2) менее 10 (+)
3) от 51 до 100
4) от 10 до 50
Линейная передача энергии (ЛПЭ) — это средняя энергия, передаваемая ионизирующей частицей веществу на единице длины её трека; измеряется в кэВ/мкм. Редкоионизирующее излучение формирует разреженные ионизационные события, поэтому его ЛПЭ составляет менее 10 кэВ/мкм. К этой группе относят главным образом рентгеновское и гамма-излучение, а также электроны и β-частицы.
При низкой ЛПЭ повреждение биологических структур реализуется преимущественно косвенно — через радиолиз воды с образованием активных форм кислорода, хотя возможны и непосредственные повреждения ДНК. Ионизации распределены на большем расстоянии друг от друга, поэтому вероятность формирования кластерных двунитевых разрывов ДНК ниже, а повреждения чаще поддаются репарации. Для редкоионизирующего излучения характерен выраженный кислородный эффект: присутствие кислорода усиливает радиобиологическое действие.
Повышение ЛПЭ сопровождается увеличением относительной биологической эффективности (ОБЭ), большей плотностью повреждений ДНК и снижением зависимости эффекта от кислорода. Поэтому значение менее 10 кэВ/мкм является границей, используемой для отнесения излучения к редкоионизирующему; величины выше этого уровня соответствуют плотноионизирующему излучению.
| Группа излучения | Ориентировочная ЛПЭ, кэВ/мкм | Примеры | Особенности биологического действия |
|---|---|---|---|
| Редкоионизирующее | < 10 | Рентгеновское и гамма-излучение, электроны, β-частицы | Разреженная ионизация, преимущественно косвенное повреждение ДНК, выраженный кислородный эффект |
| Промежуточная область | 10–50 | Некоторые энергетические нейтроны и продукты ядерных взаимодействий | Более плотное распределение ионизаций и постепенное увеличение ОБЭ |
| Плотноионизирующее | 50–100 | Протоны и тяжёлые заряженные частицы в определённых энергетических диапазонах | Кластерные повреждения ДНК, меньшая репарабельность, повышенная ОБЭ |
| Высокая ЛПЭ | > 100 | α-частицы, тяжёлые ионы с низкой скоростью | Очень плотная ионизация, частые сложные двунитевые разрывы ДНК, слабее выражен кислородный эффект |
| Фотоны | Обычно около 0,2–3 | Рентгеновское и гамма-излучение | Типичный представитель редкоионизирующего излучения; эффективность существенно зависит от кислородной насыщенности тканей |
| α-излучение | Примерно 50–230 | Ядра гелия-4 | Типичный представитель плотноионизирующего излучения с высокой локальной повреждающей способностью |
Таким образом, правильным является значение менее 10 кэВ/мкм, поскольку именно оно соответствует редкоионизирующему типу излучения. ЛПЭ описывает пространственную плотность передачи энергии и не является синонимом поглощённой дозы. При одинаковой дозе излучение с большей ЛПЭ обычно вызывает более тяжёлые и трудно репарируемые повреждения клеток. В радиационной защите и лучевой терапии ЛПЭ используют для оценки качественных различий биологического действия разных видов излучения.