Mesure de sections efficaces absolues vibrationnelles et électroniques pour la collision d’électrons de basse énergie avec des constituants de l’ADN en phase condensée

Abstract

Cette thèse de doctorat présente la mesure de probabilités d’interactions (sections efficaces) pour les électrons de basse énergie en collision avec des constituants de l’ADN condensés. Produits en abondance lors du passage des rayonnements ionisants à travers la matière biologique, les électrons de basse énergie sont considérés comme une des espèces secondaires des plus importantes en radiobiologie. Connus pour être les principaux responsables du transfert d’énergie des rayonnements ionisants au milieu biologique via les collisions inélastiques, l’étude des interactions des électrons de basse énergie avec des molécules d’intérêts biologiques (constituants de l’ADN) devient rapidement importante. Dans cette thèse de doctorat, les excitations vibrationnelles et électroniques sont étudiées pour trois biomolécules : le tétrahydrofurane (THF), le phosphate de diméthyle (DMP) et la thymidine (dT). Les molécules de THF et DMP représentent le désoxyribose et le groupement phosphate respectivement, les deux composants de la colonne vertébrale de l'ADN. La dT est un nucléoside constitué de deux unités fondamentales de l’ADN : le désoxyribose et la base thymine. Les sections efficaces absolues vibrationnelles et électroniques de ces molécules sont mesurées en phase condensée à l’aide d’un spectromètre de pertes d’énergie de l’électron à haute résolution. Les valeurs de sections efficaces sont extraites à partir des spectres de pertes d’énergie de l’électron à plusieurs énergies incidentes entre 0 et 20 eV. La dépendance en énergie incidente des valeurs de sections efficaces permet l’observation de plusieurs résonances. Cette thèse présente cinq articles décrivant en détails la méthode expérimentale ainsi que les mesures de sections efficaces vibrationnelles et électroniques pour les trois biomolécules. Un sixième article présente une comparaison quantitative des valeurs de sections efficaces de la dT et celles de ses constituants : le THF et la thymine. Cette thèse de doctorat permet de raffiner notre compréhension fondamentale des processus résonants entre les électrons de basse énergie et ces biomolécules. Aussi, elle rend disponibles les valeurs de sections efficaces qui sont nécessaires aux simulations radiobiologiques et à la nanodosimétrie. Finalement, ce projet de doctorat permet d’élucider si les sections efficaces d’une molécule complexe, comme la dT, peuvent être approximées par la somme des sections efficaces de ses constituants.