Борышева Н.Б.
ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ИОНИЗИРУЮЩЕГО ИЗЛУЧЕНИЯ С ВЕЩЕСТВОМ
Согласно современным представлениям, заряженные частицы (α-, β-частицы, протоны и др.) ионизируют вещество непосредственно, а нейтральные частицы (нейтроны) и электромагнитные волны (фотоны) относят к косвенно ионизирующим. Взаимодействие ионизирующего и косвенно ионизирующего излучения с биологическими тканями приводит к возникновению физических эффектов, используемых в медицине как в лечебных, так и в диагностических целях. Чтобы понимать процессы, происходящие под воздействием излучения в биологических тканях, а следовательно, оценивать их радиобиологические эффекты, необходимо иметь представление о механизмах взаимодействия.
Взаимодействие фотонного излучения с веществом
В диапазоне энергий фотонов 0,1-30 МэВ можно наблюдать более десяти различных типов их взаимодействий с веществом. Однако для целей терапии и диагностики основными выступают когерентное (упругое) рассеяние, фотоэффект, комптоновское (некогерентное) рассеяние и эффект образования электронно-позитронных пар.
При когерентном рассеянии фотон, попадая в электрическое поле атома, отклоняется от своего первоначального направления, но не теряет свою энергию. Вероятность данного процесса сильно возрастает с уменьшением энергии фотонов и увеличением атомного номера вещества, становясь преобладающим в оптическом диапазоне электромагнитного излучения. Эффект лежит в основе рентгено-структурного анализа; именно с его помощью в 1952 г. была открыта спиральная структура дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК).
При фотоэффекте фотон полностью поглощается атомом, передавая свою энергию одному из орбитальных электронов. Освободившееся в результате фотоэффекта место на данной оболочке заполняется менее