Radiólisis del agua
Los efectos biológicos se deben en gran parte a la acción de las radiaciones sobre el agua, esto se debe por un lado a la elevada presencia de las moléculas de agua en los seres vivos y por otro al hecho de que ejerce como disolvente de otras moléculas y en el que tienen lugar importantes reacciones químicas.
Aunque la acción de las radiaciones sobre el agua o radiolisis del agua es una suma de procesos complejos, puede simplificarse resumiéndose en dos casos:
La descomposición molecular del agua y la formación de radicales libres.
En primer lugar la radiación incidente sobre lás moléculas de agua puede ionizarlas de tal manera que deja un ion H2O+ y un electrón libres. A este electrón se le llama electrón acuoso …ver más…

Los radicales se distribuyen de forma heterogénea a lo largo de la trayectoria de radiación, dependiendo de la transferencia lineal de energía de radiación. Una buena parte de ellos se pierden en reacciones neutralizadoras combinándose de la siguiente forma.

Pero otros se propagan pudiendo llegar en última instancia a atacar las cadenas de ADN si estos han sido generados en el núcleo celular.

Efecto oxígeno
El oxígeno es un potente radiosensibilizante, es decir, aumenta el efecto de la irradiación. Cuando el TLE (LET en inglés) es bajo, es necesario en ausencia de oxígeno (anoxia) multiplicar la dosis por un factor de 2,5 a 3 para obtener el mismo efecto que en presencia de oxígeno. Se llama OER (del inglés Oxigen Enhancement Ratio) o razón de aumento de oxígeno, al número de dosis necesaria para obtener el mismo efecto según condiciones de anoxia o de oxigenación normal. El oxígeno, al combinarse con los radicales libres, produce un aumento de la vida media de éstos y la fijación del daño radioinducido.
Moléculas donadores de H
Las moléculas donadores de H, como las que contienen grupo sulfhidrilo (-SH), pueden neutralizar los radicales libres, teniendo un papel protector, ya que se ha demostrado que el aumento o disminución en los niveles intracelulares de grupos -SH, origina cambios paralelos en la supervivencia celular. Actualmente se está probando el uso de ácido