2) альфа-излучение (+)
3) бета-излучение
4) гамма-излучение
Альфа-частицы представляют собой ядра гелия, состоящие из двух протонов и двух нейтронов. Их значительная масса, двойной положительный заряд и сравнительно невысокая скорость обусловливают интенсивное электромагнитное взаимодействие с атомами вещества. На коротком участке пробега альфа-частица вызывает большое число актов возбуждения и ионизации, поэтому для альфа-излучения характерна наиболее высокая линейная передача энергии и, соответственно, максимальная линейная плотность ионизации среди перечисленных видов излучения.
Высокая плотность энерговыделения приводит к формированию тесно расположенных повреждений ДНК, включая сложные двунитевые разрывы, которые плохо поддаются репарации. При внешнем облучении альфа-частицы задерживаются роговым слоем кожи или листом бумаги, однако при поступлении радионуклида внутрь организма обладают выраженной радиотоксичностью. В радиационной защите это отражено высоким радиационным взвешивающим коэффициентом для альфа-излучения, равным 20.
| Вид излучения | Физическая характеристика | Линейная плотность ионизации | Проникающая способность | Радиационно-биологическое значение |
|---|---|---|---|---|
| Альфа-излучение | Тяжёлые частицы с зарядом +2 | Очень высокая | Очень низкая; пробег в тканях составляет десятки микрометров | Особенно опасно при ингаляционном, алиментарном или раневом поступлении радионуклидов |
| Поток протонов | Тяжёлые частицы с зарядом +1 | Средняя или высокая, возрастает при замедлении | Зависит от энергии; характерен пик Брэгга | Вызывает локализованное энерговыделение, используемое в протонной терапии |
| Бета-излучение | Электроны или позитроны | Низкая | Умеренная; пробег в тканях обычно составляет миллиметры | Может вызывать поражение кожи и поверхностных тканей, а также внутреннее облучение |
| Гамма-излучение | Высокоэнергетические фотоны | Низкая | Высокая | Опасно преимущественно как источник общего внешнего облучения |
| Рентгеновское излучение | Фотоны электромагнитной природы | Низкая | Высокая, зависит от энергии фотонов | Широко применяется в диагностике и лучевой терапии; требует экранирования |
| Нейтронное излучение | Незаряженные частицы, создающие вторичные заряженные частицы | Косвенно формирует высокую плотность ионизации | Высокая | Обладает значительной биологической эффективностью и требует специальных защитных материалов |
Линейная плотность ионизации тесно связана с линейной передачей энергии, но эти понятия характеризуют процесс с разных позиций: первое отражает число ионов на единицу пути, второе — количество переданной энергии. Чем плотнее расположены ионизационные события, тем выше вероятность нерепарируемого повреждения критических клеточных структур. Поэтому при одинаковой поглощённой дозе альфа-излучение обычно вызывает более выраженный биологический эффект, чем бета- или гамма-излучение. Оценка опасности должна учитывать не только вид излучения, но и путь поступления радионуклида, его распределение в организме и период эффективного полувыведения.