Biologische Versuche mit dem 31-MeV-Betatron^*

Zusammenfassung

Zusammenfassend kann man aussagen, daß sich bei einigen, aber nicht allen von unseren Experimenten Wirkungsunterschiede der 180-keV- und der 31-MeV-Strahlen herausstellten, und zwar erwies sich stets die ultraharte Strahlung als die weniger effektive (Tabelle). Diese Unterschiede sind nicht bei allen Objekten vorhanden und variieren in ihrer Größe bei den verschiedenen Objekten. So überleben 50 % der Mäuse eine 180-keV-Bestrahlung nach 12 Tagen, während mehr als die Hälfte der betatronbestrahlten noch am 23. Tag lebt. Die Wirkung von 500 r 31 MeV auf die Mitosen von Vicia faba ist identisch mit 250 r. Der Vergleich der Halbwertsdosis für gespreizte Flügel (Phänokopie bei Drosophila) ergibt den Faktor 0,8. Für 4-h-Eier beträgt der Faktor, gewonnen aus den Halbwertsdosen, 0,88.

Was diese unterschiedliche Wirksamkeit verursacht, die verschiedene Ionisationsdichte, die unterschiedliche Emissionsform oder eine nicht wirklichkeitsgerechte Messung durch Luftionisationskammern, darüber kann uns noch keine Aussage erlaubt sein. Einzig die ungleiche Reaktion Objekte gleicher Größe, der Drosophila-Eier nämlich, deren Verhalten einmal wellenlängenabhängig, einmal wellenlängenunabhängig ist, gestattet bei diesen Experimenten, Meßschwierigkeiten auszuschließen.

Vielleicht läßt sich die Wirkung der Betatronstrahlen durch eventuelle Milieuänderungen, wie wechselndes pH, O₂-Tension usw., stärker beeinflussen, da nach Untersuchungen (zusammengestellt von Gray, 1952) gerade die Milieubeeinflussung des Strahleneffekts wellenlängenabhängig zu sein scheint.

Summary

Summarising it can be stated that in several, but not in all of our experiments a difference in effect between 180 keV and the 31 MeV rays was observed. The ultra-hard radiation was less effective in all cases. These differences do not occur in all subjects and vary in size in different subjects. So 50% of mice survive after 12 days a dosage of 180 keV treatment. On the other hand, more than half of the mice treated with Betatron are still alive after 23 days. The effect of 500 r 31 MeV on the mitoses of Vicia faba is equivalent to 250 r. From the comparison of the half layer dosage for phenocopy in Drosophila there results the factor 0.8. For 4 h eggs the factor is 0.87.

So far as the different effectivity, the different density of radiation, the different type of emission and finally the definite measurement by an ionisation chamber are concerned, a definite decision cannot be made at this time. In these experiments the difficulties in measurement can be eliminated by testing objects of uniform size, viz. the eggs of Drosophila. The reaction is sometimes dependent and sometimes independent from the wavelength.

Perhaps the effects of the Betatron radiation can be influenced by changes in environment, auch as different pH O₂ tension etc. The influence of the environments on the effects of radiation seems to be dependent on the wavelength (summarised by Gray 1952).

Résumé

En résumé on peut dire que dans quelques-unes, mais non dans toutes nos expériences on peut déceler une différence dans l'action des rayons à 180 keV et à 31 MeV, et dans tous les cas les radiations les plus pénétrantes se sont alors montrées les moins efficaces. Cette différence, qui est pas reconnaissable pour tous les cas, dépend des dimensions des objets irradiés. 50% des souris survivent après 12 jours ne irradiation de 180 keV tandis que plus de la moitié de celles qui ont été irradiées au bétatron sont encore en vie le 23è jour. L'action de 500 r à 31 MeV sur les mitoses de Vicia faba est la même que celle de 250 r. La comparaison de la dose de demiabsorption pour l'aile déployée (phénocopie de drosophila) donne un facteur de 0,8. Pour des oeufs de 4 h. le facteur est de 0,87. L'origine de ces écarts ne nous est pas encore claire: différence de l'épaisseur de la couche ionisée, de la forme d'émission ou encore mesure faussée par l'ionisation de l'air dans les chambres. Seule la réaction différente d'objets de même dimension (oeufs de Drosophila) parfois proportionnelle, parfois indépendante de la longueur d'onde permet d'exclure des erreurs techniques de mesure.

Peut-être une altération du milieu (pH tension de O₂ etc.) modifie-t-elle davantage l'action des radiations du bétatron puisque précisément selon Gray (1952) les modifications de l'action actinique par altération du milieu semblent liées à la longueur d'onde.

Resumen

Em síntesis puede decirse que en algunas aunque no en todas nuetras experiencias ha sido posible establecer diferencias de acción entre las radiaciones de 180 keV y 31 MeV ; la radiación ultrapenetrante se mostró la menos efectiva. Estas diferencias no se comprueban en todos los objetos sino que varían considerablemente. Así, por ejemplo, solo el 50% de las ratas sobreviven 12 días después de una irradiación con 180 keV mientras que más de la mitad de las irradiadas con el betatron viven aún 23 días después. La acción de 500 r con 31 MeV sobre la mitosis de la vicia fava es igual a la acción de 250 r. La comparación de la dosis hemirreductora para las alas desplegadas (fenocopia en la drosofila) da un factorde 0,8. Para los huevos de 4 h el factor correspondiente a la dosis hemirreductora es de 0,87.

No sabemos que es lo que determina este comportamiento tan distinto, la diversa forma de emisión o valores de ionización del aire que no es medida correctamente por las cámaras de ionización. Solamente la distintareacción de valores idéntios, es decir de los huevos de drosofila, cuyo comportamiento es a veces dependiente de la longitud de onda y en otras ocasiones no lo es, permiten descartar en estos experimentos las diferencias y dificultades de medida.

Es probable que la acción de la radiación del betatron puede ser alterada por modificaciones eventuales del medio como, por ejemplo, cambio de la tensión de pH O₂ ya que (de acuerdo a una síntesis de Gray 1952) son precisamente los cambios del medio provocadas por la radiación las que resultan independiente de la longitud de onda.