研究目的
研究高剂量率激光驱动离子辐照细胞的生物反应，以探索其在癌症治疗中的潜在应用。
研究成果
实验装置成功实现了对细胞的均匀剂量辐照，在9.5 MeV能量区域平均剂量为1.02 Gy，标准偏差为0.01 Gy。被动剂量计和蒙特卡罗模拟准确估算了沉积剂量，证实了激光加速质子用于放射生物学实验的可行性。
研究不足
实验观察到，在相同标称实验条件下，每次照射的剂量存在约12%的波动。这种变异性可能影响放射生物学实验的一致性。
1：实验设计与方法选择：
本实验利用LULI-école Polytechnique的LULI2000激光器的pico2000光束线，通过靶背鞘层加速（TNSA）机制加速质子。采用磁偶极子对质子进行能量色散后，将其导向生物样品。
2：样本选择与数据来源：
使用人脐静脉内皮细胞（HUVEC）和人成纤维细胞（AGO1522）进行多项生物学检测。
3：实验设备与材料清单：
实验装置包括1T 10厘米磁偶极子、800微米针孔、50微米Kapton窗、Gafchromic EBT3胶片和哥伦比亚树脂#39（CR-39）。
4：实验流程与操作步骤：
通过被动剂量率无关探测器（CR-39和放射变色胶片）测量细胞受照剂量，利用RCF堆叠测量质子束能谱。
5：数据分析方法：
根据预先确定的剂量校准曲线，将RCF活性层的光学密度转换为剂量值。采用Geant4蒙特卡罗模拟对实验装置建模，并预测细胞平面上的能量色散分布。
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LULI2000 laser
pico2000 beamline
LULI-école Polytechnique
Used for particle acceleration through the Target-Normal Sheath Acceleration (TNSA) mechanism.
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Gafchromic EBT3 films
EBT3
Gafchromic
Used as a passive dose-rate independent dosimeter to measure the dose delivered to the cells.
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Columbia Resin #39
CR-39
Columbia Resin
Used as a solid-state nuclear track detector to measure particle radiation.
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EPSON V750 Pro scanner
V750 Pro
EPSON
Used to scan and analyze the RCF’s active layer post-irradiation.
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