Simulation Monte Carlo du transport d'électrons non relativistes dans l'eau liquide pure et de l'évolution du milieu irradié : rendements des espèces créées de 10-15 à 10-7 s

Abstract

Le passage d'un rayonnement ionisant dans un milieu biologique libère un grand nombre d'électrons d'énergies diverses dont nous avons cherché à décrire le transport et les effets sur le milieu irradié. Pour cela, en traitant dans un premier temps le cas de l'eau liquide pure, nous avons construit un programme Monte Carlo simulant: -le transport d'électrons: formation d'ions, de molécules excitées et d'électrons de subexcitation (phase physique, t<10-15 s) -la réorganisation du milieu irradié après l'impact électronique: dissociation de molécules, thermalisation puis hydratation des électrons...(phase physico-chimique, 10-15<t<10-12 s) -la diffusion des espèces alors présentes et les réactions entre elles (phase de chimie inhomogène, 10-12<t<10-7 s). Ce travail a permis: -de fournir des cartes tridimensionnelles des traces d'électrons et de l'évolution temporelle du milieu d'obtenir les rendements (nombre d'espèces formées pour 100 eV d'énergie absorbée) à 10-15 s, temps non accessible à l'expérience -de reproduire les rendements expérimentaux, en fonction du temps, du radical OH et de l'électron hydraté ainsi que des autres espèces formées lors de la radiolyse de l'eau pour lesquelles sont connus les rendements expérimentaux à 10-7 s -de mettre en évidence l'importance de certains mécanismes physiques comme précurseurs de transformations chimiques, notamment de l'attachement dissociatif comme source d'hydrogène moléculaire. La flexibilité de ce programme, construit dans l'optique d'établir un lien entre la physique et la biologie d'un milieu irradié, permet en outre de l'appliquer au cas de solutions aqueuses contenant des solutés de plus en plus complexes et ainsi d'étudier des environnements graduellement plus proches de la matière biologique.