V této úvodní kapitole se pokusíme nastínit některé metodologické aspekty stavby fyziky a jejího začlenění do kontextu ostatní přírodovědy a vědeckého poznání vůbec. Tyto metodologické poznámky mohou být zajímavé např. pro studenty a zájemce nefyzikálních profesí, kteří si chtějí udělat ucelený obraz o fyzikálních aspektech zkoumání přírody.
Jak se
protony brzdí klesá jejich rychlost, ionizační účinky rostou při pomalejším pohybu protonu
roste efektivní čas elektrického Coulombovského působení elektrony atomech, takže stačí
předat více energie vytrhnout více elektronů.10.
Obr. Vpravo: Selektivní ozáření nádorového ložiska
pomocí svazku protonů takové energii, při níž Braggovo maximum leží hloubce lokalizace tumoru.3.").3.3.
Rozložení dávky závislosti hloubce tedy charakteristický tvar: při průchodu rychlých protonů
tkání zpočátku absorbovaná dávka poměrně nízká téměř konstantní, blízkosti konce
doletu protonů tkáni. Biologický efekt záření souvisí hustotou ionizace danou ztrátou
energie záření jednotku dráhy, tzv. Braggova křivka (viz §1. Při průletu nabité částice
látkou lineární přenos (ionizační) energie přímo úměrný elektronové hustotě látky (která roste
s hustotou protonovým číslem látky) nepřímo úměrný druhé mocnině rychlosti nabité částice,
zde protonu.2008 12:14:48]
. Existují však fyzikální mechanismy
*), umožňující tuto selektivitu ozáření zvýšit dosažením lepší bilance hloubkovém rozložení dávky: je
to tzv. Největší část své energie předávají urychlené protony úzké
hloubkové oblasti tzv. Hloubka, níž nastává Braggovo maximum určité látce,
http://astronuklfyzika.cz/JadRadMetody.
Protonová radioterapie
Ozařujeme-li tkáň svazkem urychlených protonů energii cca 200MeV), křivka hloubkové
závislosti dávky, tzv.
*) Uplatňují zde faktory radiobiologické. Základní
veličiny dozimetrie.
Nejdříve zmíníme protonovou radioterapii.6. Naproti tomu
rychlé protony, těžší ionty, piony, neutrony, jakož produkty jaderných reakcí tkáni, mají vysoký LET vykazují
"hustou" ionizaci silné radiobiologické účinky. Vlevo: Braggovy křivky hloubkové závislosti efektivní dávky záření tkáni při ozařování zářením
gama, vysokoenergetickými elektrony urychlenými protony. Vojtěch Ullmann: Detekce aplikace ionizujícího záření
ozařování nádorů ležících těsné blízkosti důležitých tkání orgánů. Tato radiační účinnost navíc doprovázena možností jejího
lepšího "zacílení" požadované lokalizace. Braggova píku, těsně před svým maximálním doběhem; zde dochází k
nejhustší ionizaci největší radiační dávce. Rychlé protony při vstupu tkáně proto ionizují zpočátku poměrně málo. "hadronová terapie" ozařování protony, těžšími jádry (ionty), π−-mezony neutrony.6. konci doletu dávka prudce vzrůstá, dosahuje maxima pak následuje
velmi rychlý pokles nule.1 "Účinky záření látku. lineární přenos energie LET (§5.RNDr. Tkáně ležící před tímto maximem jsou ozářeny výrazně
menší dávkou, tkáně ležící tímto maximem nedostanou dokonce téměř žádnou radiační dávku,
neboť tam protony vůbec nedoletí; zabrzdění proton neutralizován záchytem elektronu
(vznikne vodík) další ionizace již nepokračuje.3 (modrá křivka).htm (40 49) [15.6 "Ionizující záření", pasáž "Interakce nabitých částic"),
zcela jiný tvar než pro záření gama, jak vidět obr. Elektronové fotonové záření nízký LET, záření řídce ionizující
