2) первичную и вторичную
3) ионизационную и радиационную (+)
4) прямую и косвенную
Керма характеризует кинетическую энергию, переданную незаряженным ионизирующим излучением вторичным заряженным частицам в единице массы вещества; единицей измерения является грей (Гр). Переданная энергия далее расходуется по двум основным каналам, поэтому полную керму представляют как сумму ионизационной, или столкновительной, кермы и радиационной кермы: K = Kcol + Krad. Такое разделение отражает не происхождение частиц, а последующую судьбу их кинетической энергии.
Ионизационная часть соответствует энергии, которую вторичные электроны и другие заряженные частицы теряют при неупругих столкновениях с атомами среды, вызывая их ионизацию и возбуждение. Эта энергия преимущественно поглощается веществом вблизи траектории частиц и формирует дозиметрически значимую локальную передачу энергии. Термин столкновительная керма является более строгим, поскольку учитывает не только образование ионов, но и возбуждение атомов без ионизации.
Радиационная часть включает энергию, уносимую фотонами, возникающими при тормозном излучении вторичных заряженных частиц, а также при других радиационных процессах, например аннигиляции позитронов в полёте. Эти фотоны могут покинуть рассматриваемый объём и передать энергию в другом месте, поэтому радиационная керма непосредственно не эквивалентна локально поглощённой дозе. Доля радиационных потерь возрастает с энергией электронов и атомным номером поглощающей среды.
| Критерий | Ионизационная (столкновительная) часть | Радиационная часть |
|---|---|---|
| Основной механизм | Неупругие столкновения заряженных частиц с атомами и молекулами | Излучательные потери энергии заряженных частиц |
| Физический результат | Ионизация, возбуждение и последующая передача энергии веществу | Образование вторичных фотонов, прежде всего тормозного излучения |
| Локальность энерговыделения | Энергия в основном поглощается в области пробега вторичных частиц | Энергия может переноситься фотонами за пределы рассматриваемого объёма |
| Обозначение | Kcol | Krad |
| Связь с полной кермой | Kcol = K(1 − g) | Krad = Kg, где g — средняя доля радиационных потерь |
| Зависимость от энергии и среды | Преобладает при сравнительно невысоких энергиях и в средах с низким атомным номером | Возрастает при высоких энергиях электронов и в веществах с большим атомным номером |
| Дозиметрическое значение | При равновесии заряженных частиц приближается к поглощённой дозе | Не включается в локальную поглощённую дозу, если вторичные фотоны покидают объём |
Различие между кермой и поглощённой дозой связано с пространственным переносом энергии вторичными заряженными частицами и фотонами. В условиях равновесия заряженных частиц поглощённая доза численно приближается к столкновительной керме, а не обязательно к полной керме. Для фотонного излучения это соотношение лежит в основе применения массового коэффициента поглощения энергии вместо массового коэффициента передачи энергии. Следовательно, разделение на ионизационную и радиационную части необходимо для корректного анализа энерговыделения в тканях, фантомах и дозиметрических детекторах.