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放疗污染电子对皮肤细胞损伤的蒙特卡罗模拟研究

熊桢宇 , 林辉 , 蔡金凤 , 代玉美 , 张拥军 , 朱成成

原子核物理评论 doi:10.11804/NuclPhysRev.31.02.210

采用Geant4-DNA低能物理模型研究了污染电子在细胞DNA水平上的物理作用和能量沉积。利用密度聚类算法分析了损伤产额分布;并结合皮肤细胞辐射敏感性参数和临床表征剂量,探讨了低能电子对皮肤细胞的损伤特征。模拟发现,产生的DSB中约20%是cDSB;DSB产额是SSB的约4%;损伤聚类包含的SSB一般63个,20 keV和100 keV电子也可造成>5个SSB的聚类损伤;晚反应、高α值的组织更应注意防护低能电子辐射;由于LQ模型中剂量平方项的影响,cDSB损伤致死系数ε随入射电子数目的增加而增大。当105个电子入射时,ε的数值可较单个电子增大3%~15%。可通过调节直接电离损伤概率弥补间接损伤产额,研究细胞辐照损伤的内在机理。本工作建立的低能电子对细胞DNA的损伤模型及结果,可用于评价放疗中低能污染电子对皮肤细胞的损伤效应。

关键词: 污染电子 , 皮肤细胞 , 蒙特卡罗模拟 , 损伤产额

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