Protonsäteilyä

Protonsäteilyä tarkoittaa ionisoivaa säteilyä, jonka kantajina ovat protonit, vetyytimien ytimet. Protoneja esiintyy luonnossa kosmisena säteilynä sekä aurinkopurkauksissa, ja niitä voidaan tuottaa keinotekoisesti hiukkaskiihdyttimillä, kuten cyclotron- ja synkrotronilaitteilla, joita käytetään sekä tutkimukseen että lääketieteellisiin hoitoihin.

Protonien vuorovaikutus aineen kanssa johtaa ionisaatioon ja elektronien siirtoon. Bethe-Bloch-kaavan mukaan ne menettävät energiaa tasaisesti kohti lopullista pysähtymistään, ja niillä on ominainen Braggin huippu: suurin energia vapautuu vasta kun protonti on melkein pysähtynyt. Tämä antaa mahdollisuuden kohdentaa suurin osa annoksesta kasvaimeen ja vähentää säteilyn määrää terveessä kudoksessa.

Protoniterapia on hoitomuoto, jossa korkeaan energiaan nostetut protonit suunnataan kasvaimeen. Braggin huipun ansiosta terve kudos saa vähemmän säteilyä kuin konventionaalisessa X-säteilyhoidossa, mikä voi vähentää haittoja erityisesti lasten ja pään sekä kaulan alueen syövissä. Protonihoitoa kehitetään myös kuvantamisessa ja materiaalitutkimuksessa, esimerkiksi protonradiografiassa.

Säteilyn turvallisuus ja rajoitukset: Protoneja tuotetaan laboratorio-olosuhteissa, ja niiden säteilyä säädellään kansainvälisillä ja kansallisilla ohjeistuksilla. Sijoitus on suojattava asianmukaisin rakentein ja materiaalein; sekundaarisäteilyn, kuten neutroneiden, muodostuminen on huomioitava. Hoitoa suunnitellaan yksilöllisesti ja annostus lasketaan tarkasti esimerkiksi syöpäkasvaimen koon ja sijainnin mukaan.