32 质子致生物辐射效应初步实验研究

在长期载人航天中，空间辐射对人体是一种严重的威胁。宇宙辐射源（天然空间电离辐射源）主要是银河宇宙射线和随机发生的太阳粒子辐射（质子事件）。银河宇宙射线的主要成分是约占84．3％的质子，约占14．4％的α粒子及约占1.3％的重离子。质子具有高传能线密度（LET），与低LET（如电子、X射线和γ射线）辐射相比，具有较高的相对生物学效应（RBE），能诱发DNA分子中出现更多的双链断裂，从而更有效的杀伤细胞、更易诱发突变或改变细胞的生长特性。     

质子致DNA链断裂损伤的DNA浓度效应研究

在空间辐射环境中,辐射源主要是银河宇宙射线（GCR）和随机发生的太阳粒子辐射（质子事件）。其中以质子含量最为丰富,其次为α粒子和少量其它更重的离子。已有的模型计算结果表明,在飞往火星的路途中,宇航员身体内的每个细胞每几天就会被1个质子击中。     

加速重离子辐射对水稻的生物学效应研究——Ⅰ.加速重离子及~(60)Coγ射线辐照水稻干种子的当代生物学效应

用高传能线密度(LET)的~(56)Fe(190keV/μ)、~(40)Ar(90keV/μ)离子束及低LET的~(60)Coγ射线(0.27keV/μ)照射水稻干种子,对当代幼苗生长、根尖微核细胞率和染色体畸变率的效应,进行了实验分析。结果表明:对比三种辐射源,微核细胞率与染色体畸变率均随处理剂量增加而增加,且呈线性关系。以幼苗的生长半抑制剂量(D_(50))为指标,三种电离辐射(~(56)Fe、~(40)Ar离子束和~(60)Coγ射线)的相对生物学效应(RBE)比值为6.3∶1.9∶1。以微核细胞率为指标,三者的RBE比较值为11∶4∶1。可见高LET的~(56)Fe和~(40)Ar比低LET的~(60)Co有较高的辐射生物学效应,尤其是在诱发细胞核染色体畸变和微核出现方面,高LET离子束有很高的效率。     

质子致DNA链断裂损伤的剂量效应研究

质子作为一种高传能线密度（LET）的辐射，具有能量沉积与局部剂量远大于低LET辐射（如X射线、γ射线和电子束等）的特点，通过物质时有完全不同的径迹结构，能够更有效的诱发DNA发生双链断裂，产生更多的不能修复性损伤，引起细胞的转化和死亡以及癌的发生等较高的相对生物效应（RBE）。在DNA分子水平上研究质子致生物损伤的机理，深入了解其辐射特点及危害程度，并研究相应的防护途径十分重要，     

A Particles' Direction Detector on Manned Space Ⅱ

针对空间带电粒子各向异性分布,不同的入射方向,粒子的通量有数个量级的差异,提出安装在二期载人航天目标飞行器上的新一代空间粒子探测器——空间粒子方向探测器.该仪器为我国最新研制的多功能、小型化空间带电粒子探测器,首次实现了高能电子、质子能谱探测及180°方向的粒子通量测量.通过监测轨道空间各种带电粒子的区域分布、方向分布和能谱分布,以及时空变化,从而获得完整的空间高能带电粒子的辐射图像,建立载人航天轨道静态和初步动态粒子辐射模型.     

空间辐射剂量测量简介

重点介绍了三方面内容,一是空间辐射的主要来源:银河宇宙射线、太阳粒子事件、带电粒子被地球磁场捕获形成的捕获辐射以及它们与地球大气层相互作用而形成的次级粒子辐射;二是主要辐射成分对剂量的贡献;三是空间辐射的测量方法:常用的被动式和主动式探测器,比较了它们的优缺点.     

12C6+离子辐照诱发人类肝L02细胞hprt基因突变的研究

本文研究12C6 离子辐照人类肝细胞系L02细胞诱发hprt基因突变与剂量的效应关系,为正确评价重离子对人体正常组织细胞的辐射风险及危害提供基础数据和依据.分别用12C6 离子束(LET为30 keV/μm)和X射线(LET为0.2 keV/μm)对L02细胞进行0～6Gy照射后,用克隆形成法检测细胞的存活分数,另外在含有6-TG的培养基中克隆、筛选hprt突变细胞株,测定突变频率.结果表明:12C6 离子辐照后L02细胞的存活分数明显小于X射线照后.两种射线照射后,每106个存活细胞中突变克隆的个数随照射剂量增大而增大,受照细胞的突变频率也都在1Gy处最大.但相对于X射线,人类肝细胞系L02细胞对高LET重离子辐射更敏感,而且12C6 离子束诱发更多的存活细胞hprt基因突变.     

纳米工艺元器件质子单粒子翻转实验及错误率预估

正基于北京HI-13串列加速器质子源及技术改进工作,获得2～15 MeV低能质子束流。针对商业级65nm工艺4M×18bit大容量随机静态存储器(SRAM),开展了质子单粒子翻转实验研究。针对实验研究的65nm工艺SRAM器件,不同轨道及环境下低能质子错误率占总错误率的比例范围在1%～86%,其中太阳质子事件、地球俘获带中低能质子引起的错误率占主导;太阳活动不显著时,高轨道错误率以银河宇宙射线重离子的贡献为主,低轨道错误率以地球俘获带质子的贡献为主(图1)。发生太阳质子事件时,除了低轨道、     

空间辐射剂量学浅谈

空间辐射剂量学是辐射防护领域最具挑战性的学科之一。本文着重介绍：(1)低地球轨道空间辐射的主要来源：银河系宇宙射线,地球磁场捕获的高能电子和质子形成的地球辐射带．太阳粒子事件以及宇宙射线与地球大气相互作用产生的反照中子和质子;(2)各种辐射成分对剂量的贡献;(3)空间辐射剂量的测量方法。主要介绍有源探测器和无源探测器,它们的使用范围以及各自的优缺点。同时,简要介绍了国外目前使用的主要探测器及其特点,并对国际剂量学的发展历史作了简单的回顾。     

辐照的风险

【英国《国际核工程》2004年3月刊报道】 人们在很多年以前就已认识到电离辐射照射能够诱发白血病。各国和国际研究机构对受到辐照的人群进行过大量的流行病学研究。英国国家辐射防护委员会(NRPB)承担着为英国政府部门和相关单位提供辐射风险咨询的法律责任。该委员会流行病学小组最近发表了一篇评价有关辐射诱发白血病及其它疾病的风险的报告,对各研究机构的研究结果进行了汇总。白血病在对低传能线密度(LET)外部照射诱发白血病的发病率和死亡率进行分析后,研究人员获得下述结论:急性白血病和慢性骨髓白血病(CML)的发病率与外部低LET…     

低剂量照射及其微观剂量分布

辐射防护关心低剂量照射的生物效应,特别是辐射致癌效应。多大水平的照射为低剂量照射并无明确规定。UNSCEAR[1986B-24段,1988F-7段]提出对低LET辐射可以把0-0.2,0.2-2.0,2-10和>1cGy分别称为低、中、高和极高剂量;对高LET辐射(如快中子)把<0.05Gy和>0.05Gy分别称为低和高剂量。对所有辐射,低剂量率指<0.05mGy/min,高剂量率指>0.05Gy/min,介于其问者为中等剂量率。通常的     

空间辐射传能线密度谱仪初步设计

正本工作对空间辐射传能线密度(LET)谱测量技术进行研究,初步设计了空间辐射LET谱仪。空间辐射LET谱仪整体装置(其结构如图1所示)为望远镜结构,由3个二维位置灵敏硅微条探测器(DSSD)组成,入射粒子经过DSSD时,由第1个和第2个DSSD符合输出的信号或第2个和第3个符合输出的信号触发探测器,并利用符合信号对粒子的入射角度进行判断。记录入射粒子在第2个DSSD中的能量沉积。最终通过粒子在第2个DSSD中的能量损失及路径确     

辐射防护的生物学基础

摘要 电离辐射生物效应是辐射防护的生物学基础。辐射产生的有害健康效应分为两种类型：①组织反应（也称确定性效应）；②癌症及遗传效应（也称随机性效应）。为了辐射防护目的，ICRP将继续把辐射防护的实际体系建立在“线性无阈”剂量响应关系假设之上。在吸收剂量高至100mGy的剂量范围内（低LET或高LET），组织不会显现出这样的辐射敏感性，以致足以使临床相关功能损伤的阈剂量被超过。另外，还对非癌症疾病和宫内照射的辐射效应作了简单的介绍。     

65 nm工艺SRAM低能质子单粒子翻转错误率预估

质子单粒子效应是纳米工艺集成电路空间应用面临的主要辐射问题之一。本文开展了一款商业级65 nm工艺4 M×18 bit随机静态存储器（SRAM）质子单粒子翻转实验研究。针对地球同步轨道、低地球轨道,使用Space Radiation 7.0程序,预估了低能质子、高能质子和重离子引起的错误率。错误率预估分析结果表明,不同轨道及环境模型下低能质子错误率占总错误率的比例范围为1%~86%,其中太阳质子事件、地球俘获带等环境模型中低能质子单粒子翻转引起的错误率占主导,建议空间应用的元器件对低能质子不敏感。     

应用高灵敏LiF(Mg,Cu,P)热释光剂量计测定中国1988年科学实验卫星中低LET辐射剂量

低 LET 辐射剂量是空间飞行所受剂量中的重要部分。测定中国1988科学实验卫星上的低 LET辐射剂量是国内高灵敏 LiF(Mg,Cu,P)TL 片的新应用。在此卫星8天飞行中测得的平均日剂量率为9.2mrad,而地面本底照射的平均日剂量为0.32mrad。     

12C6+离子束照射不同肿瘤细胞显示重离子治疗癌症的明显优势

通过观察两种人恶性肿瘤细胞(人肝癌细胞SMMC-7721和人黑色素瘤细胞A375)对高LET12C6 离子和γ射线辐照的敏感性及其差异,考察重离子治疗肿瘤的可行性及优势.以这两种体外培养的来源于人体不同组织的具有高辐射抗性的恶性肿瘤细胞为实验对象,分别进行12C6 和γ射线0-6Gy内不同剂量点的单次和分次照射,采用克隆存活法统计细胞的存活分数.结果显示,无论是单次还是分次照射,12C6 照射后两种细胞的存活分数均明显低于γ射线照射,而且两种细胞的辐射敏感性差异明显降低,同时分次照射细胞的存活分数没有明显提高.结果表明,高LET重离子照射对肿瘤细胞能明显提高杀伤能力,同时降低了不同细胞辐射敏感性的差异且导致细胞低的修复.以上特点与重离子剂量深度分布相结合,使得重离子在治疗肿瘤时具有特殊的优势.     

高LETα粒子体外照射诱发中国仓鼠肺细胞的恶性转化

本文介绍了~(238)pu α粒子体外照射诱发中国仓鼠肺(CHL)细胞恶性转化的特征。初步结果表明,在0.5—2.5 Gy的剂量范围内,CHL 细胞的剂量-存活曲线符合单次击中单靶模型:存活分数 S=exp(—D/D_0),平均致死剂量D_0=0.515±0.014 Gy。高 LET α粒子照射后的早期(第2代),CHL 细胞增殖能力明显受到抑制,传至第20代时,细胞增殖能力则增强;观察到某些生物学的转化特征,并呈显一定的剂量效应关系。将已发生转化的 CHL 细胞接种到免疫缺陷型受体动物体内后,4—5周均形成肿瘤。与成年大鼠肺成纤维细胞相比较,CHL 细胞对高 LET α粒子的照射具有一定的耐受性。     

空间环境和质子对水稻的诱变效应

利用返回式卫星搭载5个水稻品种的干种子进行空间诱变处理,以及用不同能量、剂量的质子辐射水稻干种子,研究其诱变效应。结果表明,空间环境对根尖细胞染色体有一定的致畸作用,能促进根尖细胞的有丝分裂活动,空间飞行中的水稻染色体畸变细胞率极显著高于地面对照组。与γ射线和质子处理比较,空间环境对染色体的致畸效应较低,而有丝分裂指数极显著高于质子和γ射线处理。空间环境对水稻M_1代幼苗的损伤效应亦低于质子和γ射线。空间环境和质子在M_2代能诱发较高频率的叶绿素缺失、株高和抽穗期突变,其有益性状突变的频率高于γ辐照的。     

氚的相对生物效应

随着氚在工业、农业、医学、水文和生物学研究中应用愈来愈广泛,氚的相对生物效应(RBE)已受到各国的重视。相对生物效应是指以相同的剂量照射时,一种射线的生物作用对通常X射线作用的比值。RBE值随辐射的线能量传递(LET)而变化,通常能量为200～250keV的X射线在组织中的LET为2.5keV/μ,25keV的软X射线的 LET约为6keV/μ,氚的β射线(平均能量为5.6keV)的LET为 9.3keV/μ,较X射线的LET为大。     

硼中子俘获治疗药物BPA的合成及生物分布

硼中子俘获疗法（BNCT）是一种新型的放疗方法,它是将与肿瘤有特异性亲合力的加B化合物（硼携带剂）注入人体,经中子束局部照射使聚集在肿瘤组织中的10B与热中子发生核反应,生成Li与α粒子,这些粒子均属高传能线密度（LET）射线,具有能量高和射程短的特点,其运动空间内发生的电离反应可杀伤吸收硼化物的瘤细胞及与之相邻的细胞,而对正常组织的损害甚小。