Přednášející
Popis
Radiobiologické účinky iontů byly dosud zkoumány převážně jen pro nejběžněji se vyskytující izotop daného prvku. V některých situacích jsou ale významné i další izotopy. Jedná se např. o deuterony ($^2H$) nebo izotopy $^{10}C$ a $^{11}C$ produkované jadernými reakcemi primárních svazků uhlíku $^{12}C$ v radioterapii, $^{10}B$ a $^{11}B$ v neutronové záchytové terapii (BNCT) a proton-borové záchytové terapii (PBCT), izotopy produkované reakcemi kosmického záření s materiálem stínění na palubě kosmické lodi, případně izotopy jako $^{14}C$, $^{13}C$ nebo $^{10}Be$ cíleně urychlované v rámci urychlovačové hmotnostní spektrometrie (AMS) pro datování archeologických nebo geologických vzorků.
V příspěvku budou shrnuty systematické simulace stop izotopů $^1H$, $^2H$, $^3H$; $^3He$, $^4He$; $^6Li$, $^7Li$; $^9Be$, $^{10}Be$; $^{10}B$, $^{11}B$; $^{10}C$, $^{10}C$, $^{11}C$, $^{12}C$, $^{13}C$ a $^{14}C$ s energiemi do 0.5 GeV/u a indukce poškození, která tyto izotopy vyvolávají v buněčné DNA. Simulace pomocí biofyzikálního modelu PARTRAC předpovídají, že energie deponovaná do buněčného jádra závisí na počtu neutronů daného izotopu prakticky jen pro energie do 1 MeV/u. Rozdíly mezi izotopy v indukci poškození DNA se pak projeví pouze pro izotopy nejlehčích prvků, zejména vodíku a helia, v menší míře ještě lithia. Například tritony s energií 0,1 MeV/u deponují do buněčného jádra cca 7-krát více energie a indukují cca 11-krát více dvojných zlomů DNA než 0,1 MeV protony, i při přepočtu na Gy jsou tedy o více než 50 % účinnější. S rostoucím protonovým číslem se však rozdíly mezi izotopy rychle snižují. Například biologické účinky $^{10}B$ a $^{11}B$ jsou při stejné dávce prakticky shodné i pro energie nižší než 1 MeV/u. Podobně lze pro otázky radiační bezpečnosti AMS metod aproximovat biologickou účinnost izotopů $^{13}C$ a $^{14}C$ pomocí známých radiobiologických dat získaných pro $^{12}C$.
