2) полипропиленом
3) углеродом (графитом)
4) карбонатом аммония
Вода принимается за эквивалент мышечной ткани благодаря близости их радиационно-физических свойств. Мышца содержит преимущественно воду, а её плотность составляет примерно 1,04 г/см³ против 1,00 г/см³ у воды; эффективный атомный номер и электронная плотность также близки. Поэтому при прохождении фотонного и электронного излучения процессы рассеяния, поглощения энергии и торможения вторичных электронов в мышце и воде имеют сходный характер.
В дозиметрии вода является стандартной средой для определения поглощённой дозы: многие калибровочные протоколы формулируют результат как дозу в воде. В условиях лучевой терапии водный фантом позволяет воспроизводимо измерять дозное распределение, глубинную дозу и профиль пучка, а затем переносить эти данные на мягкие ткани. Полипропилен, графит и карбонат аммония имеют более существенные различия по составу, плотности или стабильности и потому не обеспечивают столь универсальной водоэквивалентности.
| Среда | Ориентировочная плотность | Радиационно-физические свойства | Применение в дозиметрии |
|---|---|---|---|
| Вода | 1,00 г/см³ | Эталонная среда с хорошо изученными коэффициентами взаимодействия и близким к мышце эффективным атомным номером | Водные фантомы, калибровка дозиметров, определение поглощённой дозы в воде |
| Мышечная ткань | Около 1,04 г/см³ | Высокое содержание воды, электронная плотность и тормозная способность близки к водным средам | Биологическая ткань, для которой выполняется приближённый пересчёт дозы из водного фантома |
| Полипропилен | Около 0,90–0,91 г/см³ | Углеводородный полимер с иной плотностью и элементным составом; водоэквивалентность зависит от энергии и вида излучения | Материал отдельных фантомов и конструкционных элементов, но не универсальная замена мышце |
| Графит | Около 1,7–2,2 г/см³ | Практически состоит из углерода; плотность и энергетические характеристики заметно отличаются от мягких тканей | Материал электрометрических и калориметрических детекторов, а не стандартная тканеэквивалентная среда |
| Карбонат аммония | Зависит от формы и условий хранения | Ионное соединение, химически нестабильное; при нагревании разлагается с выделением газов | Не применяется как стабильный материал для воспроизводимых дозиметрических фантомов |
| Кость | Примерно 1,5–2,0 г/см³ | Содержит кальций и фосфор, имеет существенно больший эффективный атомный номер и поглощение излучения | Требует отдельного учёта неоднородности, водой корректно не моделируется |
Водная эквивалентность особенно надёжна для мягких тканей при фотонном и электронном излучении терапевтических энергий, однако не является абсолютной для всех видов излучения и диапазонов энергий. При планировании лечения неоднородности учитывают по данным компьютерной томографии, преобразуя значения плотности и материала в расчётной системе. Для костной ткани, лёгких, металлических имплантатов и протонной терапии необходимы более точные модели состава и относительной тормозной способности.