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。

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

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