موضوع مقاله: پرتو یونیزان | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # پرتو یونیزان | مقدمه: تابش یوننده تابشی است که به اندازهٔ کافی انرژی دارد تا الکترون‌ها را از اتم یا مولکول جدا کند یا به بیانی دیگر آن‌ها را یونیزه کند. | ## بخش 1: پرتو یونیزان | تابش یوننده از ذره‌های درون‌اتمی، اتم‌ها یا یون‌هایی با سرعت بسیار بالا (سرعتی نزدیک به سرعت نور) یا موج‌های الکترومغناطیسی با انرژی بسیار بالا مانند گاما و ایکس ساخته‌شده است. تابش یوننده در اثر واکنش هسته‌ای - اعم از طبیعی یا مصنوعی - با دمای بسیار بالا (مثلاً در هاله خورشید یا در حالت پلاسما) از طریق تولید ذره‌های پرانرژی در شتاب‌دهنده ذره‌ای یا از طریق فرایندهای طبیعی مانند رعد و برق یا انفجار ابرنواختر پدید می‌آید. وقتی تابش یوننده رخ‌می‌دهد می‌تواند ذرات زیراتمی (عموماً الکترون، پروتون، نوترون و گاهی تمام هسته) را از اتم آزاد کند. pp.46 تابش یونیزان تابش یونیزان به تابش‌هایی گفته می‌شود که انرژی کافی برای جدا کردن الکترون از اتم‌ها یا مولکول‌ها دارند و در نتیجه باعث یونیزه شدن ماده می‌شوند. این نوع تابش‌ها می‌توانند با ایجاد یون‌ها و رادیکال‌های آزاد، به ساختارهای زیستی از جمله DNA آسیب وارد کنند و از عوامل مهم در زیست‌پرتوشناسی، پزشکی هسته‌ای و پرتودرمانی به‌شمار می‌روند. انواع تابش‌های یونیزان تابش‌های یونیزان به‌طور کلی به دو دستهٔ ذره‌ای و الکترومغناطیسی تقسیم می‌شوند.U.S. این ذرات توان یونیزاسیون بالایی دارند اما قدرت نفوذ آن‌ها کم است و معمولاً توسط یک لایه نازک کاغذ یا لایهٔ خارجی پوست متوقف می‌شوند. با این حال، در صورت ورود به بدن از طریق استنشاق یا بلع، می‌توانند آسیب شدید DNA ایجاد کنند.U.S. ذرات بتا ذرات بتا الکترون‌ها یا پوزیترون‌هایی هستند که در فرآیند واپاشی رادیواکتیو از هسته آزاد می‌شوند. | ## بخش 2: پرتو یونیزان | قدرت نفوذ آن‌ها از ذرات آلفا بیشتر است و می‌توانند چند میلی‌متر در بافت نفوذ کنند. تابش بتا قادر است باعث یونیزاسیون DNA و ایجاد شکست‌های تک‌رشته‌ای و دو‌رشته‌ای شود U.S. پرتوهای گاما پرتوهای گاما فوتون‌های بسیار پرانرژی هستند که از هستهٔ اتم‌های ناپایدار گسیل می‌شوند. پرتو ایکس پرتوهای ایکس (X-ray) نیز از نوع تابش الکترومغناطیسی یونیزان هستند، اما برخلاف پرتو گاما، منشأ آن‌ها تغییرات الکترونی در اطراف هستهٔ اتم است. پرتو ایکس به‌طور گسترده در تصویربرداری پزشکی و همچنین در درمان‌های پرتویی استفاده می‌شود و می‌تواند از طریق اثر مستقیم و غیرمستقیم به DNA آسیب وارد کند. تابش نوترونی تابش نوترونی شامل نوترون‌های بدون بار الکتریکی است که معمولاً در راکتورهای هسته‌ای و برخی درمان‌های پیشرفتهٔ پرتویی تولید می‌شوند. اثرهای فیزیکی در افزاره‌های الکترونیکی، تابش یوننده می‌تواند منجر به فعال‌سازی مجدد پیوندهای آویزان غیرفعال‌شده در ناحیه مرز بین دو ماده شود، مانند فصل مشترک Si/SiO2 در افزاره‌های CMOS، که باعث افزایش چگالی تله‌های بین‌سطحی می‌شود. این تله‌ها می‌توانند حامل‌های بار را به دام اندازند که در نتیجه منجر به اثرهای پارازیتی مانند کاهش تحرک‌پذیری، افزایش نویز و تغییر ولتاژ آستانه می‌شود. آسیب‌های DNA ناشی از پرتوهای یون‌ساز پرتوهای یون‌ساز (Ionizing Radiation) از عوامل مهم ایجاد آسیب در DNA هستند و هم در شرایط طبیعی و هم در کاربردهای پزشکی مانند پرتودرمانی سرطان نقش اساسی دارند این پرتوها با القای تغییرات شیمیایی و ساختاری در مولکول DNA می‌توانند موجب ناپایداری ژنومی، جهش و مرگ سلولی شوند مکانیسم‌های ایجاد آسیب DNA آسیب DNA ناشی از پرتوهای یون‌ساز از دو مسیر اصلی رخ می‌دهد: اثر مستقیم و اثر غیرمستقیم. | ## بخش 3: پرتو یونیزان | در اثر مستقیم، انرژی پرتو مستقیماً به مولکول DNA منتقل شده و باعث یونش یا برانگیختگی بازها و ستون قندی-فسفاتی می‌شود. در اثر غیرمستقیم، پرتو با مولکول‌های آب واکنش داده و گونه‌های فعال اکسیژن (ROS) مانند رادیکال هیدروکسیل، سوپراکسید و پراکسید هیدروژن تولید می‌کند که این گونه‌ها با DNA واکنش داده و آسیب اکسیداتیو ایجاد می‌کنند. این الکترون‌ها فراوان‌ترین محصولات ثانویه یونش آب و ماکرومولکول‌های زیستی هستند. این نوع آسیب‌ها عمدتاً در اثر پرتوهای یون‌ساز و الکترون‌های کم‌انرژی ایجاد می‌شوند. آسیب‌های خوشه‌ای برای سیستم‌های ترمیم DNA چالش‌برانگیز هستند، زیرا ترمیم هم‌زمان چند ضایعه نزدیک به هم دشوار است. این نوع آسیب‌ها احتمال تبدیل به شکست دو‌رشته‌ای DNA را افزایش می‌دهند و می‌توانند منجر به ترمیم ناقص یا اشتباه شوند. در نتیجه، آسیب‌های خوشه‌ای نقش مهمی در ناپایداری ژنومی و اثرات زیستی پرتوها دارند، حتی اگر از نظر تعداد کمتر از آسیب‌های ساده باشند. اهمیت زیستی و بالینی شکست‌های دو‌رشته‌ای DNA (DSBs) خطرناک‌ترین نوع آسیب DNA محسوب می‌شوند.در صورت ترمیم‌نشدن یا ترمیم اشتباه، این شکست‌ها می‌توانند باعث بازآرایی‌های کروموزومی، جهش، سرطان‌زایی یا مرگ سلولی شوند.در پرتودرمانی سرطان، القای DSBها یکی از اهداف اصلی درمان است. | ## جمع‌بندی | با این حال، ایجاد آسیب در سلول‌های سالم اطراف تومور یکی از محدودیت‌های اساسی پرتودرمانی محسوب می‌شود.