2) полиметилметакрилат
3) вода (+)
4) парафин
Вода является стандартной референсной средой для определения поглощённой дозы фотонных пучков 60Co, поскольку по радиационным свойствам близка к мягким тканям организма и обеспечивает воспроизводимые условия рассеяния и поглощения излучения. Для гамма-квантов 60Co со средней энергией около 1,25 МэВ основным механизмом взаимодействия в воде является комптоновское рассеяние с образованием вторичных электронов, энергия которых и формирует поглощённую дозу.
В современной дозиметрии калибровочный коэффициент ионизационной камеры обычно выражается как коэффициент калибровки в единицах поглощённой дозы в воде (ND,w). Камеру устанавливают в водный фантом на заданной глубине и в стандартных геометрических условиях; регистрируемый заряд преобразуют в дозу с учётом поправок на температуру и давление, рекомбинацию, полярность, качество пучка и возмущение поля камерой. Водный фантом также позволяет приблизить условия электронного равновесия и получить глубинное распределение дозы, необходимое для клинической радиотерапии.
Воздух пригоден прежде всего для измерения воздушной кермы или экспозиционных характеристик, но не является тканеэквивалентной средой для прямого определения дозы в облучаемом объёме. Полиметилметакрилат и парафин применяются как конструкционные или имитирующие материалы, однако их плотность и элементный состав отличаются от воды, поэтому требуют дополнительных поправок и не заменяют референсную водную дозиметрию.
| Среда или подход | Основное применение | Преимущества | Ограничения для дозиметрии пучка 60Co |
|---|---|---|---|
| Вода | Референсное измерение поглощённой дозы в воде | Тканеэквивалентность, воспроизводимость, соответствие протоколам TRS-398 и TG-51 | Требует контроля температуры, уровня воды, геометрии и размеров фантома |
| Воздух | Измерение воздушной кермы, контроль выхода источника, калибровка в свободном воздухе | Удобное измерение и стабильная работа ионизационных камер | Не моделирует поглощение и рассеяние в тканях; необходим переход от кермы к дозе |
| Полиметилметакрилат | Твёрдые фантомы, механические и эксплуатационные измерения | Прочность, удобство обработки, стабильность формы | Отличается от воды по плотности и составу; требуются поправки на эквивалентную глубину |
| Парафин | Имитационные фантомы и учебные демонстрации | Высокое содержание водорода, простота изготовления | Состав и плотность зависят от рецептуры; метрологическая прослеживаемость ниже, чем у воды |
| Твёрдая водоэквивалентная пластмасса | Ежедневный контроль качества и мобильные измерения | Не требует заполнения ванны, удобна при повторных проверках | Водоэквивалентность зависит от энергии и геометрии; материал должен быть валидирован |
| Доза в другом веществе | Расчёт дозы для конкретного материала или имплантата | Учитывает фактический состав среды | Это уже доза в среде (Dmed), а не стандартная референсная доза в воде; нужны коэффициенты пересчёта |
Результат, полученный в воде, служит общей точкой отсчёта для сравнения источников, аппаратов и клинических планов облучения. Пересчёт от дозы в воде к дозе в ткани выполняют только при необходимости и с использованием соответствующих физических моделей. Поэтому именно вода обеспечивает наилучшую связь между метрологической калибровкой, характеристиками пучка 60Co и клинической интерпретацией дозы.