重粒子による水の放射線分解; 水分解ラジカルの空間分布とダイナミクス

Water radiolysis with heavy ions; Spatial distributions and dynamics of water radicals

山下 真一; 勝村 庸介; 前山 拓哉*; Meesungnoen, J.*; Jay-Gerin, J.-P.*; Baldacchino, G.*; 村上 健*

Yamashita, Shinichi; Katsumura, Yosuke; Maeyama, Takuya*; Meesungnoen, J.*; Jay-Gerin, J.-P.*; Baldacchino, G.*; Murakami, Takeshi*

水は生体主成分であり、最もありふれた物質の一つであるものの、その放射線分解についての理解は必ずしも十分ではない。中でも重粒子線は初期の物理過程におけるエネルギー付与密度が非常に高く、後続の過程が線やX線とは異なってくる。水分解の知見そのものは間接効果を考えるうえで必要不可欠である。これと同時に、水中におけるエネルギー付与分布は生体分子へのエネルギー付与理論の理解を深めるうえで、水分解ラジカルの空間分布や時間挙動は数ナノ秒以内に形成されたDNA損傷がその後どのような変化を辿るか考察するうえで大きなヒントとなり得る。本講演ではこれまでHIMACで測定してきた水分解生成物の収量測定結果を最先端のモンテカルロシミュレーションとの比較から紹介する。

Although water is one of the most ubiquitous molecules as well as a main component of human body, understanding of water radiolysis is not always sufficient. Among many types of ionizing radiations, heavy ions deposit their energies very densely, resulting in distinctive following processes. Comprehension of water radiolysis itself is essential to consider indirect actions of ionizing radiations. Moreover, energy deposition distributions in water is related to that in/on biomolecules including DNA, proteins, and so on, and spatial distributions and temporal behaviors of water radicals give a clue to think over the fate of DNA damage produced within several nanoseconds. In this presentation, yields of water decomposition products which have been measured at HIMAC will be introduced in comparison to one of the most advanced Monte-Carlo simulation.