2) кинетическое
3) радиационное
4) электронное (+)
Электронное равновесие — это состояние, при котором в рассматриваемом объёме вещества обеспечивается баланс заряженных ионизирующих частиц: частицы, покидающие объём, компенсируются частицами с сопоставимой энергией, входящими в него или возникающими внутри него. При взаимодействии фотонного излучения с веществом основными переносчиками энергии являются вторичные электроны и позитроны, образующиеся при фотоэффекте, комптоновском рассеянии и рождении электрон-позитронных пар. Их кинетическая энергия расходуется на ионизацию и возбуждение атомов, формируя поглощённую дозу.
При электронном равновесии энергия, переданная излучением заряженным частицам в объёме, локально компенсируется энергией частиц, покидающих этот объём. Поэтому поглощённая доза становится практически равной столкновительной керме: D ≈ Kcol. Это соотношение используется в дозиметрии фотонных пучков и справедливо преимущественно в однородной среде при размерах поля и объёма, превышающих пробег вторичных электронов.
| Состояние или условие | Физический критерий | Практическое значение |
|---|---|---|
| Электронное равновесие | Потоки вторичных электронов и позитронов, входящих в объём и выходящих из него, сбалансированы по энергии | Поглощённая доза близка к столкновительной керме: D ≈ Kcol |
| Электронное равновесие в однородной среде | Размер поля и исследуемого объёма больше максимального пробега вторичных заряженных частиц | Обеспечивается корректная интерпретация показаний дозиметра и расчёта дозы |
| Область электронного нарастания | После входа фотонного пучка вторичные электроны ещё накапливаются, поэтому их поток не сбалансирован | Доза быстро увеличивается с глубиной; электронное равновесие ещё не достигнуто |
| Граница двух сред | Пробег электронов различается по обе стороны границы из-за неодинаковой плотности и атомного состава | Возможны локальные отклонения дозы, особенно на границах воздух–ткань и ткань–кость |
| Малое радиационное поле | Поперечный размер поля сопоставим с пробегом вторичных электронов | Нарушается латеральное равновесие, поэтому требуются специальные алгоритмы расчёта и измерения |
| Радиационное равновесие | Баланс энергии, переносимой непосредственно фотонным излучением, на границах объёма | Не является синонимом электронного равновесия; описывает другой этап переноса энергии |
| Вековое равновесие | В цепочке радиоактивного распада скорости образования и распада дочерних нуклидов становятся равными | Относится к радионуклидным превращениям, а не к пространственному распределению энергии в веществе |
Нарушение электронного равновесия особенно существенно в поверхностной зоне, при малых полях, рядом с неоднородностями и при использовании высокоэнергетических фотонов. В этих условиях поглощённая доза не может быть надёжно оценена только по энергии, переданной фотонами в данной точке. Для повышения точности применяют измерения в условиях электронного равновесия, поправочные коэффициенты и расчёты методом Монте-Карло.