proton sugárzás
Proton sugárzás - ionizáló sugárzás álló nehéz töltött részecskék - protonok. P. és. használják a fizikai és sugárbiológiai vizsgálatok, használt sugárterápia, diagnosztikai célokra, valamint a termelési radioaktív nuklidok.
Proton - stabil elemi részecske egy pozitív elektromos töltésű egyenlő az elektron töltése és tömege meghaladja az elektron tömege körülbelül 1840-szer. Ezért a proton egy úgynevezett. nehéz részecskék. Protonok neutronok (cm. Neutronsugárzás) formájában atommagba kémiai. elemekkel. Ebben a tekintetben, ők is nevezik nukleonok, t. E. Nukleáris részecskék. Proton mag a legegyszerűbb és leggyakoribb hidrogén izotóp a természetben. Ennek eredményeként a ionizációs (cm.) Hidrogénatom, elveszíti egyetlen elektron alakítjuk egy proton. A protonok a készítményben primer kozmikus sugárzás (lásd.).
P. és ezáltal. ionizáló hidrogénatom, gyorsuló és összegyűjtjük az elektromos és mágneses mezők képződnek ezen protonok. A proton-gyorsítók (lásd. Charged részecskegyorsító), amelynek proton gerendák energiákat 50-1000 MeV a méz. célokra, és 15-70 MeV - a termelés radionuklidok.
Ábra. 1. reakcióvázlat összetett fizikai egészségi proton gyorsító 1 - proton gyorsító, 2 - extraháljuk protonsugár 3 - abszorberek 4 - forgómágneses, 5 - mágneses fókuszáló lencse 6 - vákuumos path 7 - készülékek alakítás és mérősugár 8 - állni beteg besugárzás, 9 - védő akadályokat; I - zóna proton gyorsító, II - fizikai-technikai területen, III - orvosbiológiai területen.
A Med.-Biol, szokásosan használt proton gerendák termelt a nagy fizikai gyorsítók. Kivonat a gázpedál útján proton gerendahajlítási mágnesek változó irányát, és mágneses lencsék tisztítjuk az idegen részecskék és fotonok, és több mint a vákuum útját irányul, hogy egy eljárási helyiség felszerelt a beállító és ellenőrző műszerrel, speciális méz. állni eszközök és automatikus expozíció vezérlés (ábra. 1). Ha szükséges, jelentősen csökkenti az energia termelés a sugárgyorsítóból mielőtt mágnes lengéscsillapítók kerülnek. A forgómágneses proton fénysugár lehet irányítani több útvonal különböző vákuumos kezelés pomescheniya.- A kilépés a proton képeznek egy keskeny ösvény (keresztmetszeti terület akár több négyzetméter cm) vagy széles (körülbelül 10- 10 február cm 2), a gerenda összhangban a forma és a méret a cél besugárzandó (lásd. Proton terápia).
Az áthaladó számít, a protonok részt vesznek minden típusú elemi kölcsönhatások. Ezek ionizálására molekulák és atomok, elszórt magok. A megfelelően nagy energiát protonok tud behatolni az atommagok az atomok és okozhat magreakciók, amely úgy tűnik, ennek eredményeként a másodlagos részecskék (neutronok, alfa-részecskéket, fotonok, stb), valamint a mesterséges radioaktív nuklidok. Energiákon 102-103 MeV protonok gyengén szétszórt és mozgassa szinte egyenes vonalban, veszít az energia elsősorban ionizáció. Történő besugárzás Biol, szövetek, protonok energiákkal 200-1000 MeV indukált aktivitását a nukleáris kölcsönhatások alacsony, és hozzájárulását az elnyelt dózis szinte lényegtelen.
Ellentétben fotonok röntgen- és gamma-sugár sugárzás, protonok van néhány kilométer ebben a kérdésben, ami függ a sűrűsége és elemi összetétele, valamint az energia és a PA. Végén az út energiaveszteséggel (lásd. A lineáris energiaátadás) az ionizációs mértékben megnő.
Ez azért van, mert az elején az utat a nagy energiájú protonok elveszti anyag elemi aktusok ionizációs energia nagyon kicsi összehasonlítva a meglévő állomány. Ezért képesek ionizációs változik mélysége valamivel, amíg a teljes energia veszteség nem vezet jelentős csökkenéséhez részecskesebesség. Akkor növeli annak valószínűségét, ionizációs atomok, és megfelelnek-rymi protonok az útjába, és ez vezet a meredek emelkedése lineáris energiaveszteséget. mélység eloszlás görbéje az abszorbeált energia protonok van egy éles csúcsot végén távon - Bragg-csúcs (lásd ionizáló sugárzás.). A proton nyaláb jellemző a kis oldalirányú szóródását.
Ábra. 2. elnyelt dózis eloszlási görbét egy tengely mentén párhuzamosan az energia a proton nyaláb 130 MeV (a Bragg csúcs) vízben: 1 - egy monoenergiás nyaláb; 2 - a nyaláb keresztül generált fésűs szűrő. A vízszintes tengelyen - a tartományban a protonok centiméterben, a függőleges tengelyen - az érdeklődés az elnyelt dózis.
Ábra. 3. reakcióvázlat rotációs pásztázó proton besugárzással nyelőcsőrák 1 - proton gerenda 2 - primer kollimátor 3 - befejező 4 kollimátor - abszorberek változó vastagságú, 5 - egy fésűs szűrő, amely egy szélessége a Bragg csúcs, 6 - intrakavitális detektor bevitt a nyelőcsőbe , 7 - állni forgás; X, Y, Z, és - az irányt, amelyben az ülés automatikusan együtt mozog a beteg a parancs vezérli besugárzása egy számítógép.
Ezen tulajdonságok miatt, és az IP. a besugárzott test nagy dózist gradiens végén a futás, és a határok területén a sugárzás, ami különösen előnyös a védelmére körülvevő egészséges szövetet a cél a sugárkárosodás. Bragg csúcs alatti terület könnyen mozgatható a szervezetben a beteg mélységben való beállítása a cél a besugárzást. Ezt úgy érjük el, változik az energia a proton gerenda vagy a vastagsága a pótlólagos fékező középen elhelyezett, a sugármenet. Használata speciálisan kiválasztott formában (ún. Comb) szűrők lehet változtatni, és az alak a Bragg-görbe, kiterjesztve a régió maximális összhangban méret a cél (ábra. 2). Változtatásával a helyzet a beteg besugárzás alatt beállításával a vastagsága a fék középső, úgy, hogy a Bragg csúcsot mindenkor volt a tumor egy olyan kis elnyelt dózis a környező szövetekben. Történő besugárzás nagy tumorok, ezen túlmenően a beteg mozog a forgási tengely mentén, váltakozva az esetben egy másik gerenda részek célt. Forgathatóan szabályozott ilyen beolvasási megvilágítás (ábra. 3) segítségével egy számítógép.
A keskeny gerenda protonok Bragg csúcs gyenge, így gyakran használják a „hosszú” expozíciós mód, amikor a Bragg csúcs kívül téve szervezetben.
Sugárbiológiai P. és. gyakorlatilag nem különbözik a kibocsátott foton. A relatív biológiai hatékonyságát (cm.) És a VP. nagy energiájú kísérletileg kapott besugárzás különböző tárgyak segítségével különböző kritériumok 1- 1.2. Amikor besugárzott szövet anoxikus cselekvési protonok alig különbözik fotonikus sugárzás hatását (lásd. Az oxigén hatás).
Projektek Med.-biol, komplexek, létrehozott alapján rekonstruált és új fizikai gyorsítók előírja visszavonása számos speciális proton gerendák (vízszintes, függőleges) a radiobiol. tanulmányok, sugárkezelés, valamint a kutatási protonograficheskih diagnosztikai célokra.
Irodalom: Goldin LL et al. A használatát a nehéz töltött részecskék a gyógyászatban, Phys. nat. Science, Vol. 110, c. 1, p. 77 1973 refs.; Használata proton gerendák sugárterápia, Proceedings of the 1st International Workshop. 1-3, M. 1979 Munzenrider J. D. Shipley W. U. a. Ver-hé L. J. jövőbeni kilátásai sugárterápia protonokkal, Sem. Oncol. v. 8, p. 110 1981, bibliogr.; Raju M. R. nehéz részecske radioterápia, N. Y. egy. o. 1980.
M. S. Weinberg, BV Astrakhan.