Протонное випромінювання

Протонное випромінювання - випромінювання, що складається з потоку протонів (див. Атом). Протонное випромінювання - основна складова частина космічного випромінювання (див.). В земних умовах в прискорювачах заряджених частинок (див.) отримують протони різних енергій. Будучи позитивно зарядженими частинками, протони при проходженні через речовину взаємодіють з негативно зарядженими електронами атомів і виривають їх з електронних оболонок. В результаті цього відбувається іонізація (див. Випромінювання іонізуючі) атомів речовини. Щільність іонізації протонами різко зростає в кінці пробігу частинок. Завдяки цій властивості протони зручно використовувати променевої терапії (див. Протонна терапія) для виборчого опромінення глибоко залягають пухлин (наприклад, гіпофіза). Протони високих енергій мають малий кут розсіювання, що також сприяє локалізації дози в одному місці. Протони високих енергій, долають кулонівське відштовхування, потрапляють в ядро і викликають різні ядерні реакції, в результаті яких утворюються вторинні випромінювання - нейтронне, гамма-випромінювання і ін У зв'язку з цим при опроміненні речовини протонами високих енергій іонізація середовища відбувається не тільки за рахунок первинних протонів; але і за рахунок вторинних випромінювань. Цю обставину необхідно враховувати при розрахунку доз, створюваних протонним випромінюванням.

Протонное випромінювання - потік позитивно заряджених ядерних частинок - протонів. Вперше протонное випромінювання виявлено в 1886 р. у вигляді так званих каналовых променів у розрядних трубках.
Джерелами інтенсивного протонного випромінювання є прискорювачі заряджених частинок (див.). За допомогою прискорювачів отримані пучки П. і. з енергією в десятки мільярдів електрон-вольт. Ще більші енергії П. в. зустрічаються в космічному просторі. П. і. є основною компонентою галактичного і сонячного космічних випромінювань. Інтенсивні потоки П. і. виявлені в навколоземному просторі - в так званих радіаційних поясах Землі.
Здатність П. і. проникати через шари речовини залежить від енергії пучка протонів (див.) і властивостей речовини. П. і. з енергією 10 Мев здатне пройти шар повітря (при нормальній температурі і тиску) близько 1 м. При збільшенні енергії П. в. до 1000 Мев товщина шару зростає майже до 3 км.
У важких речовин П. п. затримується більш тонкими шарами. Так, у свинці П. і. з енергією 10 Мев проходить близько 1/3 мм, а з енергією 1000 Мев - дещо менше 60 див. Протонное випромінювання з енергією вище 100 Мев здатне проникати в тіло на глибину до 10 см і більше. Біологічна дія протонного випромінювання з енергією в сотні мегаэлектрон-вольт при гострому опроміненні в загальному аналогічно дії рентгенівського і гамма-випромінювань.
Разом з тим біологічна дія протонів таких енергій має деякі особливості в порівнянні з рентгенівським і гамма-випромінюванням (менш виразна реакція з боку органів кровотворення в ранні терміни, більша вираженість геморагічного синдрому та ін). При порівняно невеликих енергіях біологічна ефективність П. і. вище, ніж рентгенівського і гамма-випромінювань. Це пов'язано з більш високою іонізуючою здатністю таких протонів. На відміну від рентгенівського і гамма-випромінювань, протони, проходячи через біологічну тканину, здатні проводити ядерні реакції. В результаті ядерних реакцій утворюються вторинні частки, володіють високою іонізуючою здатністю, що призводить до поглинання в малому об'ємі тканини відносно великої кількості енергії і до відповідним локальним ураженням тканини. Цією обставиною може бути обумовлено більше бластомогенное дія П. і. у порівнянні з рентгенівськими та гамма-випромінюваннями.
Для захисту від протонного випромінювання використовують речовини, які ефективно гальмують протони і утворюють відносно мало вторинних частинок при ядерних взаємодіях (графіт, бетон, алюміній і ін). См. також Ядерні реакції.