Stochastik der Strahlenwirkung

Wenn ein wissenschaftliches Modell trotz aller Anpassungsversuche den Phanomenen nicht mehr geniigt, so wird man zu seinem Ausgangs­ punkt zuriickkehren und seine Hypothesen iiberpriifen. In einer solchen kritischen Phase ist die strahlenbiologische Forschung, seitdem sich die Fiille experimenteller Beobachtungen nicht mehr in das bisherige Inter­ pretationsschema einfiigt. Am Anfang der Treft'ertheorie stand der geniale Gedanke, daB die charakteristischen Dosiswirkungsbeziehungen Ausdruck quantenphysi­ kalischer Zufalligkeiten seien. Diese Hypothese fand ihre mathematische Gestalt und darin ihre eindrucksvollste Bestatigung durch Studien mole­ kularer, mikrobiologischer und genetischer Strahlenwirkungen. Spater zeigte sich jedoch, daB der formale Anwendungsbereich des mathemati­ schen Apparates groBer ist als seine biologische Basis. So konnte der For­ malismus Eigenleben gewinnen und wird heute oft ohne Bezug zu den physischen Realitaten weiter betrieben. Der Grund fiir diese Entwicklung ist wohl der, daB die Treft'ertheorie zwar von Zufallsprozessen ausging, aber immer nur die diskrete Energie­ absorption beriicksichtigte. Tatsachlich hat man es jedoch bei der Genese der Strahleneft'ekte mit einer multiplen Stochastik zu tun, und diese ist Gegenstand der vorliegenden Arbeit. Inhaltsverzeichnis I Treffertheorie und alternative Deutung der Dosiswirkungsbeziehungen.- 1. Formales Schema zur Behandlung der Kinetik der Strahlenwirkung.- 2. Die Grundgedanken der Treffertheorie.- 3. Verallgemeinerte Darstellung der Treffertheorie.- 3.1. Mehrtrefferansatz und Mehrbereichsansatz.- 3.2. Berücksichtigung des Zeitfaktors.- 3.3. Berücksichtigung der Ionisationsdichte.- 4. Allgemeine Deutung der Dosiswirkungsbeziehungen.- Die Extrapolationsnummer beim Mehrtrefferansatz.- Zusammenfassung.- Literaturverzeichnis zu Teil I.- II Formale Analyse der Dosiswirkungsbeziehung.- 1. Grundlegende Charakteristika.- 2. Die Bedeutung der relativen Steilheit .- 2.1. Ein Satz über die Mindestzahl der wirksamen Absorptionsereignisse.- 2.2. Beweis des Satzes.- a) Die Konvexität der Größe S.- b) Beweis des Satzes für eine homogene Population.- c) Erweiterung des Beweises auf eine inhomogene Population.- 2.3. Veranschaulichung des Beweises.- 2.4. Verschärfung des Satzes und Bedeutung der lokalen Energiedichte.- 2.5. Beziehungen zur Treffertheorie.- 3. Diskussion experimenteller Ergebnisse.- 3.1. Die Quantennatur des Sehvorganges.- 3.2. Abtötung von Colpidiumcolpoda.- 3.3. Inaktivierung von Säugetierzellen in vitro.- 1. Ein numerisches Beispiel zur Bestimmung der Größen $$\bar D$$ und S.- 2. Die bedingte Wahrscheinlichkeit Wv wächst monoton mit v.- 3. Approximation der Dosiswirkungskurve durch eine logarithmische Normalverteilung.- Zusammenfassung.- Literaturverzeichnis zu Teil II.- III Dosiswirkungsbeziehung und Mikroverteilung der absorbierten Energie.- 1. Grundsätzliches zur Beschreibung der Mikroverteilung der absorbierten Energie.- 1.1. Rossis Konzept der lokalen Energiedichte.- 1.2. Definition der benötigten Verteilungen.- 2. Die Mikroverteilung der absorbierten Energie.- 2.1. Einige Eigenschaften der Verteilungen F($$\underline Z$$; D) und G ($$\underline D$$; Z).- 2.2. Numerische Berechnung der Verteilungen F ($$\underline Z$$; D) bzw. G ($$\underline D$$; Z) aus dem Spektrum der Absorptionsereignisse.- 2.3. Berechnung des Spektrums der Absorptionsereignisse.- a) Die verschiedenen die Verteilung F? (Z) bestimmenden Faktoren.- b) Die Berechnung der Verteilungsfunktionen L (e; ?).- 2.4. Zusammenstellung einiger Resultate.- 3. Die Mindestausdehnung der empfindlichen Bereiche bei der Inaktivierung von Säugetierzellen.- 4. Veranschaulichung und vereinfachte Behandlung.- 4.1. Monochromatische Strahlung als einfachster Fall.- 4.2. Die Größen ?1 und ?2 und die Ionisationsdichte.- 4.3. Deutung der Größen ?1 und ?2.- 4.4. Beispiele für den vereinfachten Schluß auf die räumliche und zeitliche Reichweite der Wechselwirkung zwischen verschiedenen Absorptionsereignissen.- 1. Ableitung der in 2.1 angegebenen Relationen.- 2. Bemerkungen zu den numerischen Berechnungen.- Zusammenfassung.- Literaturverzeichnis zu Teil III.- Zur Nomenklatur.- Zusammenstellung der benützten Symbole.- Namenverzeichnis.