2) α-излучение
3) β-излучение
4) нейтронное излучение
Рентгеновское излучение относится к электромагнитным ионизирующим излучениям, поскольку представляет собой поток фотонов — квантов электромагнитного поля. Фотоны не имеют электрического заряда и массы покоя, распространяются в вакууме со скоростью света и обладают энергией, достаточной для выбивания электронов из атомов и образования ионных пар. Рентгеновское излучение возникает преимущественно при торможении ускоренных электронов в веществе (тормозное излучение) и при переходах электронов между оболочками атомов (характеристическое излучение).
Ионизирующее действие рентгеновских фотонов реализуется через фотоэлектрический эффект, комптоновское рассеяние, а при высоких энергиях — образование электрон-позитронных пар. В результате формируются первичные и вторичные электроны, вызывающие дальнейшую ионизацию и возбуждение атомов; именно это лежит в основе как диагностического формирования изображения, так и биологического повреждения тканей при радиотерапии и лучевой диагностике.
α-, β- и нейтронное излучения имеют корпускулярную природу. Альфа-частицы являются ядрами гелия, β-частицы — электронами или позитронами, а нейтроны — электрически нейтральными ядерными частицами; поэтому данные виды не относят к электромагнитному излучению, хотя они также способны вызывать ионизацию вещества.
| Вид излучения | Физическая природа | Электрический заряд | Типичный источник | Основной механизм взаимодействия | Классификация |
|---|---|---|---|---|---|
| Рентгеновское | Фотоны электромагнитного поля | Отсутствует | Рентгеновская трубка: торможение электронов и характеристические переходы | Фотоэффект, комптоновское рассеяние, при высокой энергии — образование пар | Электромагнитное, ионизирующее |
| Гамма-излучение | Фотоны электромагнитного поля | Отсутствует | Радиоактивные превращения и ядерные переходы | Фотоэффект и комптоновское рассеяние с образованием вторичных электронов | Электромагнитное, ионизирующее |
| α-излучение | Ядра гелия 4He | Положительный, +2 | Альфа-распад тяжёлых ядер | Интенсивная прямая ионизация на коротком пробеге | Корпускулярное, ионизирующее |
| β-излучение | Электроны β− или позитроны β+ | −1 или +1 | Бета-распад атомных ядер | Прямая ионизация и тормозное излучение | Корпускулярное, ионизирующее |
| Нейтронное | Свободные нейтроны | Отсутствует | Ядерные реакторы, ускорители, деление ядер | Ядерные реакции и отдача заряженных частиц; преимущественно косвенная ионизация | Корпускулярное, ионизирующее |
В радиотерапии рентгеновские фотоны применяют для дистанционного облучения опухолей, поскольку их энергия и глубина проникновения позволяют формировать заданное распределение дозы. От принадлежности излучения к фотонному или корпускулярному зависят линейная передача энергии, радиобиологическая эффективность и особенности защиты. Электромагнитную природу излучения устанавливают по его фотонной природе, а не только по способности ионизировать вещество. Гамма- и рентгеновское излучения физически сходны, но различаются преимущественно происхождением фотонов.