بررسی آسیب‌های مادۀ وراثتی سلول ناشی از پرتوهای پروتون و یون‌های کربن با کد MCDS در مقایسه با نتایج شبیه‌ساز مونت کارلوی Geant4-DNA

نویسندگان

1 گروه فیزیک، دانشکده علوم، دانشگاه صنعتی خاتم الانبیاء (ص) بهبهان، بهبهان

2 دانشکده فیزیک، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران

3 دانشکده فیزیک، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران

doi
10.47176/ijpr.23.1.01584
چکیده

پرتوهای یونساز در اثر برهمکنش‌های فیزیکی و شیمیایی با DNA سلول‌ها، باعث ایجاد آسیب‌های اولیه و طولانی مدت در مادۀ وراثتی می‌شوند. این نوع آسیب‌ها عمدتاً به‌صورت شکست‌های تک رشته‌ای و دو رشته‌ای در DNA ایجاد می‌شود و در صورت عدم ترمیم توسط سلول، می‌توانند به جهش‌های مادۀ وراثتی و یا مرگ سلول منجر شوند. در این پژوهش آسیب‌های ناشی از پرتوهای پروتون‌ و همچنین یون‌های کربن که امروزه اهمیت بالایی در مطالعات پرتودرمانی دارند، در DNA سلول زنده با کد MCDS مورد بررسی قرار گرفته است. به منظور بررسی دقت نتایج کد MCDS در این پژوهش، احتمال هر نوع شکست و بازده شکست‌های مختلف محاسبه شده و با نتایج کارهای قبلی با Geant4-DNA مقایسه شده است. نتایج این پژوهش، خصوصاً از نظر شکست‌های دو رشته‌ای به نتایج محاسبه شده با کد Geant4-DNA بسیار نزدیک است. البته اختلاف‌هایی در نتایج نیز وجود دارد که به‌دلیل تفاوت در سطح‌مقطع‌های دو کد خصوصاً در برهمکنش‌های یونیزاسیون و برانگیختگی و همچنین سرعت واکنش‌های شیمیایی رادیکال‌های شیمیایی است. نتایج این پژوهش در زمینۀ بازده شکست‌های دو رشته‌ای، می‌تواند در طراحی درمان با پرتوهای پروتون و یون‌های کربن بسیار مفید باشد.