四、传能线密度和相对生物效应
(一)传能线密度(linear energy transfer,LET)
LET是反映能量在微观空间分布的物理量,以L△表示。
L△=(dE/dl)△
式中dl是带电粒子的物质中穿行的路程,以微米计;△是能量截止值、以eV为单位。只有能量转移小于△的碰撞才有意义;dE是在dl路程内能量转移小于△的历次碰撞造成的能量丧失的总和。
所以,传能线密度是带电粒子在物质中穿行单位路程时,由能量转移小于△的历次碰撞所造成的能量损失。LET反映的是很小一个空间中单位长度(μm)路程上能量转移的多少。医学 全在.线提供www.med126.com
L△的SI单位是“焦耳每米”(J·m-1),也可使用keV·μm-1。重带电位粒子具有较高的L△值(表1-1)。高LET辐射(如α粒子、中子)比低LET辐射(如X、γ射线)的生物效应大。
表1-1 不同类型和不同能量的电离辐射的传能线密度
辐射类型 |
粒子动能(MeV) |
传能线密度(keV/μm) |
辐射类型 |
粒子动能(MeV) |
传能线密度(keV/μm) |
γ-线 |
1.17~1.33 |
0.3 |
中子 |
4 |
17 |
|
8 |
0.2 |
|
14 |
12 |
X-线 |
250kVp |
3.3~3.8 |
质子 |
0.95 |
45 |
|
0.2 |
2.5 |
|
2.0 |
17 |
β-粒子 |
0.0055 |
5.5 |
|
7.0 |
12 |
|
0.01 |
4.0 |
|
340 |
0.3 |
|
0.1 |
0.7 |
α-粒子 |
3.4 |
130 |
|
1.0 |
0.25 |
|
5.0 |
90 |
|
2.0 |
0.21 |
|
27 |
25 |
(二)相对生物效应(relative biological effectiveness,RBE)
由于各种辐射的品质不同,在相同吸收剂量下,不同辐射的生物效应是不同的,反映这种差异的量称为相对生物效应(RBE)。相对生物效应是引起相同类型相同水平生物效应时,参考辐射的吸收剂量比所研究辐射所需剂量增加的倍数。通常以X线或γ线作为参考辐射,参考辐射本身的RBE=1。辐射的RBE越大,其生物效应越高(表1-2)。
表1-2 各种电离辐射的相对生物效应
辐射种类 |
相对生物效应 |
X,γ |
1 |
β |
1 |
热中子 |
3 |
中能中子 |
5~8 |
快中子 |
10 |
α |
10 |
重反冲核 |
20 |