Относительная роль ионизаций и возбуждений

Сравнение эффективности ультрафиолетового излучения с эффективностью действия ионизирующего излучения показало, что при одинаковой поглощенной энергии ионизирующие излучения в 1000 раз более эффективны, чем УФ излучение. На этом основании был сделан вывод, что вкладом возбуждений в биологическое действие ионизирующего излучения можно пренебречь.

Были продемонстрированы особые случаи, связанные с γ-облучением высокой энергии гиперчувствительных к УФ свету штаммов, когда вклад возбуждений в инактивацию клеток был сопоставим с вкладом ионизаций. Было показано, что в этом случае возбуждения индуцируются УФ светом, возникающим при прохождении через среду электронов, движущихся со скоростью, больше, чем скорость света в данной среде. УФ излучение является частью сложного спектра Черенковского излучения (излучение Вавилова–Черенкова).

Попытаемся оценить скорость движения электронов различных энергий и альфа частиц в биологической ткани Релятивистское выражение для энергии частиц

Отсюда

Для электронов mc² = 0,512 МэВ Для альфа частиц mc² = 3840 МэВ

Скорость света в воде c/n = c/1,34 = 0,74c n – показатель преломления

Для электронов c максимальной энергией от ⁶⁰Со (E = 1,2 МэВ) v = 0,949c

Для электронов c максимальной энергией 4 МэВ v = 0,99c

Для 25 МэВ электронов v = 0,9999c

Для 4 МэВ альфа частиц v = 0,046c

Обратная задача. Найти пороговую энергию для электронов, протонов и альфа-частиц, начиная с которой скорость их движения превышает скорость света в воде (ткани). В выражение для энергии частиц подставим пороговую скорость = 0,74с

Отсюда получаем

Тогда для электронов Е(порог) = 0,49·0,512 = 0,25 МэВ. Пробег таких электронов в воздухе 75 см, в воде 0,64 мм.

Масса протона равна 1840 масс электрона. Тогда для протонов Е(порог) = 0,49·0,512·1840 = 462 МэВ.

Масса α-частицы составляет 7500 масс электронов. Тогда Е(порог) = 0,49·0,512·7500 = 1881 МэВ.

Дата добавления: 2014-01-07