2) пациент (+)
3) радиоэлектроника линейного ускорителя
4) нейтронное излучение
При высокоэнергетическом фотонном облучении в тканях пациента возможны фотоядерные реакции: ядро кислорода, углерода или азота поглощает фотон и испускает нейтрон, протон либо α-частицу. В результате образуются радиоактивные нуклиды, то есть возникает наведённая активность самого пациента. Наиболее характерны короткоживущие радионуклиды, включая 15O, 13N и 11C, распад которых продолжается после выключения ускорителя.
Часть этих нуклидов распадается с испусканием позитронов; после их аннигиляции возникают фотоны с энергией 511 кэВ. Поэтому непосредственно после сеанса пациент может кратковременно регистрироваться как источник ионизирующего излучения в процедурном помещении. Интенсивность наведённой активности зависит от энергии и продолжительности облучения, числа мониторных единиц, объёма облучённых тканей и времени, прошедшего после сеанса; она уменьшается по экспоненциальному закону, определяемому периодом полураспада радионуклидов.
Нейтронное излучение при этом является вторичным радиационным фактором и механизмом активации, но не самостоятельным радиоактивным объектом. Активации могут подвергаться также мишень, коллиматоры, фильтры, стол пациента и элементы защиты, однако пациент непосредственно находится в пучке и содержит значительное количество ядер кислорода, углерода и азота. Поэтому именно он является корректным ответом как возможный кратковременный источник наведённой активности в помещении ускорителя.
| Объект или фактор | Основной механизм | Что регистрируется после выключения пучка | Типичная радиационная значимость |
|---|---|---|---|
| Пациент | Фотоядерные реакции в ядрах кислорода, углерода и азота; возможна активация также вторичными нейтронами | 15O, 13N, 11C и продукты их распада; позитроны и аннигиляционные фотоны | Кратковременный источник после сеанса, активность быстро снижается |
| Фотонный пучок | Первичное тормозное излучение | Остаётся только при работающем ускорителе; после отключения пучка наведённой активности не создаёт | Внешнее облучение, но не остаточная радиоактивность |
| Нейтронное излучение | Фотоядерные реакции в мишени и элементах головки ускорителя | Само нейтронное поле исчезает после прекращения генерации; оно может активировать окружающие материалы | Вторичный фактор, а не радиоактивный объект |
| Мишень, коллиматоры, фильтры | Фотоядерные реакции и захват нейтронов ядрами материалов ускорителя | Гамма- и β-излучение от активированных конструкционных материалов | Может иметь значение при техническом обслуживании и радиационном контроле |
| Стол, средства фиксации и поверхности помещения | Активация материалами вторичного нейтронного поля | Остаточная активность различной длительности в зависимости от состава материала | Обычно невысокая, но учитывается при обследовании помещений |
| Радиоэлектронные компоненты | Радиационные повреждения, наведённые токи; активация возможна при соответствующем составе и дозе | Как правило, клинически значимая остаточная активность отсутствует или невелика | Основная проблема — отказ аппаратуры, а не формирование источника в помещении |
Наведённая активность пациента не означает радиоактивного загрязнения: радионуклиды образуются внутри тканей и не переносятся на окружающие поверхности обычным контактом. При стандартных режимах лечения её уровень обычно невелик и быстро уменьшается благодаря коротким периодам полураспада. Тем не менее при использовании высокоэнергетических фотонов она учитывается при радиационном мониторинге и оценке условий работы персонала.