Москва, 2008 г

Микродозиметрия

Часть 2

В МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ

М.Ф. ЛОМАНОВ

Им. А.И. Алиханова

Институт теоретической и экспериментальной физики

Им. Д.В. Скобельцына

Им. М.В. Ломоносова

Метод Монте-Карло

Научно-исследовательский институт

РАДИАЦИОННАЯ ФИЗИКА И ЕЁ ПОДХОДЫ

Рецензенты: д. тех. наук…

«Шаг вперёл – два шага назад»

Совершая продвижение дальше, по основной структуре радиационной физики, мы делаем решительный шаг в сторону моделирования биологических явлений. По характеру аппроксимаций назрело использование квантово-механических законов, чего нехватает на уровне применения результатов Ландау-Вавилова. Такой прнципиальный подход ещё не развит, хотя радиационная биофизика существует, но все её достижения развиваются в направлении, далёком от нашей схемы, и с этой точки зрения они носят в большой степени полуэмпирический характер. Поэтому в предложенной структуре аппроксимаций РФ не произошло дельнейшего развития теории переноса, приходится вернуться к ПНЗ.

Это не позволяет нам перейти далее к изложению основ радиационной биофизики, которым посвящена обширная литература. В качестве учебного пособия для МГУ рекомендована недавно изданная книга Ю.Б. Кудряшова «Радиационной биофизика (ионизирующие излучения)» []. На основании этого материала, читатель может убедиться, что радиобиология постоянно развивалась под глубоким воздействием физики, в направлении приложений теории попаданий и теории мишени. Данный здесь раздел о микродозиметрии в основном построен на материалах, содержащихся в этом учебнике. Его следующее издание вышло в перевода на английский язык [] и было дополнено материалом о развитии клинического направления радиационной биофизики. В плане данного учебного пособия этот материал не использован, но получить представление о нём читатель может также, познакомившись с публикацией [].

ДАЛЕЕ ПОВТОР ТЕКСТА О МЕСТЕ М-ИИ

Как правило, после всех вычислений возникает вопрос о физическом или биологическом смысле введенного размера чувствительного микрообъема, но как раз его не удается установить. Хотя речь идет о внутриклеточных радиационных повреждениях или ведущих к ним косвенных эффектах, приписанные им радиусы взаимодействий оказываются слишком велики (порядка микрометров) или даже выходят за пределы ядра клетки.

Согласно известному постулату микродозиметрии (а также нанодозиметрии), принимается, что одинаковая энергия, поглощенная в чувствительных объемах (ЧО) клеток, вызывает одинаковый эффект. Есть и независимый подход. Обычная дозиметрия ничего не предполагает о природе ЧО, и из-за этого определить «биологическую» дозу можно только вводя эмпирический коэффициент ОБЭ. Построив модель зависимости производимого излучением эффекта в пределах ЧО, можно вычислять ОБЭ при разных предположениях о размере и форме чувствительного объема. Нужно кратко остановиться на представлениях, сложившихся в современной микродозиметрии.

Успехом микродозиметрии (или нанодозиметрии) можно считать доказательство того факта, что модель биологического действия излучения практически возможна в рамках радиационной физики. При этом так называемый энергетический парадокс перестаёт быть таковым, так как локальный нагрев до высоких температур заменяется химическим аналогом закона сохранения энергии.