2) γ до 100 кэВ
3) γ выше 100 кэВ
4) α
Правильный ответ — β(+), то есть позитронное излучение. Позитроны относятся к тяжёлым по сравнению с фотонами заряженным частицам и теряют энергию преимущественно вследствие ионизации и возбуждения атомов среды. При этом энергия распределяется вдоль сравнительно протяжённого трека, поэтому линейная передача энергии остаётся низкой, а пробег позитрона в мягких тканях для большинства медицинских радионуклидов составляет субмиллиметры — несколько миллиметров.
Длина трека зависит от начальной энергии β-частицы: чем выше энергия, тем больше её пробег. После замедления позитрон взаимодействует с электроном вещества и аннигилирует с образованием обычно двух фотонов по 511 кэВ; эти фотоны уже обладают существенно большей проникающей способностью и не определяют миллиметровый пробег самого позитрона. Поэтому в позитронной эмиссионной томографии пространственное разрешение ограничивается не только детектором, но и длиной пробега позитрона до аннигиляции.
α-частицы, напротив, создают плотную ионизацию на очень коротком расстоянии и характеризуются высокой ЛПЭ. Гамма-кванты являются косвенно ионизирующим излучением: они передают энергию вторичным электронам, а их путь до взаимодействия определяется коэффициентом ослабления и обычно не ограничивается несколькими миллиметрами, особенно при энергиях выше 100 кэВ.
| Вид излучения | Характер ЛПЭ | Типичный пробег или глубина проникновения в ткани | Основной механизм энерговыделения |
|---|---|---|---|
| β(+), позитроны | Низкая | Субмиллиметры — несколько миллиметров, зависит от энергии | Ионизация и возбуждение; после торможения — аннигиляция |
| β(−), электроны | Низкая | Обычно миллиметры, при высокой энергии — сантиметры | Ионизация, возбуждение и тормозное излучение |
| γ-кванты до 100 кэВ | Низкая у вторичных электронов | От миллиметров до сантиметров; сильно зависит от энергии и состава ткани | Преимущественно фотоэффект и комптоновское рассеяние |
| γ-кванты выше 100 кэВ | Низкая у вторичных электронов | Сантиметры и более; высокая проникающая способность | Преимущественно комптоновское рассеяние, при высоких энергиях — образование пар |
| α-частицы | Высокая | Десятки микрометров, значительно менее 1 мм | Плотная ионизация вдоль короткого трека |
Таким образом, сочетание низкой ЛПЭ и пробега порядка миллиметра наиболее характерно именно для позитронов. Клиническое значение этого свойства особенно велико при использовании короткоживущих β(+)-излучающих радиофармпрепаратов. Следует различать трек позитрона и последующее распространение аннигиляционных фотонов, поскольку они формируют разные компоненты распределения дозы. ЛПЭ оценивает локальную плотность передачи энергии, а не только общую проникающую способность излучения.