2) нейтронов в области накопления
3) фотонов тормозного излучения (+)
4) электронов в области накопления
Низкодозный хвост кривой глубинного распределения дозы электронного пучка обусловлен главным образом фотонами тормозного излучения. При прохождении высокоэнергетических электронов вблизи атомных ядер часть их кинетической энергии превращается в тормозные фотоны. Такие фотоны образуются как в элементах головки линейного ускорителя — рассеивающих фольгах, коллиматорах и аппликаторах, — так и в облучаемой среде. В отличие от электронов, фотоны обладают значительно большей проникающей способностью и продолжают вносить дозу на глубинах, превышающих практический пробег электронного пучка.
Для электронного излучения характерны относительно высокая поверхностная доза, небольшая область нарастания дозы, максимум на ограниченной глубине и последующее быстрое падение дозы вследствие потери энергии и рассеяния электронов. После достижения практического диапазона электронная составляющая дозы становится минимальной, однако кривая не падает строго до нуля: сохраняется небольшой фотонный компонент. В клинической дозиметрии его называют тормозным фотонным загрязнением; его величина, как правило, увеличивается с ростом энергии электронов и зависит от конструкции ускорителя и материалов, с которыми взаимодействует пучок.
| Компонент или участок кривой | Физический механизм | Характерный дозиметрический признак |
|---|---|---|
| Поверхностная доза | Непосредственное взаимодействие электронов с поверхностными тканями | Существенная доза уже на поверхности |
| Область накопления | Формирование электронного равновесия и вклад вторичных электронов | Рост дозы до максимума Dmax |
| Область максимальной дозы | Преобладание энергетических потерь электронов в среде | Достижение максимума глубинной дозы |
| Зона быстрого спада | Снижение энергии и прекращение пробега большинства первичных электронов | Резкое уменьшение дозы с глубиной |
| Практический диапазон Rp | Почти полное исчерпание терапевтически значимого электронного компонента | Граница эффективного проникновения электронного пучка |
| Дистальный хвост | Тормозное излучение, возникающее при взаимодействии электронов с веществом | Небольшая остаточная доза глубже Rp |
| Нейтронный компонент | Фотоядерные реакции возможны при достаточно высоких энергиях ускорителя | Не определяет типичный хвост глубинной дозы электронного пучка |
Физическая природа дистального хвоста имеет практическое значение при планировании лучевой терапии, поскольку даже за пределами основного электронного диапазона сохраняется небольшая доза. Доля тормозного излучения особенно важна при использовании электронов высоких энергий и при наличии высокоатомных материалов в тракте пучка. Ядерный распад воды не является механизмом формирования такого распределения, а нейтроны и электроны области накопления не объясняют дозу на глубинах за пределами пробега электронов. Поэтому наличие глубокого низкоамплитудного хвоста является характерным следствием фотонного загрязнения электронного пучка.