Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Кудряшов Ю.Б. -> "Основы радиационной биофизики" -> 17

Основы радиационной биофизики - Кудряшов Ю.Б.

Кудряшов Ю.Б., Беренфельд Б.С. Основы радиационной биофизики — Москва, 1982. — 304 c.
Скачать (прямая ссылка): osnoviradicionnoybiofiziki1982.djvu
Предыдущая << 1 .. 11 12 13 14 15 16 < 17 > 18 19 20 21 22 23 .. 144 >> Следующая

МэВ мкм 1 мкм пути
в ткани,
пар ионов/мкм
1 263,9 5,3 6207,0
3 134,6 16,8 2031,0
6 82,01 47,0 1109,0
9 60,41 91,6 775,4
10 55,71 108,4 706,4
О-ионизация •-возбуждение
Рис. I—10. Передача энергии по траектории тяжелой заряженной частицы (по Полларду, 1964). Для а-частицы с энергией 6 МэВ расстояние АБ=31 А, что соответствует толщине средней молекулы белка: а — «рой иоиов»; а (б) — б-излучение
гии (табл. 1-4), которая расходуется на возбуждение и ионизацию атомов. По мере того как а-частица теряет свою энергию, ее скорость снижается и, следовательно, возрастает число образованных первичных ионов. В среднем на каждый микрон пути образуется около 6,2 тыс. пар ионов, неравномерно распределенных вдоль трека частицы. Плотность ионизации резко возрастает к
концу трека (рис. 1-9). По мере торможения частицы плотность ионизации проходит через максимум, а затем резко падает, что вызвано захватом электронов а-частицей и превращением ее последовательно в однозаряженный ион, а затем в нейтральный атом гелия (см. уравнение 1-16). В момент остановки частицы плотность ионизации равна нулю.
Тяжелые заряженные частицы практически не отклоняются от своего первоначального направления распространения благодаря значительной разнице их массы и массы электрона, с которым они взаимодействуют, т. е. их треки мож;но считать прямолинейными и имеет смысл говорить об определенной «глубине проникновения» в вещество.
Энергия а-частиц затрачивается на ионизацию и возбуждение атомов, которые обусловлены кулоновским взаимодействием заряженной частицы со связанными электронами. Не вся энергия заряженной частицы «оставляется» вдоль ее прямолинейного трека, иначе тяжелые частицы были бы идеальным «щупом», позволяющим зондировать клетки, строго избирательно повреждая микроструктуры, расположенные на определенной глубине. Некоторая доля энергии частицы выносится за пределы ее трека выбитыми из атомов электронами, обладающими значительным запасом энергии и большой длиной пробега. Эти электроны образуют треки, ответвляющиеся от трека первичной частицы, и вызывают на пути ионизации и возбуждения, 'Плотность распределения .которых зависит от энергии выбитого электрона. Так, например, а-частицы с энергией 1 МэВ могут генерировать вторичные электроны, длина пробега которых вдвое превосходит трек самой тяжелой частицы.
Вторичные электроны, энергия которых превосходит 100 эВ, называют б-излучением (иногда этот предел приравнивают к 1 кэВ). На их долю приходится приблизительно 25% всей ионизации, вызываемой первичной частицей. Схема, иллюстрирующая этот процесс, представлена на рис. 1-10.
Большая часть энергии тяжелой заряженной частицы переносится к вторичным электронам, «малыми порциями», т. е. образуются свободные электроны с энергией менее 100 эВ. Вызванная ими ионизация происходит в непосредственной близости от места первичной ионизации, на расстоянии порядка нескольких десятков нанометров от трека частицы. Таким образом, в относительно небольшом объеме вдоль трека частицы возникает некоторое число пар ионов (положительные ионы и электроны), порожденных первичной ионизацией и вторичными электронами с энергией менее 100 эВ. Эти скопления получили название «рой ионов», они и формируют трек частицы. Термины «первичная ионизация», «рой ионов» и «событие потери энергии» можно считать эквивалентными.
Данные о распределении ионизаций получают путем фотографирования треков частиц в камере Вильсона или в пузырьковой
камере. Тяжелые заряженные частицы образуют короткие плотные треки, имеющие форму основного стержня с высокой удельной плотностью ионизации (рои ионов плотно прилегают друг к другу, образуя сплошной столбик, или «колонну» ионов), от которого во все стороны отходят стержни, соответствующие 6-лучам со значительно более низкой плотностью ионизации. Такая картина характерна не только для а-частиц, но и для протонов, дейтронов, тритонов и ускоренных ядер различных элементов.
Ионизация при действии ускоренных электронов
Картина, наблюдаемая при облучении тканей потоком р-час-тиц, отличается от рассмотренной выше прежде всего криволинейной траекторией частиц в веществе. Это связано с равенством масс взаимодействующих частиц: в единичном акте соударения с орбитальным электроном р-частица теряет большое количество энергии и изменяет первоначальное направление движения (рис. 1-11).
Длина пробега р-частиц определяется их энергией: при энергии 150 кэВ они проникают ,в ткань на глубину 278 мкм, а очень быстрые частицы с энергией 50 МэВ — на глубину до 19 см.
Таблица 1-5
Длина пробега, потеря энергии и число первичных ионов, вызываемых электронами в ткани плотностью 1 г/см3 (по Ли, 1963)
Энергия Длина про Потеря Число первичных
электронов. бега, мкм энергии, ионов на
КэВ КэВ/мкм 1 мкм/ткани,
Предыдущая << 1 .. 11 12 13 14 15 16 < 17 > 18 19 20 21 22 23 .. 144 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed