2) сотым долям миллиметра (+)
3) до 5 миллиметров
4) 1 сантиметру
Пробег α-частицы — это расстояние, которое она проходит в ткани до практически полной потери энергии. Для α-излучателей с энергией порядка 4–9 МэВ он обычно составляет примерно 20–100 мкм, то есть несколько сотых миллиметра. Поэтому в рамках принятой учебной классификации правильным является указание на сотые доли миллиметра.
Малая глубина проникновения обусловлена большой массой и зарядом α-частицы (+2), из-за чего она интенсивно взаимодействует с электронами атомов ткани посредством ионизации и возбуждения. Энергия передаётся на коротком участке с высокой линейной передачей энергии (ЛПЭ), формируя плотные кластеры повреждений ДНК, включая двунитевые разрывы. Это определяет высокую биологическую эффективность α-излучения и одновременно ограничивает облучение клеток за пределами локализации радионуклида.
Практическое значение данного свойства особенно велико для таргетной α-терапии: радиофармпрепарат доставляется к опухолевым клеткам, а α-частицы поражают их и клетки ближайшего микроокружения в пределах нескольких клеточных диаметров. В отличие от фотонного излучения, α-излучение не предназначено для равномерного облучения глубоко расположенного объёма; результат лечения существенно зависит от внутритканевого распределения препарата и точности его связывания с мишенью.
| Вид излучения | Типичный пробег или глубина действия в ткани | Линейная передача энергии | Основная радиобиологическая особенность | Применение или диагностическое значение |
|---|---|---|---|---|
| α-частицы | Около 20–100 мкм; обычно несколько сотых миллиметра | Очень высокая | Плотная ионизация, выраженные кластерные повреждения ДНК, высокая относительная биологическая эффективность | Таргетная α-терапия при условии доставки радионуклида к опухолевой клетке |
| β-частицы | От долей миллиметра до нескольких миллиметров и более, в зависимости от энергии | Низкая или умеренная | Более разреженная ионизация и менее локальное распределение дозы, чем у α-частиц | Радионуклидная терапия с формированием дозы в небольшом объёме тканей |
| Рентгеновское и γ-излучение | Не имеет фиксированного конечного пробега; глубина определяется ослаблением и энергией фотонов | Низкая | Ионизация возникает преимущественно через вторичные электроны; доза может распределяться на значительную глубину | Дистанционная лучевая терапия, рентгенодиагностика и радионуклидная визуализация |
| Протоны | От нескольких миллиметров до десятков сантиметров в зависимости от энергии | Низкая по ходу пути, с повышением в области пика Брэгга | Возможность сосредоточить максимальную дозу на заданной глубине с резким спадом за мишенью | Протонная терапия для защиты критических органов за опухолью |
| Тяжёлые заряженные ионы | Миллиметры или сантиметры при подборе энергии пучка | Высокая, особенно в области пика Брэгга | Сочетание дозового преимущества локализации с выраженным сложным повреждением ДНК | Специализированная ионная лучевая терапия отдельных опухолей |
| Нейтроны | Не характеризуются простым фиксированным пробегом; зависит от энергии и взаимодействий в ткани | Косвенно высокая через вторичные заряженные частицы | Повреждение обусловлено ядерными реакциями и отдачей протонов, возможен повышенный биологический эффект | Специальные методы нейтронной терапии и радиобиологические исследования |
Короткий пробег α-частиц требует, чтобы радионуклид находился непосредственно в опухоли или рядом с ней. Даже небольшая ошибка внутритканевого распределения может привести к недостаточной дозе опухолевым клеткам либо к повреждению нормальных тканей. При оценке эффекта учитывают не только физическую поглощённую дозу, но и высокую ЛПЭ, микродозиметрическое распределение и радиочувствительность клеток-мишеней. Таким образом, ключевым признаком α-излучения является сочетание сверхкороткого пробега с высокой плотностью ионизации.