مدل‌سازی توزیع انرژی انباشت پرتوهای آلفای ناشی از واپاشی رادون 223 و تاثیر آن بر dna

پرتوهای یون‌ساز به‌واسطه فرآیند‌های فیزیکی و شیمیایی منجر به شکست‌های تک‌رشته‌ای و دو رشته‌ای اده و پیچیده و همچنین آسیب بازها در dna سلول‌ها می‌شوند. در این پژوهش، با در نظر گرفتن کلیه فرآیندهای فیزیکی و شیمیایی پرتوهای یون‌ساز با ماده، آسیب‌های اولیه dna به‌وسیله پرتوهای آلفا mev 5.7 ناشی از ایزوتوپ رادون 223 محاسبه شده ‌است. احتمال انواع شکست‌ها بر حسب نوع شکست و میزان انرژی انباشت محاسبه شده و احتمال آسیب‌های مستقیم و غیرمستقیم به‌صورت تابعی از تعداد شکست‌ها بررسی شده‌ است. هم‌چنین کمیت بازده شکست‌های دو رشته‌ای در dna که در پرتودرمانی بسیار کاربرد دارد، در مولکول‌های dna به روش توزیع انرژی انباشت در نمونه‌ها، محاسبه و با کارهای قبلی مقایسه شده‌ است. مشاهده شد که احتمال شکست‌های تک‌رشته‌ای در انرژی‌های انباشت کم، بیشتر از گونه‌های دو رشته‌ای است و با افزایش انرژی انباشت سهم گونه‌های دو رشته‌ای بسیار بیشتر از تک‌رشته‌ای می‌شود. در انرژی‌های انباشت بالاتر از ev 950، شکست‌های دو رشته‌ای پیچیده بسیار افزایش می‌یابد که این اتفاق می‌تواند به دلیل انباشت انرژی بیشتر در نوکلئوتیدهای نزدیک به‌هم در ‌dna هدف و رسیدن انرژی‌ انباشت کل به آستانه شکست و هم‌چنین سهم آسیب‌های غیر مستقیم رادیکال هیدروکسیل، به‌دلیل بالارفتن تعداد الکترون‌های ثانویه و افزایش واکنش آن‌ها با آب پس از حرارتی شدن باشد. با مقایسه با کارهای قبلی مشاهده شد، نتیجه این پژوهش از نزدیکی خوبی به نتایج آزمایش‌های تجربی برخوردار است.

Modeling the distribution of deposited energy by alpha particles from Radon 223 decay and its effect on DNA

The ionizing radiations, through physical and chemical processes, lead to simple and complex single and double strand breaks, as well as base lesions to the DNA. In this study, taking into account all the physical and chemical processes involved in the interaction of ionizing radiation with matter, the initial damage induced to DNA was evaluated for 5.7 MeV alpharays from Radon 223 isotope. The probability of damage types was calculated in terms of the energy deposition and the probability of direct and indirect damage was investigated as a function of the number of breaks. The results show that, for low deposited energies, the probability of singlestrand breaks is more than doublestrand breaks. As the amount of the deposited energy increases, this pattern is reversed and the probability of various types of doublestrand breaks dominates. The yield of doublestrand breaks in the DNA segments, as a main target in radiotherapy, was calculated by the method of energy deposition in DNA samples and compared with previous works. Our results are in good agreement with experimental results.