2) бетатрон
3) линейный ускоритель
4) ядерный реактор (+)
Правильный ответ — ядерный реактор. Нейтроны в реакторе образуются в результате управляемой цепной реакции деления ядер тяжёлых нуклидов, прежде всего урана-235 или плутония-239. При каждом акте деления высвобождаются быстрые нейтроны, которые поддерживают дальнейшее деление; с помощью замедлителя, отражателя и коллиматоров формируют пучок с необходимыми энергетическими характеристиками.
Для радиотерапии могут использоваться быстрые, тепловые или эпитепловые нейтроны. Выбор энергии определяется клинической задачей: быстрые нейтроны применяют при нейтронной терапии, а эпитепловые — например, в бор-нейтронозахватной терапии, где после захвата нейтрона бором-10 возникают высокоэнергетические частицы, повреждающие опухолевые клетки. Реактор обеспечивает высокую плотность нейтронного потока и потому является классическим источником нейтронного излучения.
Бетатрон предназначен главным образом для ускорения электронов, а линейный ускоритель в стандартном режиме формирует электронный или фотонный пучок. При высокой энергии линейный ускоритель способен создавать вторичные нейтроны в фотоядерных реакциях, однако они являются побочным продуктом работы установки, а не основным видом излучения. Изотопные источники обычно применяются для получения альфа-, бета- или гамма-излучения; специализированные нейтронные источники на основе радионуклидов существуют, но не являются типичным ответом в данной классификации.
| Источник или установка | Основной физический процесс | Первичное излучение | Возможность получения нейтронов | Типичное применение |
|---|---|---|---|---|
| Ядерный реактор | Управляемое деление тяжёлых ядер и цепная реакция | Интенсивный поток нейтронов различных энергий | Основной и регулируемый источник нейтронного пучка | Исследовательские и лечебные нейтронные установки, бор-нейтронозахватная терапия |
| Изотопная установка | Самопроизвольный радиоактивный распад | Альфа-, бета- или гамма-излучение | Возможен только при использовании специальных нейтронных радионуклидных источников | Брахитерапия, радионуклидная диагностика и терапия, калибровочные источники |
| Бетатрон | Ускорение электронов переменным электромагнитным полем | Электроны и тормозное рентгеновское излучение | Прямого формирования нейтронного пучка обычно не осуществляет | Исторически — электронная и фотонная лучевая терапия |
| Линейный ускоритель | Ускорение заряженных частиц в высокочастотном электрическом поле | Электроны или фотоны | Может давать вторичные фотонейтроны при высоких энергиях и наличии мишени | Современная дистанционная фотонная и электронная терапия |
| Тепловые нейтроны | Замедление быстрых нейтронов в веществе до низких энергий | Нейтроны с энергией порядка 0,025 эВ | Формируются из реакторного потока с помощью замедлителя | Нейтронно-активационный анализ и отдельные варианты нейтронозахватной терапии |
| Быстрые нейтроны | Сохранение высокой кинетической энергии после деления | Нейтроны с энергией порядка МэВ | Выводятся из реактора через специальные каналы формирования пучка | Нейтронная терапия некоторых радиорезистентных опухолей |
Таким образом, ключевой признак ядерного реактора — возможность поддерживать контролируемую реакцию деления с образованием большого количества нейтронов. Энергетический спектр и интенсивность потока регулируют конструкцией активной зоны, замедлителем и системой формирования пучка. Ускорители могут создавать нейтроны лишь косвенно, поэтому в приведённой классификации они не являются основным источником. В радиотерапии выбор нейтронного пучка требует учёта его биологической эффективности, глубины проникновения и радиационной защиты.