【摘要】：自從1946年D.E.Lea指出輻射粒子的能量沉積微觀分布在生物效應(yīng)研究中的重要性以來,世界上許多國(guó)家都相繼開展了這方面的研究。美國(guó)、德國(guó)和日本等許多國(guó)家從20世紀(jì)60年代起,就開始了電離輻射粒子(γ射線、中子、質(zhì)子和電子)在μm尺度上的能量沉積研究,一開始它就和生物學(xué)密切結(jié)合,同時(shí)采用理論與實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行,應(yīng)用各種數(shù)學(xué)模型將物理測(cè)量與生物學(xué)效應(yīng)聯(lián)系起來,并解釋了一些細(xì)胞失活現(xiàn)象。70年代以后,隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展以及實(shí)驗(yàn)測(cè)量手段的創(chuàng)新和完善,對(duì)電離輻射能量沉積的研究范圍又逐漸從μm量級(jí)深入到nm量級(jí)。以后伴隨著航天事業(yè)的發(fā)展和各種大型重離子加速器運(yùn)行,研究的范圍逐步又?jǐn)U展到各種類型的重離子在人體組織中產(chǎn)生能量沉積的微觀行為和方式。 在人體組織物質(zhì)中,電離輻射產(chǎn)生的瞬時(shí)(或永久)變化與電離輻射作用事件在靶物質(zhì)中發(fā)生的能量沉積、能量轉(zhuǎn)移等過程的空間分布有著非常密切的關(guān)系。在這種情況下,一些宏觀(或微觀)劑量學(xué)量,如傳能線密度(LET)、阻止本領(lǐng)和平均授與能等,將不能很好地描述輻射的物理、化學(xué)過程以及生物學(xué)效應(yīng),必須進(jìn)一步對(duì)受照射物質(zhì)中的電離輻射粒子能量沉積方式和能量沉積分布進(jìn)行研究。所以,有關(guān)電離輻射粒子在物質(zhì)中射程、截面以及沿其徑跡周圍徑向劑量分布等相關(guān)物理量的研究,無論在理論上還是在實(shí)驗(yàn)中都受到廣泛的關(guān)注。通過這些研究,深刻認(rèn)識(shí)電離輻射在人體物質(zhì)中的能量沉積微觀物理基礎(chǔ),以解釋各種電離輻射的生物學(xué)效應(yīng),并建立電離輻射作用模型與相應(yīng)的物理作用機(jī)制。在電離輻射微劑量學(xué)研究領(lǐng)域內(nèi),到目前為止,無論在理論計(jì)算還是在實(shí)驗(yàn)測(cè)量手段上,國(guó)內(nèi)在這方面開展的工作非常有限,基于國(guó)內(nèi)目前研究狀況和當(dāng)前實(shí)驗(yàn)設(shè)備乏缺的情況,作為本課題的立足點(diǎn),首先擬從理論計(jì)算入手,研究電離輻射在人體組織內(nèi)能量沉積的微觀分布,以填補(bǔ)國(guó)內(nèi)在該研究領(lǐng)域的空白。 在本課題研究的前期,進(jìn)行了廣泛的資料調(diào)研工作,由于國(guó)內(nèi)資料非常有限,比較深入的相關(guān)研究工作還沒有見到文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo),因此,主要通過網(wǎng)上的國(guó)外文獻(xiàn)資源,比較系統(tǒng)地了解了本學(xué)科前沿領(lǐng)域的研究狀況,在此基礎(chǔ)上逐漸形成了本課題工作的研究思路。由于利用Monte Carlo方法不用對(duì)介質(zhì)內(nèi)發(fā)生的物理過程做這樣或那樣的假設(shè),能夠真實(shí)模擬帶電粒子能量沉積的微觀過程和電離輻射粒子的空間行為,并能夠?qū)δ芰繐p失歧離、δ射線的產(chǎn)生及其它各種分叉徑跡(forked track)等物理現(xiàn)象進(jìn)行詳細(xì)描述,所以,在課題研究方法的選擇上,撇開了傳統(tǒng)的數(shù)值計(jì)算方法,而首選了Monte Carlo計(jì)算
【圖文】：

在于含有大量水分子的環(huán)境中，而關(guān)于直接作用分子或細(xì)胞上進(jìn)行的.只有當(dāng)物質(zhì)含水量極低時(shí)才草斑紋病毒的輻射效應(yīng)，在干燥狀態(tài)下所需劑量識(shí)到單純直接作用并不能解釋活細(xì)胞內(nèi)發(fā)生的全+·OH+卜1+H20一~H·十()H-H，+H一(〕一e水合水的電離和激發(fā)過程作用于體液中的水分子，(自由基)如H、H0、多數(shù)細(xì)胞含水量很高，引起水分子的電離和激HZOZ、H壓、e一，等，繼而再一般達(dá)7%0以上，所以細(xì)

然放射性物質(zhì)等，都無時(shí)不刻地對(duì)地球上各種離輻射存在以來，隨著核科學(xué)技術(shù)的發(fā)展及其也日益緊密，它在造福于人類社會(huì)生活各個(gè)方了一些負(fù)面影響，通常人們需要考慮的是，電密集程度所表現(xiàn)的生物效應(yīng)潛力，而不是傳給織中的熱量?jī)H為4.184x0l一，J，它僅能夠使組情況下，可以使半數(shù)受照人員死亡。中轉(zhuǎn)移、吸收的規(guī)律;受照射物質(zhì)內(nèi)的電離輻相關(guān)效應(yīng)(化學(xué)變化或生物學(xué)變化)之間的關(guān)說，它是通過某些宏觀物理量的定量測(cè)量，在傷程度，且主要采用吸收劑量這樣的宏觀量(些可測(cè)得的宏觀量是在某一特定物質(zhì)體積中相損失的空間分布不是連續(xù)的，它與物質(zhì)分子、量沒有具體反映出電離輻射在物質(zhì)中沉積能量的大小以pm計(jì)量，例如人體血液內(nèi)小型白細(xì)射后，無論整體損傷還是遺傳變異，都與細(xì)胞的能量沉積及相應(yīng)的生物效應(yīng)時(shí)，必須研究單量沉積的統(tǒng)計(jì)特性就特別重要。20世紀(jì)50年，探討當(dāng)帶電粒子獨(dú)立且隨機(jī)地與吸收物質(zhì)作個(gè)很小區(qū)域(例如細(xì)胞核或其它亞細(xì)胞結(jié)構(gòu))漲落情況，，為進(jìn)一步探討輻射與物質(zhì)作用的機(jī)
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)人民解放軍軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2003
【分類號(hào)】：R144

【引證文獻(xiàn)】

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1 倪婕;陳勇;孔棟;孫亮;;微劑量學(xué)模型的建立及應(yīng)用[J];輻射防護(hù);2013年02期

2 萬俊生;楊永青;劉書煥;趙英;劉喃喃;;α射線致空氣電離的實(shí)驗(yàn)研究[J];原子能科學(xué)技術(shù);2008年S1期

3 倪婕;任圓圓;孔棟;孫亮;;微劑量學(xué)單細(xì)胞模型的建立方法及Geant4應(yīng)用研究[J];中國(guó)醫(yī)學(xué)物理學(xué)雜志;2013年03期

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2 劉青松;極紫外及其誘導(dǎo)的低能電子在水中徑跡結(jié)構(gòu)的模擬[D];山東大學(xué);2012年

3 倪婕;輻射生物效應(yīng)中微劑量學(xué)細(xì)胞模型初步研究[D];蘇州大學(xué);2013年

本文編號(hào)：2694898