2) рентгеновское излучение (+)
3) пучок ускоренных протонов
4) альфа-излучение
Рентгеновское излучение относится к электромагнитному и представляет собой поток фотонов — квантов энергии, не имеющих электрического заряда и массы покоя. В рентгеновской трубке оно образуется преимущественно при торможении ускоренных электронов в материале анода, а также при переходах электронов между внутренними оболочками атомов. Способность рентгеновских фотонов ионизировать вещество обусловливает их диагностическое применение и биологическое действие.
Нейтроны, протоны и альфа-частицы относятся к корпускулярному, или частичному, ионизирующему излучению: они представлены материальными частицами с массой покоя. Принципиальное различие основано на физической природе излучения, а не только на его ионизирующей способности. В медицинской практике рентгеновские лучи используют для визуализации тканей за счёт неодинакового ослабления фотонного потока, тогда как протонное, нейтронное и альфа-излучение применяют преимущественно в специализированных видах лучевой терапии или изучают как фактор радиационного воздействия.
| Вид излучения | Физическая природа | Электрический заряд и масса покоя | Основной механизм взаимодействия с веществом | Медицинское значение |
|---|---|---|---|---|
| Рентгеновское | Поток электромагнитных фотонов | Заряда и массы покоя нет | Фотоэффект, комптоновское рассеяние; при высоких энергиях — образование пар | Рентгенодиагностика, компьютерная томография, лучевая терапия |
| Гамма-излучение | Поток электромагнитных фотонов ядерного происхождения | Заряда и массы покоя нет | Ослабление и рассеяние в тканях, ионизация атомов | Сцинтиграфия, радионуклидная диагностика, брахитерапия |
| Нейтронное | Поток свободных нейтронов | Заряд отсутствует, масса есть | Упругое и неупругое взаимодействие с ядрами, ядерные реакции | Нейтронная терапия и радиационная биология; высокая биологическая эффективность |
| Протонное | Поток ядер водорода | Положительный заряд, масса есть | Ионизация и возбуждение атомов вдоль трека, максимум энерговыделения в пике Брэгга | Протонная терапия с возможностью снижения дозы за пределами мишени |
| Альфа-излучение | Поток ядер гелия-4 | Заряд +2, масса есть | Плотная ионизация на коротком пробеге | Высокая локальная биологическая эффективность; перспективно для таргетной альфа-терапии |
| Бета-излучение | Поток электронов или позитронов | Заряд −1 или +1, масса есть | Ионизация, возбуждение и тормозное излучение | Радионуклидная диагностика и терапия; корпускулярное излучение |
К электромагнитному спектру относятся также радиоволны, инфракрасное, видимое, ультрафиолетовое, рентгеновское и гамма-излучение; они различаются длиной волны и энергией фотонов. Рентгеновское излучение является ионизирующим, поскольку энергия его фотонов достаточна для удаления электронов из атомов и молекул. При обследовании детей особенно важны обоснованность исследования, минимально необходимая экспозиция и принцип ALARA — поддержание дозы настолько низкой, насколько это разумно достижимо. Риск поздних стохастических эффектов зависит от дозы, возраста и объёма облучённых тканей.