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基于蒙特卡罗程序包Geant4研究布拉格峰附近能量质子在物理作用过程阶段对DNA损伤的特点规律。
方法利用Geant4构建细胞核及DNA模型，并基于Geant4-DNA物理过程模拟布拉格峰附近7档不同能量的质子在细胞核中传输过程，记录各相互作用位点相关信息，随机选取16%作用位点作为质子及其次级电子与DNA相互作用的位点，并将可导致DNA链断裂的位点信息写入新的文件，之后通过基于密度的空间聚类算法(DBSCAN)处理该文件，进而分析计算不同能量质子致DNA损伤的差异。
结果能量介于0.6 ～ 20.0 MeV之间的质子穿过细胞核时，随着能量的降低，单个质子致DNA损伤位点数由49.86增至549.88；损伤集簇数由2.92增至82.46；各尺寸集簇数增加显著，尺寸≥5的集簇增加329倍以上；平均集簇尺寸虽也有增加，但并不明显；简单单链断裂、复杂单链断裂、简单双链断裂和复杂双链断裂分别增加约7、25、23和63倍；单链断裂所占比例由96.69%减少到89.37%，双链断裂则由3.31%增加至10.63%。
结论质子能量越低，通过物理作用过程使DNA产生的损伤越复杂，DNA的修复越困难。