Cтраница 3
Механизм действия излучений высокой энергии на органические системы в некотором отношении отличается от механизма фотохимических реакций ( см. гл. Если для фотохимической реакции характерно образование единственного вполне определенного возбужденного состояния при поглощении света, то поглощение излучения высокой энергии, не будучи селективным, может приводить к образованию целого ряда возбужденных состояний, а также и ионов. Кроме того, каждый световой фотон возбуждает только одну молекулу и возбужденные частицы равномерно распределяются в системе; энергия фотона ионизирующего излучения вполне достаточна для возбуждения и ионизации многих молекул, концентрирующихся вдоль пути прохождения ионизирующей частицы. [31]
Однако есть задачи, которые требуют значительно лучшего энергетического разрешения. Тогда используются спектрометры с полупроводниковыми детекторами ( ППД), изготовленные из германия и кремния. В спектрометре с ППД используется обычно кремний или германий, легированный литием, при низких температурах. Прохождение ионизирующей частицы через ППД приводит к образованию вдоль трека электронно-дырочных пар. Число образовавшихся носителей определяет коэффициент преобразования энергии частиц в электрические сигналы. Коэффициент преобразования дает максимально возможное энергетическое разрешение. Фактическое разрешение оказывается хуже. При торможении заряженной частицы в веществе полупроводника ионизация и возбуждение атомов происходят случайным образом. Если считать, что вся энергия частицы Е идет на ионизацию ( е - - энергия ионизации), то в конце пробега образовалось бы NE / e пар ионов. [32]
Второй класс биологических гффектов, к которым также приложима теория мишеней, представляют определенные хромосомные аберрации в высших клетках, возникающие под действием излучений. Аберрации следуют за разрывами хромосом, которые происходят в результате прохождения через них ионизирующих частиц. Вероятность того, что одиночная ионизация в хромосоме приведет к ее разрыву, крайне мала ( например, в случае традесканции, см. гл. Однако прохождение отдельной ионизирующей частицы через хромосому вызывает разрыв, если, конечно, эта частица интенсивно ионизирующая и производит внутри хромосомы достаточное количество ионизации. [33]
Искровая камера возникла на основе более старого детектора частиц - искрового счетчика. Искровой счетчик обычно состоит из двух находящихся в газе параллельно расположенных плоских эле-ктродов, между которыми приложено высокое напряжение, и работает так же, как и счетчик Гейгера. Кейфель [58 ] показал, что в искровом счетчике развитие разряда происходит значительно быстрее, чем в счетчике Гейгера. Кроме того, им было впервые обнаружено, что разряд между параллельными пластинами локализуется в небольшой области вблизи места прохождения ионизирующей частицы через разрядный промежуток. Это свойство искрового счетчика, как было отмечено Кейфелем, может быть использовано для определения положения траектории частицы. В работе [59 ] были опубликованы первые фотографии искрового разряда и указано, что разряд может быть локализован с точностью до 1 мм. Применение фотографической регистрации вместо электрической явилось важным шагом на пути от искрового счетчика к искровой камере, так как оно превращало счетчик в устройство, позволяющее выявлять следы частиц. [34]
Этот вывод говорит в пользу первой гипотезы, но необязательно несовместим со второй. При этих условиях, исходя из любой из рассматриваемых гипотез, следует ожидать, что вероятность независимого возникновения двух разрывов на небольшом расстоянии друг от друга должна быть пропорциональна квадрату дозы. И действительно, обмены, связанные с двумя близкими разрывами, вызываются рентгеновыми лучами с частотой, приблизительно пропорциональной квадрату дозы. Этот результат, таким образом, совместим с любой из рассматриваемых гипотез механизма возникновения первичных разрывов. Однако при облучении нейтронами частота обменов пропорциональна дозе. Этот факт показывает, что в этом случае возникновение двух разрывов не независимо и объясняется лишь тем, что оба разрыва вызываются одной и той же ионизирующей частицей. Независимость разрывов, вызванных нейтронами, от интенсивности облучения приводит к тому же выводу. Единственное разумное объяснение этих фактов заключается в том, что разрыв вызывается прохождением ионизирующей частицы через точку разрыва или в непосредственной близости от нее. [35]