Odpowiedź komórek na działanie promieniowania jonizującego zależy nie tylko od wykorzystanego źródła promieniotwórczego, ale również od sposobu w jaki komórki zostały napromienione. Uniwersalną miarą ekspozycji komórek na promieniowanie jest dawka, czyli energia zdeponowana w jednostce masy. Im bardziej jej rozkład jest jednorodny, tym większa jest szansa na porównywalny poziom uszkodzeń we wszystkich komórkach. Niemniej jednak przy jednakowej zaabsorbowanej dawce, poziom uszkodzenia komórek będzie się różnił. Zależy on od parametru znanego jako liniowy transfer energii (LET), który opisuje depozycję energii na jednostkę drogi, którą cząstka przebywa w komórce. Dla wysokich wartości LET, charakterystycznych dla promieniowania alfa, wysoką wartość osiąga również względna skuteczność biologiczna (RBE) [1]. Przy zmianie wartości LET zmienia się też RBE, a co za tym idzie poziom uszkodzeń pojedynczych komórek się różni. Dlatego stosowanie promieniowania o ściśle określonej wartości LET jest tak ważne w badaniach radiobiologicznych. Celem pracy było zbadanie jednorodności rozkładu dawki oraz LET w zależności od użytej geometrii układu do napromieniania komórek. Symulacje zostały przeprowadzone z wykorzystaniem pakietu Geant4 [2] oraz kodów PARTRAC, bazujących na algorytmach Monte Carlo. Za jednorodny rozkład dawki, otrzymany w wyniku symulacji dwóch prostych geometrii napromieniania monowarstwy komórek, odpowiedzialne były cząstki alfa o wartościach LET z bardzo szerokiego zakresu. W celu poprawy wyników do układu został wprowadzony kolimator z heksagonalnymi otworami, który spowodował zmniejszenie szerokości rozkładu wartości LET emitowanych cząstek alfa, ale ze względu na geometrię układu jednorodność zaabsorbowanej dawki uległa zmniejszeniu. Optymalnym wyjściem okazało się użycie w symulacjach kolimatora zmieniającego położenie podczas napromieniania komórek. Wyniki pracy zostaną wykorzystane przy planowaniu eksperymentów radiobiologicznych z użyciem źródeł promieniotwórczych o wysokim LET. 

[1] Goodhead DT. Mechanisms for the biological effectiveness of high-LET radiations. Journal of Radiation Research. 1999; 40(Suppl.): 1-13 [2] Incerti S, Gault N, Habchi C, et al. A comparison of cellular irradiation techniques with alpha particles using the Geant4 Monte Carlo simulation toolkit. Radiation Protection Dosimetry. 2006; 122(1-4): 327-329.