重离子是目前放射治疗领域内公认的最有效的粒子。和普通射线相比，重离子的高治疗效率与其物理特性密切相关，如布拉格峰区的高线性传能密度、低侧向散射等。研究表明，在不同的射线辐照下都可以造成细胞的染色体断裂，包括染色体不连续、末端错误重排、染色单体环等等。这些潜在的改变都有可能导致细胞的癌变。化学诱导的早熟染色体凝集方法被广泛地应用于放射生物学和肿瘤学中染色体损伤的研究。Murakami等用原子力显微镜研究了化学诱导的早熟染色体凝集方法测定染色体损伤的精确度，并把该实验结果与光学显微镜下的研究结果进行了比对研究，发现两者之间没有显著的差异，证明该方法是一种可信的快速而精确的研究染色体损伤的方法。研究发现用不同线性传能密度的重离子以及X射线对多种细胞进行照射时，染色体断裂的数量与细胞的吸收剂量呈线性关系，高线性传能密度的射线更易诱发等点染色单体断裂，而低线性传能密度的射线诱发的染色体断裂以染色单体断裂为主。在临床治疗之前，必须制定精确的放射治疗计划，而在这期间不同个体的肿瘤组织的辐射敏感性的检测显得极为重要。目前已有多种方法来检测肿瘤细胞的辐射敏感性，比如克隆形成法，胞浆阻滞的细胞微核法等。研究结果显示这几种方法都不是很理想的选择，因为克隆形成法虽然精确，但是耗时很长，不能在临床治疗中采用，微核法虽然相对速度较快，但其精确性和特异性都非常低。杨等对PCC方法进行了改进，发现辐射诱导的染色体断裂数和细胞存活率之间存在着良好的线性相关性，暗示PCC数量可以作为重离子辐照细胞的辐射生物效应指示计。然而，我们并不认为化学诱导的PCC方法是最理想的研究染色体辐射效应的方法，因为重离子具有非常高的细胞杀伤效应，在线检测对于测试人员和患者都会造成很大的辐射风险。因此本文的主要目的就是建立一种理论计算方法，并以实验结果为标准对其进行验证和校对。本实验取得的主要结论：重离子在诱发细胞内染色体断裂的高相对生物学效应与其物理特性密切相关。一种非在线辐照模拟计算染色体断裂的方法被予以充分论证，其中影响该模拟过程的三个参数也被详细说明和论证。