2) электронное и протонное (+)
3) нейтронное
4) тормозное рентгеновское низких энергий
Непосредственно ионизирующими называют излучения, частицы которых сами имеют электрический заряд и взаимодействуют с электронами атомов преимущественно посредством кулоновских сил. При прохождении заряженной частицы через ткань происходят возбуждение и выбивание орбитальных электронов, то есть ионизация вещества непосредственно вдоль траектории частицы. К этой группе относятся электроны и протоны; в радиотерапии к ней также относят α-частицы и другие заряженные тяжелые частицы.
Электронный пучок обладает сравнительно низкой линейной передачей энергии и формирует поверхностную или неглубокую дозу, что используется при лечении поражений кожи и подкожных тканей. Протоны также непосредственно ионизируют среду, но характеризуются более высокой массой и специфическим распределением дозы с максимумом в конце пробега — пиком Брэгга. Напротив, гамма- и тормозное рентгеновское излучение являются фотонными, а нейтроны электрически нейтральны: они ионизируют ткани главным образом опосредованно, создавая вторичные заряженные частицы.
| Вид излучения | Электрический заряд | Основной механизм ионизации | Классификация | Особенность в радиотерапии |
|---|---|---|---|---|
| Электроны | Отрицательный | Прямое кулоновское взаимодействие с атомными электронами | Непосредственно ионизирующее | Ограниченная глубина проникновения, преимущественное применение при поверхностных опухолях |
| Протоны | Положительный | Прямая ионизация и возбуждение атомов вдоль траектории | Непосредственно ионизирующее | Пик Брэгга и возможность снижения дозы за пределами мишени |
| Гамма-кванты | Не имеют заряда | Фотоэффект, комптоновское рассеяние и образование вторичных электронов | Косвенно ионизирующее | Ионизация осуществляется преимущественно вторичными электронами |
| Тормозное рентгеновское излучение | Не имеет заряда | Передача энергии электронам среды с последующим образованием вторичных электронов | Косвенно ионизирующее | Фотонный пучок с дозой, зависящей от энергии и глубины |
| Нейтроны | Электрически нейтральны | Ядерные столкновения с образованием протонов отдачи и других заряженных частиц | Косвенно ионизирующее | Высокая биологическая эффективность при значительном радиационном воздействии на ткани |
| α-частицы | Положительный заряд +2 | Плотная прямая ионизация вдоль короткого пробега | Непосредственно ионизирующее | Высокая линейная передача энергии и выраженное локальное повреждение |
Ключевым критерием классификации является наличие заряда у первичной частицы, а не сама величина переданной энергии. Фотон или нейтрон могут приводить к интенсивной ионизации, но делают это через вторичные заряженные частицы, поэтому относятся к косвенно ионизирующим излучениям. Биологический эффект определяется не только видом излучения, но и линейной передачей энергии, дозой, ее распределением и радиочувствительностью тканей. Следовательно, сочетание электронов и протонов соответствует категории непосредственного ионизирующего излучения.