2) рентгеновского излучения
3) нейтронов (+)
4) гамма-излучения
Максимальная биологическая эффективность среди перечисленных видов излучения характерна для нейтронов. Нейтроны не имеют электрического заряда и непосредственно ионизируют вещество слабее заряженных частиц, однако при столкновениях с ядрами тканей образуют быстрые вторичные протоны, ядра отдачи и другие заряженные частицы. Они создают плотные локальные треки ионизации с высокой линейной передачей энергии (ЛПЭ), что приводит к кластерным повреждениям ДНК, включая сложные двунитевые разрывы, плохо поддающиеся репарации.
Биологическая эффективность оценивается относительной биологической эффективностью (ОБЭ, RBE) — отношением дозы эталонного излучения к дозе исследуемого излучения при одинаковом биологическом эффекте. Для рентгеновского, гамма- и бета-излучения, относящихся преимущественно к низко-ЛПЭ излучениям, ОБЭ обычно близка к единице. У нейтронов она выше и зависит от энергии нейтронов, вида ткани, дозы и оцениваемого эффекта; поэтому при одинаковой поглощённой дозе нейтронное излучение может вызывать более выраженное клеточное поражение и тяжёлое повреждение органов.
| Критерий | Бета-излучение | Рентгеновское излучение | Нейтронное излучение | Гамма-излучение |
|---|---|---|---|---|
| Природа излучения | Поток электронов или позитронов | Электромагнитное излучение | Поток нейтральных частиц | Электромагнитное излучение ядерного происхождения |
| Основной механизм повреждения | Непосредственная ионизация атомов электронами | Вторичные электроны, возникающие при взаимодействии фотонов с тканями | Ядерные столкновения с образованием протонов и ядер отдачи | Вторичные электроны при фотоэффекте, комптоновском рассеянии и других взаимодействиях |
| Линейная передача энергии | Преимущественно низкая | Низкая | Высокая за счёт вторичных заряженных частиц | Низкая |
| Относительная биологическая эффективность | Обычно близка к 1 | Принимается примерно за 1 | Выше, чем у фотонного и электронного излучения; зависит от энергии | Принимается примерно за 1 |
| Характер повреждения ДНК | Преимущественно одиночные и часть двойных разрывов | Разреженная ионизация, повреждения чаще лучше репарируются | Кластерные и сложные двунитевые разрывы, хромосомные аберрации | Разреженная ионизация с преимущественно косвенным повреждением ДНК |
| Типичная особенность поражения | Выраженное поверхностное и кожное воздействие; опасность внутреннего поступления радионуклидов | Зависимость эффекта от энергии, поля и длительности экспозиции | Сочетание высокой биологической эффективности с глубокой проникающей способностью | Хорошая проникающая способность и относительно равномерное внешнее облучение |
| Принцип радиационной оценки | Поглощённая доза обычно близка к эквивалентной по численному значению | Эквивалентная доза рассчитывается с радиационным весовым коэффициентом около 1 | Необходимо учитывать энергетически зависимый радиационный весовой коэффициент | Радиационный весовой коэффициент принимается около 1 |
Высокая поражающая способность нейтронов не означает автоматически максимальную поглощённую дозу или наибольшую проникающую способность: это прежде всего характеристика качества излучения и его взаимодействия с тканями. В радиационной защите используют эквивалентную дозу, учитывающую радиационный весовой коэффициент, однако он не полностью тождественен экспериментальной ОБЭ. При оценке нейтронного облучения особенно важны энергетический спектр, геометрия поля, дозовая мощность и смешанный состав излучения. Поэтому в авиационной и космической медицине нейтронный компонент радиационного поля требует специальных дозиметрических методов и более строгой оценки биологического риска.