2) 1
3) 80
4) 8 (+)
Пробег протонов в воде при начальной энергии 100 МэВ составляет примерно 7,5–8 см, поэтому правильный ответ — 8 см. Для ориентировочной оценки используют эмпирическую зависимость R ≈ 0,0022·E1,77, где R выражен в сантиметрах, а энергия E — в МэВ. Подстановка 100 МэВ дает значение около 7,6 см, которое в тестовых расчетах округляют до 8 см.
Физической основой является постепенная потеря энергии протонами при электромагнитном взаимодействии с электронами и ядрами вещества. По мере замедления удельные энергетические потери возрастают, формируя в конце траектории пик Брэгга; после него доза быстро снижается практически до нуля. Поэтому пробег определяет глубину расположения максимума дозы и является ключевым параметром планирования протонной лучевой терапии.
| Начальная энергия протонов, МэВ | Ориентировочный пробег в воде, см | Практическое значение |
|---|---|---|
| 50 | ≈ 2,2 | Облучение поверхностно расположенных мишеней |
| 70 | ≈ 4,0 | Небольшая глубина залегания мишени |
| 100 | ≈ 7,6–8,0 | Соответствует отмеченному в задаче ответу |
| 150 | ≈ 15,8 | Средняя глубина расположения мишени |
| 200 | ≈ 25–26 | Глубоко расположенные мишени |
| 250 | ≈ 38–39 | Большая глубина; типичный верхний диапазон клинических протонных установок |
Пробег в воде используют как стандартную оценку пробега в мягких тканях, поскольку их радиологические свойства близки к воде. В реальном пациенте глубина определяется не только энергией, но и неоднородностью тканей, поэтому применяют радиологическую толщину и компенсаторы. Следует различать максимальный пробег, непрерывный пробег и практический пробег, однако для учебной оценки энергии 100 МэВ достаточно значения около 8 см.