Évolution des espèces produites par le ralentissement de protons rapides dans l’eau liquide : simulation fondée sur l’approximation des temps de réaction indépendants

¹ Groupe du conseil de recherches médicales du Canada en sciences des radiations et département de médecine nucléaire et de radiobiologie, faculté de médecine, université de Sherbrooke, Sherbrooke, Québec J1H 5N4, Canada.
² Laboratoire de biophysique-biomathématiques, faculté des sciences pharmaceutiques, université Paul-Sabatier, 35, chemin des Maraîchers, 31062 Toulouse cedex, France.

Résumé

Nous présentons les résultats d'un programme simulant le ralentissement de protons rapides dans l'eau liquide pure sur de courts segments de trajectoire pour lesquels le transfert d'énergie linéique (TEL) reste à peu près constant. Les distributions spatiales des espèces radiolytiques obtenues à ~10_-12 s servent de conditions de départ à la simulation de l'étape de chimie inhomogène traitée dans l’approximation des "temps de réaction indépendants". L'évolution des rendements radicalaires et moléculaires en est déduite jusqu'à ~10^-6 s. Les résultats obtenus sont comparés pour des segments de trace de protons correspondant à différentes valeurs de TEL comprises entre 0,3 et 20 keV/μm.

Abstract

We present the results of a program simulating the slowing down of fast protons in pure liquid water on short-track segments, on which the linear energy transfer (LET) remains almost constant. Spatial distributions of radical and molecular species, obtained at ~10_-12 s, give the starting point for the simulation of the nonhomogeneous chemical stage. The various reactions are treated in the "independent reaction times" approximation, which provides a good description of the partially diffusion-controlled reactions and of the coulombic interactions between the reactant pairs. The evolution of the radical and molecular yields is presented up to 10^-6 s. The results are compared for proton-track segments corresponding to different LET values ranging from 0.3 to 20 keV/μm.