مطالعه‌ی اثرات زیستی نوترون‎‌های سریع ( MeV14-2) با روش مونت‌کارلو بر ساختار اتمی ماده‌ی وراثتی سلول‌های زنده

Abstract

مطالعه‌ی حاضر به بررسی اثرات مستقیم پرتوهای نوترون سریع در محدوده‌ی انرژی 2 تا MeV 14 و محاسبه‌ی شکست‌های تک­رشته‌ای و دو رشته‌ای ساختار اتمی DNA به روش مونت­کارلو می‌پردازد. بدین­منظور از ابزار Geant4 و بسته‌ی انرژی‌های پایین Geant4-DNA استفاده شد. ساختار اتمی DNA استخراج شده از بانک داده پروتیین و ماده‌ی آب به عنوان محیط زیستی انتخاب شدند. در فیزیک لیست مرتبط به انرژی‌های پایین، طول گام در مرتبه نانومتر و کم­تر است و از سوی دیگر مسیر آزاد متوسط نوترون‎‌ها در محدوده‌ی مورد بحث در مرتبه‌ی سانتی­متر به دست آمد. با این شرایط اجرای برنامه با استفاده از رایانه محاسباتی نیز طولانی خواهد بود. در نتیجه طیف ذرات ثانویه‌ی ناشی از برهم­کنش نوترون با اتم‌های مولکول‌های آب به هدف تابیده شد. طیف ذرات ثانویه با کمک کتابخانه ENDF و محاسبات نظری استخراج شد. با این روش مدت زمان اجرای برنامه به بیش از تقریباً یک دهم کاهش یافت. سپس اثر بخشی بیولوژیکی نسبی، RBE، نوترون‌ها با انتخاب پرتوهای گامای کبالت 60، به عنوان تابش مرجع محاسبه شد. نتایج، رفتار تقریباً ثابتی را برای RBE برحسب تابعی از انرژی پیش‌بینی می‌کند که هم­خوانی بسیار خوبی نیز با پژوهش‌های دیگر دارد.