

--． O2 + e

O2

-．-O2 + e H2O2 ．．

.H2O2 + e

OH + H2O -

OH + e H2O .-

2．活性氧的产生

细胞在正常代谢过程中，或者受到高能辐射时，以及由于高压氧，药物（抗癌药、抗生素、杀虫剂、麻醉剂等）代谢、吸烟和受到光化学空气污染物等作用都能产生活性氧。

三、活性氧的毒性

1．羟自由基的毒性

OH非常活泼，几乎能与活细胞中任何分子发生反应，且反应速率极快。能反应的物质遍及糖、氨基酸、磷脂、核酸和有机酸等。

OH是最活泼的自由基之一，在活性氧中也是最活泼的。它的反应可分为三大类：夺氢、加成和电子转移。其中夺氢和加成反应是OH导致生物机体细胞损伤、衰老或死亡的重要原因。

夺氢反应：OH可从醇类上夺走一个氢原子，并与之结合生成水，使醇碳原子带有一个不成对电子。以乙醇为例：

CH3CH2OH + OH. CH3CHOH + H2O

两个碳自由基可通过不成对电子构成共价键而生成非自由基产物：

CH3CHOH + CH3CHOH

OH与生物膜上的卵磷脂就是通过夺氢反应产生碳自由基而造成膜损伤的。当OH攻击糖，例如DNA中的脱氧核糖时，能产生许多不同的产物，其中有些具有致突变作用。

加成反应：OH可与DNA中嘌呤或嘧啶的-C=C-发生加成反应，生成嘌呤或嘧啶自由基，这些自由基再发生一系列的反应，最终引起DNA链的断裂，严重损伤DNA，以至于不能修复，使细胞死亡。即使活着也会发生突变（或癌变）。

电子转移：OH可与无机物或有机物发生电子转移。如：

--Cl + OH. Cl. + OH ．．．．...．．．．以上各种反应可见，OH如果在机体内产生，那么它可以立刻与周围的任何生物分子发生反应，生成活性各异的次级自由基，从而导致机体不同程度的损伤。 ．

2．超氧阴离子的毒性

-．．O2 是氧分子被还原成水时所产生的第一个活性氧自由基，其化学反应性质较OH弱，具有双重性质，既可作为电子供体（还原剂），又可作为电子受体（氧化剂）。

当其作为弱碱起作用时，可以成为电子供体，即还原剂，例如它能还原细胞色素（一种含血红素的蛋白质）和血红蛋白，使血红素中心的Fe3+还原成Fe2+：

细胞色素C（Fe3+）/血红蛋白（Fe3+） + O2 O2 + 细胞色素C（Fe2+）/血红蛋白（Fe2+） ．-

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