LET(linear energy transfer)

LET(선에너지전달) 

LET는 linear energy transfer의 약어로, 선에너지전달 또는 선에너지부여라고 한다. LET는 하전입자가 지나간 흔적을 따라 물질에 얼마나 많은 에너지를 주는지를 나타낸다.

 

하전입자선의 LET를 좀 더 자세히 말하자면, 알파선이나 베타선 등의 하전입자는 물질 속에서 여기 및 전리를 일으키고, 또한 제동방사선으로 바뀌면서 에너지를 잃고 멈추게 된다. 입자가 멈출 때까지의 거리를 도달거리라고 부르며, 단위거리당 잃은 에너지를 에너지손실 또는 저지능(stopping power)이라고 한다.

 

저지능은 여기나 전리에 의한 충돌저지능과, 제동복사에 의한 방사저지능으로 나눌 수 있다. 여기서 자세히 다루지는 않겠지만, 조건을 따지지 않는다면 충돌저지능이 LET(선에너지부여)라고 생각해도 무방하다.

 

방사선은 방사선의 종류와 그 에너지에 의해 특정되며, 방사선과 물질의 상호작용에는 방사선의 투과성과 LET가 중요하다. 방사선에 전하가 있는지 없는지에 따라 그 투과성이 현저하게 달라지며, 하전입자선인 경우에는 입자의 무게나 전하의 크기에 따라 진행방식이 상당히 달라진다.

 

한편, 엑스선이나 감마선 에너지는 물질과의 상호작용을 통해 우선 이차전자에 주어진다. X선이 물질에 부여하는 에너지는, X선과 물질의 상호작용에 의해 발생한 이차전자(광전자, 반도전자, 전자쌍)가 물질에 에너지를 부여하는 것이다.

 

즉, 엑스선 에너지의 전부 또는 일부가, 물질과의 상호작용을 통해 생성된 이차전자의 운동에너지로 전환된 후, 전자의 운동에너지가 전리 및 여기에 의해 물질에 에너지를 부여하는 것이다. 이는 엑스선이나 감마선의 LET값이 전자선이나 베타선과 거의 동일하다는 것을 의미한다.

 

또한, 고속중성자와 생체의 상호작용에서는 고속중성자 에너지의 대부분이 수소원자핵에 주어진다. 고속의 수소원자핵은 양성자선이므로, 고속중성자의 생체 내에서의 LET는 양성자선과 거의 비슷하다. 

 

저LET방사선 & 고LET방사선

베타선과 전자선, 엑스선 및 감마선의 LET는 거의 같고 그 값은 작다. 한편 알파선이나 기타 중입자선, 중성자선의 LET값은 크다.

 

따라서 베타선, 전자선, 엑스선 및 감마선은 저LET방사선이라고 부르고, 알파선, 중입자선, 중성자선 등은 고LET방사선이라고 부른다. 그리고 암치료에 이용되는 앙성자선은 저LET방사선으로 분류된다.  

 

양성자선 - 브래그 피크

암치료에 이용되는 양성자선은 저LET방사선으로 분류되나, 체내선량분포는 (엑스선이나 감마선과는 달리) 알파선이나 중입자선의 그것과 비슷하다. 아래 그림은 방사선 종류에 따른 체내 선량 분포를 보여준다.

 

양성자선의 체내선량분포. 브래그 피크를 가지며 중입자선과 같은 심부선량분포를 얻을 수 있다. (구글 이미지 제공)

 

그림. 양성자선의 브래그 피크. 양성자선은 멈추기 직전에 많은 에너지를 방출하는 '브래그 피크(Bragg peak)'라는 물리적 특성을 가지므로,  브래그 피크에서 양성자선의 LET는 급격히 높아진 후 사라진다. 

 

▶브래그-피크를-이용하는-양성자-치료

브래그 피크(Bragg peak)를 이용한 양성자 치료 – Godospot Medi-cancer

 

By Joyceholo | 2024년 11월 9일