محاسبه آسيب هاي DNA ايجاد شده به وسيله پرتوهاي يون ساز با كد MCDS و مقايسه با نتايج كد Geant4-DNA

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

فيزيك

كارشناسي ارشد

سرطان يكي از چالش‌ بر¬انگيز¬ترين بيماري‌¬هايي است كه بر اثر رشد و تكثير كنترل نشده سلول¬هاي غير طبيعي ايجاد شده و يكي از عوامل اصلي مرگ و¬مير در جهان محسوب مي¬شود. اين امر لزوم توجه به درمان اين بيماري را بيشتر مي‌¬كند. پرتو¬درماني يكي از روش¬هايي است كه در طول درمان ممكن است براي هر بيمار سرطاني تجويز شود. در اين روش درمان براي آسيب زدن به سلول¬هاي سرطاني از پرتو¬هاي يون¬ساز استفاده مي¬شود كه بر¬هم¬كنش اين پرتو¬ها با سلول مي¬تواند باعث ايجاد اثرات بيو¬فيزيكي اوليه و طولاني شود. آسيب¬هايي كه اين پرتو¬ها به DNA سلول وارد مي¬كنند ممكن است تك رشته¬اي، دو رشته¬اي و يا آسيب باز باشد. آسيب¬هاي DNA طي فرايندي توسط سلول ترميم مي¬شوند اما گاهي اين ترميم¬ها خصوصا ترميم شكست¬هاي دو رشته¬اي ناقص است و يا ترميم انجام نمي¬گيرد و منجر به مرگ سلولي مي¬شود. آسيب¬هاي DNA در اثر پرتو¬هاي يون¬ساز را مي¬توان از طريق روش¬هاي تجربي و شبيه¬سازي مورد مطالعه قرار دارد. در اين پژوهش با استفاده از كد MCDS انواع آسيب¬هاي وارد شده به DNA را محاسبه و بررسي مي¬كنيم. با استفاده از اين كد، كه براي شبيه¬سازي از روش¬هاي مونت كارلو پيروي مي¬كند، سلول و چشمه را شبيه¬سازي و احتمال شكست¬هاي تك رشته¬اي و دو رشته¬اي ساده و پيجيده را محاسبه مي¬كنيم. چشمه¬هاي شبيه¬سازي شده در اين كار پرتو¬هاي الكترون در بازه انرژي keV 1/0 تا keV 1000، پرتو¬هاي پروتون در بازه انرژي MeV 5/0 تا MeV 20، پرتو¬هاي آلفا در بازه MeV 2 تا MeV 20 و پرتو¬هاي كربن در بازه MeV 4/0 تا MeV 1536 مي¬باشند. نتايج به دست آمده از كد MCDS را با نتايج پژوهش¬هاي تجربي و شبيه¬سازي مقايسه مي¬كنيم. به طور كلي ميان نتايج MCDS و كارهاي قبلي سازگاري خوبي بر¬قرار بود. براي بررسي تاثير اكسيژن بر شكست¬ها، شبيه¬سازي¬ها را در سه قسمت براي درصد اكسيژن 0، 5، 10، 20، 30، 40، 50 و 100 انجام داديم و براي هر پرتو احتمال شكست¬ها را در غلظت¬هاي مختلف اكسيژن مقايسه كرديم. افزايش درصد اكسيژن احتمال شكست¬هاي تك رشته¬اي و دو رشته¬اي را افزايش مي¬دهد اما اكسيژن تا حد خاصي مي¬تواند بر شكست¬ها تاثير چشم¬گيري بگذارد. در شبيه¬سازي براي چهار پرتو الكترون، پروتون، آلفا و كربن، براي هر پرتو احتمال شكست¬هاي تك رشته¬اي ساده با درصد اكسيژن 50 و 100 در حدود 01/0 تا 03/0 تفاوت داشتند. تفاوت احتمال شكست¬هاي دو رشته¬اي نيز همين مقدار به دست آمد. احتمال شكست¬هاي تك رشته¬اي آلفا در بازه انرژي MeV 2 تا MeV 4 برخلاف پرتو¬هاي مورد مطالعه در اين پژوهش، با افزايش غلظت اكسيژن، كاهش يافتند. هم¬چنين غلظت اكسيژن كم¬ترين تاثير را بر پرتو كربن در يك بازه انرژي خاص دارد. در انتها اثر قطر هسته سلول بر شكست¬هاي تك رشته¬اي و دو رشته¬اي مورد بررسي قرار گرفت كه شكست¬ها با تغيير قطر هسته سلول بدون تغيير باقي ماندند.

225177

فيزيك هسته اي

فيزيك

دانشگاه صنعتي اصفهان