Ionisoivan säteilyn suhteellinen biologinen tehokkuus (RBE / RBE) on indikaattori, jota tarvitaan säteilyn laadun kvantifiointiin.
RBE arvioidaan vertaamalla tietyn biologisen vaikutuksen aiheuttavaa säteilyannosta saman vaikutuksen aiheuttavan standardisäteilyn annokseen. Aikaisemmin 180-250 kV putkijännitteellä tuotettu röntgensäteily hyväksyttiin vakiona . RBE:n arvo (arvo, kerroin) lasketaan kaavalla:
RBE = Dr/Dx,
missä Dr on röntgenannos, Gy ; Dx - tutkittava säteilyannos, Gy ; vaikutusta verrataan samalla indikaattorilla. Nykyään on hyväksytty, että standardina voidaan käyttää gammasäteilyä , jota käytetään laajalti kasvainten sädehoidossa ja josta tiedetään kvantitatiivisia tietoja useiden erilaisten vauriovaikutusten annosriippuvuudesta.
Ensimmäisessä approksimaatiossa voimme olettaa, että jos koeolosuhteita tarkkaillaan tarkasti, RBE riippuu vain LET :stä .
Siksi esimerkiksi suuriin energioihin (200 MeV ja enemmän) kiihdytetyillä protoneilla ja alfahiukkasilla on suunnilleen sama hyötysuhde kuin 200 kV :n energialla tuotetuilla röntgensäteillä , koska niille on ominaista samanlaiset LET-arvot. Samantyyppisillä säteilyillä, mutta alhaisemmilla energioilla ja vastaavasti korkeammalla LET:llä, on myös korkeampi RBE.
LET : n kasvun myötä solujen herkkyys kasvaa ja niiden palautumiskyky heikkenee. RBE:n ja LET:n suhteella on maksimi. Huomattava RBE:n kasvu alkaa arvolla LET, joka on 10 keV/ µm , saavuttaa maksimiarvon arvolla LET - 100 keV/µm; myöhemmän nousun myötä LET laskee jyrkästi. Syynä tähän ilmiöön on se, että solukuolema tapahtuu sen jälkeen, kun riittävä määrä energiaa on imeytynyt tietyssä kriittisessä tilavuudessa. Luonnollisesti, kun LET kasvaa, tämä todennäköisyys kasvaa. Mutta joidenkin LET-arvojen jälkeen kyllästyminen tapahtuu, ja jokainen myöhempi hiukkanen menettää energiaa jo tapetussa solussa; näin ollen tehokkuus laskee, kun energiaa menee hukkaan.
Optimaalisen LET-arvon jälkeen, kun vaikutusyksikköjä on enimmäismäärä annosyksikköä kohden (eli energiaa vaihdetaan täsmälleen niin paljon kuin tarvitaan osumaan kaikkiin kohteisiin), liiallisen vaurion vaikutus ("overkill") tapahtuu .