2) гамма-установку
3) рентгеновскую трубку
4) естественные радиоактивные изотопы
Источником тормозного мегавольтного излучения являются ускорители электронов, прежде всего медицинские линейные ускорители. Электроны разгоняются до энергий порядка нескольких–десятков МэВ и направляются на мишень из материала с высоким атомным номером, обычно вольфрама. При резком торможении электронов в кулоновском поле атомных ядер возникает тормозное рентгеновское излучение с непрерывным спектром; его максимальная энергия определяется энергией ускоренных электронов.
Сформированный фотонный пучок относится к мегавольтному диапазону и обладает высокой проникающей способностью, что позволяет облучать глубоко расположенные опухоли с относительным снижением дозы на поверхности кожи — так называемым кожесберегающим эффектом. Гамма-установки также применяются для дистанционной лучевой терапии, однако испускают фотонное излучение радиоактивного источника за счёт ядерного распада, а не за счёт торможения электронов. Рентгеновская трубка генерирует тормозное излучение, но в стандартной клинической практике обычно работает в киловольтном диапазоне и используется преимущественно для диагностических или поверхностных лечебных задач.
| Источник | Физический механизм | Характер излучения | Основное применение |
|---|---|---|---|
| Медицинский линейный ускоритель | Ускорение электронов и их торможение в металлической мишени | Мегавольтное тормозное фотонное излучение с непрерывным спектром | Дистанционная лучевая терапия глубоких опухолей |
| Бетатрон или другой электронный ускоритель | Разгон электронов электромагнитным полем с последующим торможением | Высокоэнергетические тормозные фотоны | Исторически — генерация терапевтических фотонных пучков |
| Рентгеновская трубка | Торможение электронов на аноде | Преимущественно киловольтное рентгеновское излучение | Рентгенодиагностика и поверхностная рентгенотерапия |
| Гамма-установка с кобальтом-60 | Радиоактивный распад ядра и испускание гамма-квантов | Фотонное излучение дискретных энергий около 1,17 и 1,33 МэВ | Дистанционная гамма-терапия |
| Естественные радиоактивные изотопы | Самопроизвольный распад нестабильных ядер | Альфа-, бета- или гамма-излучение в зависимости от нуклида | Естественный радиационный фон; ограниченное медицинское значение |
| Электронный пучок ускорителя без мишени | Непосредственное использование ускоренных электронов | Мегавольтное электронное излучение, а не тормозные фотоны | Лечение поверхностных и неглубоко расположенных опухолей |
Таким образом, определяющим признаком является не только высокая энергия фотонов, но и механизм их образования: торможение ускоренных электронов в мишени. Ускоритель может формировать как фотонный, так и электронный терапевтический пучок в зависимости от выбранного режима работы. Различие между тормозным и гамма-излучением основано на происхождении квантов: первое имеет электронно-ядерную природу, второе — ядерную.