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研究生： 周志銘
Chi-Ming Chou
論文名稱： 氚的微劑量與奈米劑量研究
The Study on Microdosimetry and Nanodosimetry for Tritium
指導教授： 董傳中
Chuan-Jong Tung
趙自強
Tsi-Chian Chao
口試委員:
學位類別： 碩士
Master
系所名稱： 原子科學院 - 生醫工程與環境科學系
Department of Biomedical Engineering and Environmental Sciences
論文出版年： 2007
畢業學年度： 95
語文別： 中文
論文頁數： 75
中文關鍵詞： 氚 、微劑量 、奈米劑量
外文關鍵詞： tritium, microdosimetry, nanodosimetry
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    • 氚為生物圈中常見的一種放射性核種，但以往並不被重視，可是隨著對氚特性的了解，國際間關於氚的研究越來越多，且都可證明氚對於人體可造成嚴重的生物效應。在本研究中，分別用微劑量學與奈米劑量學的觀點來探討當氚均勻分佈在細胞核中，會對人體造成何種影響。在微劑量方面，利用程式PENELOPE模擬可得到頻率平均線性能量、劑量平均線性能量和有效相對生物效應的值，進而評估其輻射品質，模擬結果可得到隨著靶區半徑大小增加，頻率平均線性能量與劑量平均線性能量皆會減少，當靶區大小為假設細胞核半徑1 μm時，得到的有效RBE值趨近於1。而由奈米劑量學來看，利用程式NMC模擬得到氚跟DNA之間距離與DNA雙股斷裂機率的關係，並分別評估彈性碰撞與二次電子對於DNA傷害的影響，本研究發現彈性碰撞與二次電子皆會增加DNA雙股斷裂的機率，尤其是二次電子的影響較大，而當彈性碰撞與二次電子皆有考慮的情況下，氚跟DNA之間距離約為28 nm時，最容易造成DNA的雙股斷裂。最後經由徑跡結構分析來評估不同能量的二次電子對於DNA傷害的影響，可得到當二次電子能量大於150 eV時，容易與主要電子之能量沈積事件產生群集或者形成獨立且複雜的群集，便會增加DNA雙股斷裂的機率。

    摘要 I 誌謝 II 目錄 III 圖目錄 VI 第一章 序論 1 1.1 前言 1 1.2 研究目的 1 第二章 理論基礎 3 2.1 氚的基本特性 3 2.2 微劑量 6 2.2.1 微劑量學原理 6 2.2.2 微劑量學基本參數 7 2.3 奈米劑量學 12 第三章 材料與方法 14 3.1 蒙地卡羅方法 14 3.2 微劑量 16 3.2.1 模擬程式簡介 16 3.2.2 模擬狀態 17 3.2.3 程式設計 19 3.3 奈米劑量 23 3.3.1 模擬程式簡介 23 3.3.2 電子與介質的互應作用 25 3.3.2.1 彈性碰撞作用截面 26 3.3.2.2 非彈性碰撞作用截面 28 3.3.2.2.1 價電帶的非彈性作用截面 29 3.3.2.2.1.1 理論方法 29 3.3.2.2.1.2 電子的反平均自由行程、射程和凝體的阻擋本領 31 3.3.2.2.1.3 結果討論 32 3.3.2.2.2 內層軌道的非彈性作用截面 33 3.3.2.2.2.1 理論方法 33 3.3.2.2.2.2 內層軌道的游離作用截面 34 3.3.2.2.2.3 結果討論 34 3.3.3 模擬狀態 35 3.3.4 程式設計 38 3.3.4.1 輸入檔 38 3.3.4.2 輸出檔 38 3.3.4.3 幾何結構 39 3.3.4.4 邊界 39 3.3.4.5 二次電子 42 3.3.4.6 紀錄與判別 44 第四章 結論與討論 46 4.1 微劑量 46 4.2 奈米劑量 48 4.2.1 單能量電子 48 4.2.1.1 彈性碰撞的影響 48 4.2.1.2 二次電子的影響 57 4.2.2 氚 61 4.2.2.1 能譜 61 4.2.2.2 彈性碰撞的影響 62 4.2.2.3 二次電子的影響 66 4.3 徑跡結構分析 68 第五章 結論與建議 72 參考文獻 74

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