放射線損傷は、医学や材料科学など、多くの分野で深刻な問題です。材料の特性に大幅な分解を引き起こす可能性があり、放射線療法を受けている患者の有害な副作用にもつながる可能性があります。その重要性にもかかわらず、特に生物学的組織や医薬品などの有機材料については、放射線損傷の正確なメカニズムはまだ完全には理解されていません。
Journal Nature Physicsに掲載された新しい研究は、放射線損傷の理解における大きな前進を提供します。チームは、カリフォルニアのSLAC National Accelerator LaboratoryでX線フリーエレクトロンレーザーLCLを使用して、有機分子テトラフェニルシクロペンタディエノン（TPCP）の結晶を照射するために使用されるX線の強いパルスを生成しました。 X線はクリスタル格子に損傷を与え、チームはさまざまなテクニックを使用して、ダメージをリアルタイムで測定しました。
この研究の結果は、放射線損傷が「イオン化誘導結合破壊」と呼ばれるプロセスを通じて開始されることを示しています。これは、X線光子が原子または分子から電子をノックアウトし、「ラジカル」と呼ばれる不安定で非常に反応性のある種を作成するときに発生します。ラジカルは、結晶内の他の分子と反応し、結晶格子に損傷を引き起こす可能性があります。
チームはまた、損傷がX線によって照射された結晶の領域に局在していることを観察しました。これは、高度に焦点を合わせたX線ビームを使用することで放射線損傷を最小限に抑えることができることを示唆しており、これにより、研究者は大きな損傷を引き起こすことなく原子レベルで材料を研究できるようになります。
この新しい研究は、有機材料で放射線損傷がどのように発生するかについての原子レベルの詳細な理解を提供します。この情報は、医学、材料科学、X線イメージングなど、幅広い用途での放射線損傷を防止または最小化するための新しい戦略を開発するために不可欠です。
デシー、アーフス大学、およびハンブルク大学の研究者に加えて、チームにはカリフォルニア大学バークレー校、シカゴ大学、カリフォルニア大学アーバイン校の研究者も含まれていました。
