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.
*) Jsou především jaderné reakce vodíkovými jádry tkáni, kdy tzv. uhlíku dochází reakci 12C přičemž částice α
odnášejí kinetickou energii cca 30MeV neutrony cca 70MeV (zbylých 40MeV spotřebuje na
překonání vazbové energie jádra).1. Používá bór 10B, jehož speciálně
vyvinuté sloučeniny (BSH -merkaptododekarborát, BPA- dihydroxyboralfenylalanin), zdravé mozkové
tkáně dostávají jen nepatrné míře, avšak buňkách nádorové tkáně, která porušenou
http://astronuklfyzika. Buď jsou rychlé neutrony, které srážkami
s jádry tkáni, především jádry vodíku, vytvářejí urychlené protony, které mají silně ionizační
účinky. Kromě obvyklého mechanismu Braggova píku (delší efektivní doba
interakce pomalejší nabité částice atomovým obalem látky) tomuto účinku přispívá to, konci
své dráhy jsou π−-mezony zachyceny jádrech atomů tkáni např.
Mezony získávají při ostřelování jader terčíku (např.
Neutronová terapie
Pro radioterapii lze použít svazky neutronového záření. hadronů (viz §1. Vojtěch Ullmann: Detekce aplikace ionizujícího záření
průběh radioterapie podobně jako metody IGRT (zmíněné výše). Pro
neobyčejnou technickou náročnost nákladnost tato metoda dosud stádiu
experimentálního zkoušení několika málo největších světových centrech.2008 12:14:48]
. Vzniká tím neutron-deficitní uhlíkové jádro 11C (pokračující pohybu), které β+-radioaktivní: 11C 11B ν
s poločasem T1/2=20,5min.5, část "Vlastnosti interakce elementárních částic ",
pasáž "Mezony K").6). Navíc svazek neutronového záření obtížně kolimuje
a moduluje, dále vykazuje tkáni značný rozptyl "do stran" původního směru. Např. dávka záření, účinně likvidující nádorové buňky.
Zajímavějším nekonvenčním postupem pro zvýšení selektivity ozáření nádorového ložiska je
tzv.
Určitým problémem velmi krátká doba života těchto částic cca 10-6sekundy, takže nelze rozvádět
do vzdálenějších ozařoven. Následně dochází anihilaci pozitronu elektronem: e++e−
→ 2γ, přičemž tato dvě protisměrně rozlétající kvanta energiích 511keV mohou být použita PET scintigrafii
(která musí být provedena bezprostředně ozáření, vzhledem krátkému poločasu rozpadu 11C).RNDr. Dosah pionů energiích 50-100MeV tkáni činí cca 10-25cm.
Terminologická poznámka:
Poněkud zavádějící název "hadronová terapie" vznikl proto, zde využívá částic, které interagují silnou interakcí -
tzv. uhlíku nebo berylia) protony urychlenými
na vysoké energie, větší než cca 500MeV, velkém urychlovači (např.3. synchrocyklotronu).6). Při tomto záchytu π−-mezonu jádrem jeho reakcí protonem (π− +
140MeV) uvolní energie cca 140MeV, která vyšší než vazbová energie, takže excitované jádro se
rozštěpí zpravidla α-částice, deuterony, neutrony protony těžších jader mezi fragmenty
vyskytují 6Li nebo 12C).3 "Jaderné reakce") letícího jádra 12C při interakci protonem odtržen neutron 12C 11C
+ 2H. strip-reakci (viz část "Mechanismy
jaderných reakcí" §1. Pro dané použití důležité to,
že konečném důsledku jedná částice těžké elektricky nabité, vysokými radiobiologickými účinky a
specifickou hloubkovou distribucí radiační dávky.htm (42 49) [15., 1.
Při tomto terapeutickém postupu nádorového ložiska pomocí vhodné sloučeniny, která
se přednostně vychytává akumuluje nádorové tkáni, naváží vhodné atomy, jejichž jádra mají
vysoký účinný průřez pro záchyt neutronů (viz §1.10.cz/JadRadMetody. Zabrzděním těchto fragmentů daném místě předá značná
ionizační energie, tj.; rozpadá zastavení. neutronová záchytová terapie (NCT Neutron Capture Therapy) pomocí pomalých neutronů.
Radioterapie mezony p-
Zvláště výrazné radiační maximum konci svého doběhu látce mají mezony p-
(záporné piony -
o jejich vzniku vlastnostech viz kap. Při vlastním terapeutickém účinku zde však neuplatňuje silná interakce výjimkou π
a neutronové záchytové terapie), ale interakce elektromagnetická vedoucí ionizaci látky. Rychlé neutrony mají vysoký LET radiobiologickou účinnost, avšak hloubkové rozložení dávky
v tkáni není výhodnější než záření gama.5 1. jádrech uhlíku 12C, kyslíku
16O, dusíku 14N)
