Теоретический анализ качества излучения и относительной биологической эффективности трития
- Авторы: Роднева С.М.1, Гурьев Д.В.1,2
-
Учреждения:
- Федеральный медицинский биофизический центр им. А.И. Бурназяна ФМБА России
- Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семёнова РАН
- Выпуск: Том 69, № 2 (2024)
- Страницы: 65-72
- Раздел: Радиационная физика, техника и дозиметрия
- URL: https://medbiosci.ru/1024-6177/article/view/363912
- DOI: https://doi.org/10.33266/1024-6177-2024-69-2-65-72
- ID: 363912
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Введение
1. Тритий и эталонное излучение
1.1 Изотоп тритий и его энергетический спектр
1.2 Эталонное излучение
2. Методы определения качества излучения и ОБЭ
2.1 Качество излучения в микродозиметрии
2.2 ОБЭ по количеству двунитевых разрывов ДНК
2.3 ОБЭ по доле вторичных низкоэнергетических электронов
3. Анализ расчетов качества излучения и ОБЭ трития
3.1 Оценка коэффициентов качества излучения трития
3.2 Оценка ОБЭ излучения трития при его воздействии на ДНК
3.3 Оценка ОБЭ трития по доле вторичных низкоэнергетических электронов
3.4 Коэффициенты качества и ОБЭ трития по отношению к эталонным излучениям
Заключение
Ключевые слова
Об авторах
С. М. Роднева
Федеральный медицинский биофизический центр им. А.И. Бурназяна ФМБА России
Email: sontyaga@yandex.ru
Москва
Д. В. Гурьев
Федеральный медицинский биофизический центр им. А.И. Бурназяна ФМБА России; Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семёнова РАН
Email: sontyaga@yandex.ru
Москва; Москва
Список литературы
- McMahon S.J., Prise K.M. Mechanistic Modelling of Radiation Responses (Review). Cancers. 2019;11:205. doi: 10.3390/cancers11020205.
- Bernal M.A., Bordage M.C., Brown J.M.C., Davfdkova M., Delage E., Bitar Z., et al. Track Structure Modeling in Liquid Water: a Review of the Geant4-DNA Very Low Energy Extension of the Geant4 Monte Carlo Simulation Toolkit. Phys. Med. 2015;31:861–874. doi: 10.1016/j.ejmp.2015.10.087.
- Kellerer A., Chmelevsky D. Concepts of Microdosimetry II. Probability Distributions of the Microdosimetric Variables. Radiat Environ Biophysics. 1975;12:321–335. doi: 10.1007/BF01327348.
- Famulari G., Pater P., Enger S.A. Microdosimetry Calculations for Monoenergetic Electrons Using Geant4-DNA Combined with a Weighted Track Sampling Algorithm. Phys. Med. Biol. 2017;62:5495–5508. doi: 10.1088/1361-6560/aa71f6.
- Chatzipapas K.P., Papadimitroulas P., Emfietzoglou D., Kalospyros S.A., Hada M., Georgakilas A.G., Kagadis G.C. Ionizing Radiation and Complex DNA Damage: Quantifying the Radiobiological Damage Using Monte Carlo Simulations. Cancers. 2020;22:799. doi: 10.3390/cancers12040799.
- Kyriakou I., Sakata D., Tran H.N., Perrot Y., Shin W.G., Lampe N., et al. Review of the Geant4-DNA Simulation Toolkit for Radiobiological Applications at the Cellular and DNA Level. Cancers. 2021;14:35. doi: 10.3390/cancers14010035.
- Goodhead D.T. Biological Effectiveness of Lower-Energy Photons for Cancer Risk. Radiat Protect Dosim. 2018;183:197–202. doi: 10.1093/rpd/ncy246.
- Goodhead D.T. The Relevance of Dose for Low-Energy Beta Emitters. J. Radiol Prot. 2009;29:321–333. doi: 10.1088/0952-4746/29/3/S01.
- Goodhead D.T. Energy Deposition Stochastics and Track Structure: what about the Target? Radiat Protect Dosim. 2006;122:3-15. doi: 10.1093/rpd/ncl498.
- UNSCEAR 2016 Report. Annex C: Biological Effects of Selected Internal Emitters-Tritium. New York, 2016. P. 241_359.
- Kyriakou I., Tremi I., Georgakilas A.G., Emfietzoglou D. Microdosimetric Investigation of the Radiation Quality of Low-Medium Energy Electrons Using Geant4-DNA. Appl. Radiat Isot. 2021;172:109654. doi: 10.1016/j.apradiso.2021.109654.
- Lai Y., Tsai M.Y., Tian Z., Qin N., Yan C., Hung S., et al. A New Open-Source GPU-Based Microscopic Monte Carlo Simulation Tool for the Calculations of DNA Damages Caused by Ionizing Radiation. Part II: Sensitivity and Uncertainty Analysis. Med. Phys. 2020;47;4:085015. doi: 10.1002/mp14036.
- ICRU 40. The Quality Factor in Radiation Protection. J. Int. Comm. Radiat Units Meas. 1986;21.
- Kellerer A.M., Hahn К. Considerations on a Revision of the Quality Factor. Radiat Res. 1988;114:480–488. doi: 10.2307/3577119.
- Kellerer A.M., Rossi H.H. The Theory of Dual Radiation Action. Curr. Top. Radiat. Res. 1972:8:85–158.
- Hawkins R.B. A Microdosimetric-Kinetic Theory of the Dependence of the RBE for Cell Death on LET. Med. Phys. 1998;25:1157–1170. doi: 10.1118/1.598307.
- Nikjoo H., Goodhead D.T. Track Structure Analysis Illustrating the Prominent Role of Low Energy Electrons in Radiobiological Effects of Low-LET Radiations. Phys. Med. Biol. 1991;36:229–238. doi: 10.1088/0031-9155/36/2/007.
- Bellamy M., Eckerman К. Relative Biologieal Effectiveness of Low-Energy Electrons and Photons. Letter Report. Oak Ridge National Laboratory. Washington, U.S. Environmental Protection Agency, 2013. https://www.epa.gov/sites/production/files/2015-05/ documents/epa-rbe-report-1 l-04-2013.pdf.
- Olko P. Microdosimetric Modelling of Physical and Biological Detectors. Report No 1914/D. The Henryk Niewodniczanski Institute of Nuclear Physics. Poland, Kraków, 2002. www.ifj.edu.pl/reports/2002.html.
- Chen J., Nekolla E., Kellerer A.M. A Comparative Study of Microdosimetric Properties of X Rays, γ -Rays, and β-Rays. Radiat Environ Biophys. 1996;35:263-266. doi: 10.1007/s004110050038.
- Chen J. Radiation Quality of Tritium: A Comparison with 60Co Gamma Rays. Radiat Prot. Dosim. 2013;56:372–375. doi: 10.1093/rpd/nct068.
- Morstin K., Kopec M., Olko P., Schmitz T., Feinendeged L.E. Microdosimetry of Tritium. Health Phys. 1993;65;6:648–656. doi: 10.1097/00004032-199312000-00004.
- Lund C.M. Microdosimetric Analysis of the Interactions of Mono-Energetic Neutrons with Human Tissue. Degree of Master of Science in Medical Physics. McGill University. Montreal, 2019. https://escholarship.mcgill.ca/concern/theses/8910jz75m.
- Margis S., Magouni M., Kyriakou I., Georgakilas A.G., Incerti S., Emfietzoglou D. Microdosimetric Calculations of the Direct DNA Damage Induced by Low Energy Electrons Using the Geant4-DNA Monte Carlo Code. Phys. Med. Biol. 2020. doi: 10.1088/1361-6560/ab6b47.
- Matsuya Y., Kai T., Yoshii Y., Yachi Y., Naijo S., Date H., Sato T. Modelling of Yield Estimation for DNA Strand Breaks Based on Monte Carlo Simulations of Electron Track Structure in Liquid Water. Appl. Phys. 2019;126:124701. doi: 10.1063/1.5115519.
- Friedland W., Jacob P., Paretzke H.G., Stork T. Monte Carlo Simulation of the Production of Short DNA Fragments by Low-Linear Energy Transfer Radiation Using Higher Order DNA Models. Radial Res. 1998;150:170-182. doi: 10.2307/3579852.
- Friedland W., Jacob P., Paretzke H.G., Merzagora M., Ottolenghi A. Simulation of DNA Fragment Distributions after Irradiation with Photons. Radiat Environ Biophys. 1999;38:39–47. doi: 10.1007/s004110050136.
- Nikjoo H., Lindborg L. RBE of Low Energy Electrons and Photons. Phys. Med. Biol. 2010;55:65–109. doi: 10.1088/0031-9155/55/10/R01.
- Hsiao Y., Stewart R.D. Monte Carlo Simulation of DNA Damage Induction by X-Rays and Selected Radioisotopes. Phys. Med. Biol. 2008;53:233-244. doi: 10.1088/0031-9155/53/1/016.
Дополнительные файлы
