中子辐照诱导基因突变的比较研究：散裂、反应堆与紧凑型中子源

中子束因电中性且具有高穿透力，为植物、种子和微生物等生物物种的辐照提供了独特优势。我们通过模拟散裂源 J-PARC BL10、反应堆 JRR-3 TNRF 和紧凑型中子源 KUANS，全面研究中子辐照诱导基因突变的潜力。我们分析了中子通量、能量沉积率和线性能量传递（LET）分布。KUANS 实现了 17 Gy/h 的最高剂量率，显著优于 BL10，这得益于最佳样品放置所带来的大立体角。研究结果凸显了 KUANS 在高效基因突变和中子增殖方面的适用性，尤其是在诱导生物样品靶向突变方面。KUANS 的 LET 范围集中在 20-70 keV/$\mu$m，这可能特别适合诱导特定基因突变。我们强调了根据 LET 要求选择中子源以最大化突变诱导效率的重要性。本研究展示了紧凑型中子源（如 KUANS）在有效生物辐照和中子增殖方面的潜力，为大型设施提供了可行的替代方案。BL10 和 TNRF 中使用的中子滤波器有效排除了低能中子，同时保留了高 LET 成分。中子俘获反应 $^{14}\mathrm{N}(n,p)^{14}\mathrm{C}$ 被发现是在热中子主导条件下的主要剂量来源。