8.–12. 11. 2021
Časové pásmo: Europe/Prague

Od makroskopického transportu záření ke struktuře stopy na mikroskopické úrovni

12. 11. 2021 11:15
15m
Přednáška Biologické účinky a zdravotní hlediska Biologické účinky a zdravotní hlediska

Přednášející

Pavel Kundrát (ÚJF AV ČR, v.v.i.)

Popis

Biologické účinky ionizujícího záření jsou dány prostorovým rozdělením jednotlivých depozic energie, zejména jejich shlukováním na nanometrových a mikrometrových škálách. Tuto oblast velmi dobře zachycují simulace struktury stopy záření, a to jak pro fotony a elektrony, tak pro těžké nabité částice. Ve spojení s modely DNA a chromatinu tyto simulace umožňují odhadovat poškození DNA, tvorbu chromozomálních aberací a inaktivaci buněk různými druhy záření, které se používají v radioterapii nádorových onemocnění, v průmyslu nebo mají význam např. z hlediska radiační ochrany kosmonautů.

Pro praktické aplikace v těchto oborech jsou neméně cenné modely transportu záření na makroskopických škálách. Ty umožňují např. výpočet dávkového rozložení v těle pacienta nebo účinnosti stínění na palubě kosmické lodi.

Přímé propojení těchto komplementárních přístupů, tedy mikroskopického a makroskopického popisu interakcí záření s hmotou, do jednotného simulačního nástroje naráží kromě jiných obtíží i na extrémní výpočetní náročnost. Slibný alternativní přístup spočívá v zachycení výsledků simulací struktury stopy záření a poškození DNA a chromatinu pomocí analytických funkcí, které pak mohou být jednoduše implementovány do modelů makroskopického transportu záření. Daný postup kombinuje výhody makroskopického a mikroskopického přístupu. Rozšiřuje oblast, kde mohou být využity modely struktury stopy záření, do makroskopické oblasti. Současně doplňuje výsledky makroskopických transportních modelů o popis výsledků fyzikálních, chemických a biologických procesů, které se odehrávají na mikroskopických škálách.

V příspěvku shrneme simulace poškození DNA a chromatinu pomocí biofyzikálního programu PARTRAC pro různé typy záření. Představíme, jak lze výsledky simulací zachytit pomocí analytických funkcí reprezentujících poškození v závislosti na druhu částic a jejich lineárním přenosu energie (LET) nebo jejich energii. Popíšeme, jak lze tyto výsledky spojit s makroskopickými modely.

Přihlásit do soutěže Ne

Hlavní autoři

Pavel Kundrát (ÚJF AV ČR, v.v.i.) Giorgio Baiocco (University of Pavia, Italy) Andrea Ottolenghi (University of Pavia, Italy) Werner Friedland (Helmholtz Zentrum München, Germany)

Materiály k příspěvku

Zatím tu nejsou žádné materiály.