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Doppelt differentielle inelastische Elektronenstreuquerschnitte von DNA-Bausteinen

29.09.2008

Es ist allgemein bekannt, dass DNA das strahlensensitive Target innerhalb einer Zelle darstellt und die biologische Wirksamkeit ionisierender Strahlung nicht nur von der Energiedosis sondern auch von deren Spurstruktur abhängt. Die Spurstruktur kommt in der unterschiedlichen räumlichen Verteilung der stochastischen Energiedeposition im Bereich der DNA zum Ausdruck. Zur Berechnung solcher Verteilung sind die Wechselwirkungsquerschnitte zwischen den DNA-Bausteinen und Elektronen, die meist in großer Menge als Sekundärteilchen beim Durchgang ionisierender Strahlung im Gewebe freigesetzt werden, unentbehrlich.

Angesichts dieser Tatsache wurden die Elektronenstreuquerschnitte von Tetrahydrofuran (C4H8O) gemessen, welches eine nahezu identischen Struktur wie Deoxyribose besitzt. Nach der Messung der differentiellen elastischen Elektronenstreuquerschnitte im vergangenen Jahr wurden nun auch die doppelt differentiellen inelastischen Elektronenstreuquerschnitte von Tetrahydrofuran als Funktion des Streuwinkels und der Sekundärelektronenenergie experimentell bestimmt. Die Bestimmung erfolgte für Primärenergien T von 20 eV bis 1000 eV für Streuwinkeln zwischen 5° und 135°. Als ein Beispiel zeigt die Abbildung die doppelt differentiellen inelastischen Streuquerschnitte von Tetrahydrofuran für 100 eV Elektronen. Die gemessenen Streuquerschnitte sind ein wichtiger Datensatz für die Modellierung der primären physikalischen Strahlenschäden in DNA mit Hilfe der Monte Carlo Simulation.

Abbildung : Doppelt differentielle inelastische Elektronenstreuquerschnitte von Tetrahydrofuran für 100 eV Elektronen als Funktion der Sekundärelektronenenergie für verschiedene Streuwinkeln: (—) 20°, (--) 30°,                    (• • •) 60°, (- •• - •) 90°, (- • - •) 135°.