2) низкой проникающей способностью
3) высокой проникающей способностью (+)
4) отсутствием проникающей способности
Редкоионизирующее, или разреженноионизирующее, излучение характеризуется низкой линейной передачей энергии (ЛПЭ, LET): энергия теряется на относительно больших участках траектории, а образующиеся ионные пары распределены менее плотно. К этой категории относят прежде всего рентгеновское и гамма-излучение; высокоэнергетическое бета-излучение также обладает низкой ЛПЭ, хотя его пробег в ткани обычно меньше, чем у фотонов. Для фотонного излучения характерна способность проникать на значительную глубину за счёт взаимодействия с веществом посредством фотоэффекта, комптоновского рассеяния и, при высокой энергии, рождения электрон-позитронных пар.
Именно поэтому правильным является признак высокой проникающей способности: редкоионизирующее излучение может достигать глубоко расположенных органов и тканей, а его биологическое действие реализуется как прямым повреждением ДНК, так и преимущественно косвенно — через свободные радикалы, возникающие при радиолизе воды. Величина проникновения зависит от энергии, вида излучения и плотности среды, поэтому термин высокая имеет относительный характер и не означает абсолютной проницаемости. В отличие от него альфа-частицы и тяжёлые заряженные частицы обладают высокой ЛПЭ, создают плотные треки и быстро теряют энергию, что ограничивает их пробег.
| Вид излучения | Линейная передача энергии | Проникающая способность в тканях | Основной механизм повреждения | Примеры защиты |
|---|---|---|---|---|
| Рентгеновское излучение | Низкая | Высокая; глубина проникновения зависит от энергии фотонов | Преимущественно косвенное повреждение ДНК через радиолиз воды | Свинцовые экраны, увеличение расстояния, сокращение времени экспозиции |
| Гамма-излучение | Низкая | Высокая; может воздействовать на глубоко расположенные органы | Ионизация и возбуждение атомов с образованием вторичных электронов | Толстые слои бетона или свинца, дистанционная работа |
| Бета-излучение | Низкая или умеренная | Ограниченная или средняя; зависит от энергии электронов | Ионизация вдоль трека электрона, возможное тормозное излучение | Пластик или оргстекло, при необходимости дополнительный слой свинца |
| Альфа-излучение | Высокая | Очень низкая; задерживается кожей и небольшим слоем воздуха | Плотная ионизация, выраженное локальное повреждение ДНК | Предотвращение попадания внутрь организма, герметизация источника |
| Тяжёлые заряженные частицы | Высокая | Ограниченная, но с формированием выраженного пика Брэгга | Кластерные повреждения ДНК в области максимальной отдачи энергии | Массивные защитные барьеры и контроль пучка |
| Нейтронное излучение | Косвенно высокая биологическая эффективность | Высокая; ослабляется за счёт рассеяния и ядерных реакций | Повреждение вторичными протонами и ядрами отдачи | Водородсодержащие материалы с добавлением поглотителей нейтронов |
Высокая проникающая способность определяет необходимость защиты не только кожи, но и всего тела при работе с рентгеновскими и гамма-источниками. Для оценки опасности учитывают энергию и интенсивность излучения, мощность дозы, расстояние до источника и время воздействия. Биологический эффект дополнительно зависит от ЛПЭ, дозы, фракционирования и радиочувствительности ткани. Поэтому физическая проникающая способность и радиобиологическая эффективность являются взаимосвязанными, но не тождественными характеристиками.