不同類型的放射線具有各不相同的放射物理特性和不同的放射生物學(xué)特性；而同一種放射線具有相似的放射物理特性，其區(qū)別在于，射線的能量不同，最大劑量點(diǎn)的輻射深度也不相同，顯然，能量越高，輻射深度越深。為了幫助讀者理解各種放射治療設(shè)備的工作原理和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及放射治療設(shè)備的發(fā)展歷史和發(fā)展趨勢(shì)，有必要首先搞清楚各種射線的主要放射物理特性。為了進(jìn)行統(tǒng)一的分析比較，特繪制了各類射線的百分深度劑量特性曲線，見圖1-1-3。

圖1-1-3的縱軸進(jìn)行了“歸一化”處理，我們稱之為“百分深度劑量（PDD）”，其基本概念是：在標(biāo)準(zhǔn)照射條件下（照射野尺寸10cm×10cm，SSD＝100cm），將各種射線在水模體中射野中心軸上的最大輻射劑量點(diǎn)設(shè)定為“1”（100%），射野中心軸上其他各點(diǎn)的輻射劑量與最大劑量點(diǎn)的劑量的比值就是該點(diǎn)的相對(duì)劑量，將各點(diǎn)連接成為一條平滑的曲線，就是這種射線的百分深度劑量特性曲線，通常稱之為“百分深度劑量曲線”。通過這些曲線，我們就可以分析各種射線的特點(diǎn)，進(jìn)而理解不同放射治療設(shè)備的優(yōu)劣之處。

圖1-1-3　各種電離輻射的百分深度劑量特性比較

（一）直接致電離輻射

直接致電離輻射的射線都具有比較明顯的“射程”，即電子線、質(zhì)子束和重離子線（高能力射線）這3條曲線都有比較明顯的終點(diǎn)，這是帶電粒子輻射的共同特點(diǎn)。但電子的射程很淺，只適于皮膚和較淺部位病變的治療；而質(zhì)子和重離子的射程比較遠(yuǎn)，其最大優(yōu)勢(shì)還在于，達(dá)到最大射程以后的射線劑量迅速降低到零點(diǎn)（這種曲線稱為“布拉格峰”），從而可以有效地保護(hù)后面的正常組織，比較適合重要器官周圍病灶的治療。但因質(zhì)子加速器和重粒子加速器設(shè)備的造價(jià)太昂貴等原因，目前還難以廣泛推廣應(yīng)用。從圖1-1-3還可以看出，重粒子的“布拉格峰”比質(zhì)子的“布拉格峰”更加尖銳，對(duì)某些特定的病變而言具有更大的優(yōu)越性，但設(shè)備也更加笨重和復(fù)雜，故目前很少應(yīng)用。

（二）間接致電離輻射

間接致電離輻射的射線沒有“射程”，即kV級(jí)X線、γ射線、高能X線、中子束這4條曲線幾乎沒有終點(diǎn)，這是間接致電離輻射，包括光子和中性粒子（中子）的共同特點(diǎn)，但它們的最大劑量點(diǎn)的深度隨能量的增加而加深，為了表示這種射線的特點(diǎn)，通常將從表面到最大劑量點(diǎn)的區(qū)域稱之為“建成區(qū)”。通過選擇合適的能量，即根據(jù)病灶深度選擇合適的“建成區(qū)”，并采取合理布野照射技術(shù)，這類射線可以用于多數(shù)病灶的放射治療。由圖1-1-3可見，高能X線和中子束的劑量特性曲線比較接近，似乎兩者沒有什么區(qū)別，而實(shí)際上，從放射生物學(xué)及其他角度分析，兩者還是有較大差別的。另外，因中子設(shè)備更加復(fù)雜昂貴，故目前很少應(yīng)用。至于各種射線在放射生物學(xué)方面的特性和區(qū)別，尚有待于進(jìn)一步研究與探討。