Seminarium Fizyki Jądra Atomowego

Znajomość odpowiedzi biologicznej na promieniowanie o różnej gęstości jonizacji ma fundamentalne znaczenie nie tylko dla zastosowania wiązek cząstek naładowanych w radioterapii, ale także – ponieważ ciężkie cząstki naładowane stanowią istotną składową promieniowania kosmicznego – dla bezpieczeństwa przyszłych podróży międzyplanetarnych. Odpowiedź biologiczna na promieniowanie jonizujące określona została na podstawie obserwacji aberracji chromosomowych limfocytów krwi obwodowej poddanych napromienianiu kwantami γ, protonami oraz jonami węgla i boru. Eksperymentalnie wyznaczone częstości występowania aberracji chromosomowych umożliwiły wyznaczenie tzw. krzywych odpowiedzi dawka-efekt i stanowiły podstawę teoretycznych rozważań poświęconych względnej efektywności biologicznej (RBE) oraz przyczyn jej silnej nieliniowości.Zaproponowano prosty model analityczny opisujący kwadratową zależność liczby aberracji od zastosowanej dawki promieniowania, opierając się na założeniu pokrywania się śladów jonowych. Korzystając z eksperymentalnie wyznaczonego parametru liniowego  i kwadratowego  tej zależności, udało się określić efektywny promień śladu jonowego, który mógłby wyjaśnić otrzymane doświadczalnie krzywe dawka-efekt. Porównanie wartości efektywnego promienia z oczekiwaniami fizycznymi doprowadziło do wniosku, że stosunek / otrzymany doświadczalnie wynika przede wszystkim z efektów reperacji komórkowej. Z drugiej strony pokazano po raz pierwszy, że efektywność mechanizmów reperacji komórkowej można również ocenić na podstawie eksperymentalnie zmierzonych krzywych dawka-efekt, badając przy użyciu analizy chi kwadrat zmniejszenie wariancji aberracji chromosomowych w stosunku do przewidywanej w ramach statystyki Poissona. Metoda ta pozwoliła na wyznaczenie współczynnika reparacyjnego, który zależy nie tylko od wartości LET stosowanego promieniowania, ale także od użytej dawki.